BRPI0906644A2

BRPI0906644A2 - método e dispositivo para processo fotoquímico

Info

Publication number: BRPI0906644A2
Application number: BRPI0906644A
Authority: BR
Inventors: Emminger Franz; Mohr Martin
Original assignee: Ecoduna Og
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2019-09-10
Also published as: HK1151552A1; CN101970636B; US20100330652A1; JP2011510635A; ZA201005385B; US8895289B2; EG25705A; MX2010008004A; IL206869A0; AU2009208355B2; CA2712280A1; NZ587206A; WO2009094680A1; CN101970636A; KR20100107496A; MY150034A; EA018693B1; EA201070904A1; JP2014221051A; IL206869A

Abstract

"método e dispositivo para processo fotoquímico". a presente invenção refere-se a um método para um processo fotoquímico, tal como fotocatalítico e/ou fotossintético, particularmente para um cultivo e produção ou hidrocultivo de micro-organismos, de preferência, fototróficos. está previsto um reator, particularmente, um biorreator solar (1), constituído de pelo menos um elemento de reator (2). o elemento de reator está formado por dois tubos (4) verticais, conectados embaixo. além disso, estão previstas uma entrada (4), assim como também uma saída (5) na borda de reator superior. a guia em forma de meandro do meio de reação (6) dá-se verticalmente ou de modo inclinado em um ângulo, pelo menos uma vez de cima para baixo ou na direção da força de gravidade de baixo para cima ou contra a direção da força de gravidade. tanto a introdução como também a descarga do meio de reação (6) no ou do reator, dá-se, de preferência, continuamente, com a pressão e livre para a atmosfera sobre a superfície do meio de reação superior, sendo que devido à compensação de pressão e nível hidrostática é gerada uma corrente livre de tensão para os micro-organismos do meio de reação (6).

Description

Relatório Descritiva da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA PROCESSO FOTOQUÍMICO”.

A presente invenção refere-se a um método para um processo foloquimíco, tal como fotocatalítico e/ou fotossíntétloa, particularmente para 5 urn cultivo e produção ou hidraculfivo de micro-organismos, de preferência, fototróficos, sendo que um meio de reação, por exemplo, uma solução ou urna suspensão aquosa, è guiada em forma de meandro em um reatar. Além disso, a invenção também refere-se a um dispositivo para execução do mè3 todo

Do documento DE 41 34 813 Al è conhecido um biorreator para micro-organismos fototrófioos, que consiste em vidro ou matéria sintética. O meio de cultura ê bombeado pelo biorreator ou guiado em forma de meandro para baixo pelas placas nervuradas. Além disso, estão instalados nas nervuras meios geradores de turbulência. De acordo com esse processo, dióxido de carbono é introduzido em cima e para a operação é usada luz natural ou artificial O biorreator é colocada ou ajustado em um ângulo reto à fonte de luz.

São conhecidos, ainda, dos documentos GB 2 235 210A e DE 196 44 992 C l biorreatores para micro-organismos fototróficos ou para mé~ 20 todos fotocatalíticos.

Do documenta EP 738 886 Al é conhecida a depuração de águas residuais em um biorreator, onde o liquida a ser depurado é guiado por placas nervuradas múltiplas de matéria sintética transparente. Para a regulagem da temperatura. podem encontrar utilização placas nervuradas multi25 pias translúcidas, correntes no comércio.

Além disso, no documento QO 98/18903 é descrito um elemento solar, que pode ser aquecido ativamente ou passivamente, de placas nervuradas múltiplas, com pelo menos três correias. As camadas dentro do reator sãs usadas altemadamente para um processo fotoquímico ou fotossintétíco.

Nesse caso, o meio de cultura è guiado em forma de meandro para baixo em um reatar fechado com lado dianteiro vedado e placas nervuradas dispostas honzontalmente

Naturalmente, também é conhecido o parafusa sem fim de Arquimedes e a espiral de acordo cem Da Vincí, per exempla, de Florian Manfred Grãtz ‘'Téilautomatische Generierung vom Stromlauf and Fuidplànen for mechatronische Systeme (Diss. München Foehn. Univ. 2006) ISBN 10 35 8316-0643-0,

Da documenta DE 195 07 14$) C-2 é conhecido um parafuso sem fim de força hidráulica, com urna gamela e um gerador para produção de corrente, Do documento DE 41 39 134 02 á conhecido um parafuso sem fim .. de força hidráulica para transformação de energia.

*0 Naturalmente, a compensação de forças hidrostática é conhecida como paradoxo hidrostàtico, também chamado de paradoxo de Pascal Esse é um paradoxo fictício, que descreve o fenômeno de que um liquido causa uma pressão de gravitação, dependente da altura de enchimento do liquido, sobre o fundo de urn recipiente, mas que a forma do recipiente não exerce nenhuma influência.

Como recipientes comunicantes ou tubos comunicantes são chamadas recipientes abertos em cima, ligados embaixo. Um fluido homogèneo fica a uma mesma altura nas mesmos, parque a pressão do ar e a gravidade agem igualmente sabre os recipientes. No caso de líquidos não 20 homogêneos, as colunas de líquido comportam-se na altura inversamente ao seu peso específico.

Narmalmente - tal como também em alguns dos métodos apre sentados acima - o transporte em reatores solares é realizado por processos de bombeamento correntes no comércio. Esse procedimento causa ten25 são para os miuro-organismos no meio de reação, seja por pressão alta, subpressão, aceleração farte ou esmagamento. Expostos a essa tensão, a maioria dos micro-organismos fotatrôficos caem cm suas capacidades fotossinteticas potenciais. Células são destruídas, danificadas e/au os microorganismos precisam de tempo e/ou prrxiutes de metabolismo para regene30 ração, antes que podem assumir novamerrte por completo os processos que lhes foram atribuídos. Do mesmo modo, expostos a essa tensão, a maioria das processes fotoquímicos caem em suas capacidades fotocatalltiaas po tendais, uma vez que moléculas são destruídas ou danificadas e/ou necessitem de tempo e/ou outros agentes de oxidação, antes que possam novamente assumir por completo os processos que lhe foram atribuídos.

Além disso, do documento DE 29 51 700 C2 é conhecida uma o central elétrica solar, que està montada de mudo suspensa em um eixo de um braço em um edifício.

É tarefa da invenção criar um método do tipo citado inidalmente, que, por um lado, evite as desvantagens acima e que, por outro lado, possibilite um aumento qualitativa e, sobretudo, quantitativo do rendimento ou da 10 colheita.

O método da acordo com a invenção està caracterizado pelo fato de que a guia em forma de meandro do meio de reação, verticalmente ou inclinado em um ângulo, dá-se pelo menos uma vez de cima para baixo ou na direção da força de gravidade e de baixo para cima ou contra a dire15 ção da gravidade e que tanto urna introdução como também uma descarga do meio de reação nu ou do reator dá-se. de preferência, continuamente, com a pressão e livre para a atmosfera sobre a superfície du meto de reação superior, sendo que devido à pressão hidrostátlca e compensação de nível, é gerada uma corrente livre de tensão para os micru-organismos do meio de 20 reação. Com a invenção é passível, pela primeira vez, obter um transporte moderado, de modo que é evitada uma danificação na decorrer de seu processo da produção. Per uma introdução controlada do meio de reação na região do nivel de líquido superior, a velocidade de passagem do meio de reação pelo elemento de reator pode ser definida, pressupondo, naturalmen··· 25 te, que o mesmo está cheio, O meio de reaçau corre à maneira de meandro pelas elementos de reator verticais, unidos uns com os outros. Os elementos de reator estão unidos uns aos outros de tal modo que a entrada e a salda estão dispostas em cima. Os elementos de matar estão totalmente ou parcialmente abertas para cima. A passagem de corrente é obtida sob utilização 30 da compensação de pressão hídrostâtioa, com perda de altura mínima dentro de todo α reator. Pelo transporte substanmalmente livre de pressão e com a pressão do meio de reação em um biorreator solar, α processo de reação é prejudicado o menos possível.

O método de acordo com a invenção pode ser usado, por exemplo, para as seguintes áreas de aplicação.

* A depuração fotoquímica e/ou fotossintética de águas residu5 ais.

® A troca fotossintética de CO2 para oxigênio, por microorganismos fototrôficos.

« Cultivo e produção de micro-organismos fototrôficos para fins de pesquisa.

⁵0 * Pesquisa em processos fotoquimicos e/ou fotossintéticos.

* Cultivo e produção de micro-organismos fototrôficos para produtos alimentícios e materiais básicos para alimentos.

* Cultivo e produção de mícro-organismos fototrôficos para materiais básicos da indústria farmacêutica.

* Cultivo e produção de microorganismo fototrôficos para combustíveis e materiais básicos para produção de combustível e obtenção de energia.

* Cultivo e produção de micro organismos fototrôficos que emitem gases úteis (por exemplo, hidrogênio) no processo fotossintétkx.

Pela utilização da compensação de força hidrostátíca na passagem do meio de reação pelo elemento de reator ocorre um transporte quase livre de tensão dos microorganismos arrastados. Além disso, pode ser obtida uma otimização de energia, uma guia de luz definida, uma otimização de espaço, um abastecimento com aditivos, um aquecimento definido, um con25 trole seletivo, bem como uma produção de gás aperfeiçoada.

De acordo com outra característica especial da invenção é realizada uma introdução contínua ou em lotes de aditivos líquidos e/ou gasosos, tais como, por exemplo, soluções de nutrientes e/ou agentes de oxidação e/ou substâncias ativas e/ou substâncias dissolvidas, que fomentam o pro30 cesso, de preferência, durante o processo, de preferência, no lado inferior, na região da inversão do meio de reação Todas as intervenções no meio de reação são realizadas, de preferência, no iado inferior dos elementos de re5 ação.

De acordo com outra configuração da Invenção, pala introdução dos aditivos na extremidade inferior da coluna de líquido, ocorre uma mistura e distribuição uniforme dos aditivos no meio de reação. Devido a isso., ocorre 5 urn turbilhonamento do meio de reação pelos gases ascendentes.

De acordo com um aprimoramento da invenção, os aditivos a serem introduzidos são introduzidos com uma temperatura definida. Devido a isso, é obtida urna regulagem térmica através dos gases e/ou soluções de . nutrientes introduzidos,

De acordo com uma ca raster ística especial da invenção, a Introdução de substancias ou aditivos líquidos e/ou gasosos é realizada no lado inferior na região da Inversão do meio de reação, sendo que na região do meio de reação, que corre de baixo para cima ou contra a direção da força de gravidade é introduzida uma quantidade maior de substâncias ou aditivos líquidos e/ou gasosos dc que na região do meio de reação, que corre de cima para baixo ou numa direção da força de gravidade. Devido a isso - de mudo correspondente ao modo de trabalho de uma bomba Marnmut - o nível de líquido é aumentado nos tubos ou câmaras passados por corrente de? baixo para cima, em uma espécie de “efeito de levantamento de gás, em 20 relação a tubos ou câmaras passados por corrente de cima para baixo. Essa diferença do nível de liquido, ern uma ligação sucessiva repetida várias vezes dessas unidades e introdução de gás aumentada em nada um dos tubos ascendentes, para um aumento do nivel de liquido no final do último tubo ou câmara em relação ao primeiro tubo ou câmara, quando a construção do 25 reator leva em consideração o aumento do nível de líquido. Apesar dessa introdução multiplicada de aditivos, de preferência, gasosos, acorre um transporte livre de tensão dos micro-organismos.

De acordo com uma característica especial da invenção, a descarga de produtos de processo gasosos, tal como, por exemplo, oxigênio, 30 dá-se, de preferência, durante o processo, sobre a superfície do meio de reação. Devido a isso, pode ser obtida urna redução controlada e otimizada de poluentes, sendo que essa descarga otimizada também permite uma colets de produtos de processo gasosos..

Da acordo com um aprimoramento espadai da invenção, o reator é guiado ou controlado de modo rotativo de acordo com a radiação solar sobra todo o arco do curso do sol horizontal. Devido a isso, é obtida uma otimização da radiação solar para biorreatores solares. Micro organismos fototráficos para as mais diversas aplicações em diversos biorreatores sola res encontram, devido a isso, uma iluminação natural otimizada, correspondente ao tipo e ao sucesso do cultivo, para o processo fotossintêtico.. Além disso, a mesma pode ser adaptada ao longo do dia e/ou às condições de luz. em modificação. Pode ser causada tanto uma exposição aumentada como diminuída dos mioro-organismos à radiação solar, tanto para um melhor apruveitamento da luz ou para proteção contra radiação intensa demais.

Também é ainda tarefa da invenção um dispositivo para realização do método.

O dispositivo de acordo com a invenção para realização do método, no qual está previsto um reator, de preferência, um biorreator, que consiste em tubos, caracterizado pelo fato de que o reator consiste em pelo menos um elemento de reator, que está formado por dois tubos verticais, unidos embaixo e que está prevista tanto uma entrada como também uma salda na borda superior do reator,

O reator, particularmente, o biorreator, pode consistir em materiais transparentes, translúcidos, revestidos ou não revestidos. Do mesmo modo, os tubos ou placas nervuradas podem consistir em vidro ou matéria sintética permeável para luz ou luz de UV, tal como polimetilmatacrilato. Os elementos do reatar podem ser realizados tanto de componentes correntes no comércio e, opcíonalmente trabalhados, como também produzidos separadamente, que satisfazem as condições acima. Os elementos do reator são dispostos de tal modo que está garantida uma passagem de corrente à maneira da meandro, de cima para baixo e de baixo para cima. A entrada e a saída para ou do reator está montada na região superior.

Depois da entrada no reator, o meio de reação, pela compensação dei força hidrostática, escoa por torto o reator em meandros verticais.

v ί

Quando chega ao ultimo elemento de reator, o meto de reação deixa o btorreator hidrostático e guiado Isvre de pressão ou com a pressão a um tanque de maturação ou a um recipiente coletor ou a um outro reator. Do recipiente coletor o meio de reação pode ser alimentado acabado ou livre de tensão a um armazenamento intermediário ou a um trabalho adicionai.

De acordo com uma característica especial da invenção, em uma conexão a um painel de reator de dois ou mais elementos, a parede divisória dos mesmos está formada de modo mais baixo do que a parede divisória entre os tubos ou câmaras de um elemento de reator, com o que é formada uma abertura de vertedouro ou de comunicação, quando o nivel do liquido nos elementos de reator é mais alto do que a parede divisória entre os elementos de reator. tJm elemento de reator está formado como um recipiente comunicante. Por esse tipo de ligação em série de elementos de reator em painéis de reator é dada a possibilidade de formar um trajeto de passagem de corrente definido.

O tempo de permanência ótimo adaptado às exigências dos respectivos micro-organismos ou foíoquimicas e correspondentes ao resultado de processo dentro de todo o reator pode ser influenciado petos seguintes parâmetros.

» Velocidade de passagem de corrente.

* Secção transversal dos elementos de reator.

« Altura do elemento de reator, « Quantidade e constituição às substâncias não gasosas; introduzidas, constituição, quantidade, densidade e pressão dos gases insuflados, « Quantidade dos elementos de reator ligados em guia à maneira de meandro.

* Possibilidade de produzir gases de escapamento de processo.

« Temperaturas de processo, » Tempo de permanência e posição em relação à luz.

» Tempo de permanência em tanques de maturação ou em tanques escuros.

Para iodo o processo é possível, opcionalmente, no caso ideai e a condições construtivas correspondentes, um transporte continuo ern uma vez de meio da entrada para a saida.

De acordo com uma configuração especial da invenção, os pai5 néis de reator, de preferência, ligados uns aos outros em série, estão montados, de preferência, fixamente, paraielarnente uns aos outros, em um dispositivo de recepção similar ac quadro, em um reator e o reator é ajustàvel em relação à irradiação de luz através de pelo menos um eixo, de preferência vertical, com um dispositivo de rotação, sendo que o reator está prevista.

particularmente, suspenso ou flutuante sobre um corpo da força ascensional. Por um dispositivo de recepção desse tipo e um apoio desse tipo pode ser formado qualquer ângulo em relação à radiação solar. Por um controle correspondente ao curso do sol ou ao acompanhamento do sol é obtida uma otimização de luz. Para determinadas aplicações pode ser realizada, por exemplo, uma exposição menor no horário do meio dia por afastamento ou sombrearnento.

Como os micro-organismos fototròficos só passam por um processo fotosslntéllco ótimo na zona próxima ã superfície e para assimilação de nutrientes e divisão são prejudicados por radiação de UV demasiada, é 20 vantajosa que sejam guiados dentro do elemento de reatar tanta para a zona externa como também para o interior.

Luz de UV diretamente incidente, intensiva demais, danifica ou prejudica o crescimento dos micro-organismos e aumenta a temperatura do meio de reação para acima da medida ideal, que precisa ser novamente res25 friado. Pela mistura do meio de reação todos os micro-organismos chegam suficientemente à zona de luz próxima à parede externa, inundada de luz do elemento de reatar.

Na oxídação folocalalitica é vantajoso se todas as moléculas dentro do elemento de reator forem guiadas para a zona de luz próxima à 30 parede externa, inundada de luz do elemento de reator,

Uma posição praticamente paralela à fonte de luz ou um acompanhamento paralelo da radiação de soi do reator, na maioria das vezes é suficiente e, desse modo, é possível um aproveitamento de espaço maciçamente melhor.

Além disso, luz irradiada de modo praticamente paralela é refletida parcialmenle pela superfície do reator é parolalmente refletida e fica à 5 disposição do reator oposto.

A uma radiação solar fraca, srfuaçâo geográfica desfavorável ou em micro-organisrnos fototróficos ou processos fetocatafitiaos particularmente necessitados de luz, urna posição do reator voltada para a fonte de luz pode ser selecionada em qualquer ângulo.

Na variante preferida, para possibilitar aos biorreatores solares o acompanhamento do sc<l, os mesmos são montados fixamente em cima e, opcionalmente, embaixo no componente solar, de modo que quando c componente solar acompanha a radiação solar, os painéis de reator não modificam sua posição um em relação ao outro, mas todo o componente selar è girado. Os painéis de reator, que podem ser planos ou, em tubos individuais, unidos, transparentes, translúcidos, revestidos ou não revestidos, são dispostos de tal modo que eles são apropriados para cultivo dos microorganismos, quer em lotes, em meio de cultura em repouso e/ou continuamente, em meio de cultura corrente.

De acordo com um aprimoramento da invenção, para detecção do curso do soí está previsto um sensor, através do qual dá-se o controle do movimento rotativo para a irradiação de luz para o reator. O curso de sol é determinado per um sensor apropriado e transmitido ao reator como movimento rotativo definido. Naturalmente, também podem ser usados para o controle cs dadus referentes às coordenadas, hora e data.

De acordo com um aprimoramento especial da invenção, a irradiação de luz. para o reator dá-se através de uma iluminação artificial. Q reator pode ser construída de uma maneira tal que ele pode ser abastecido com energia e também é possível a instalação de meios de iluminação favoráveis 30 para mioro-organismos fototrõfioos.

De curo nem rima configuração especial da invenção, em uma unidade constituída de vários reatores os movimentos rotativos para irradia çâo de luz estão sincronizados, de preferência, por todos os reatores. Em urna unidade constituída de vários reatores, a rotação de todos os reatores de ioda a unidade pode ser sincronizada de tal modo que os reatores situados mais atrás de acordo com uma disposição básica, não são sombreados por uma posição aproximadamente paralela dos painéis de reator à radiação solar. Devido a isso, pode ser garantida a introdução de sol ideal.

De acordo cem um aprimoramento da invenção, pelo menos partes, particularmenie superficies externas, dos painéis de reator e/ou do reator estão realizadas de mede refletor da luz. Devida a isso, o efeito da iluminação natural ou adificial pode ser aumentado.

De acordo com uma característica especial da invenção, no lado inferior do reator, na região da inversão do meio de reação, está prevista pelo menos uma entrada de introdução para a introdução continua ou em lotes de aditivos, tais como, por exemplo, soluções ou gases de nutrientes e/ou agentes de oxidação e/ou substâncias ativas e/ou substâncias dissolvidas ou gases que fomentam o processo, de preferência, durante o processo.

O meio de reação, antes da entrada no reator, pode ser opcionalmente enriquecido com substâncias dissolvidas em líquidos, que correspondem às necessidades dos micro-organismos ou exigências do processo, e/ou ser abastecido, durante a passagem no reator, com nutrientes fluidos ou agentes de oxidação.

O. teor de nutrientes no meio de reação, que pelo continuo crescimento dos micro organismos cai no processo fotcssintético, pode ser compensado pela introdução continua e/ou em lotes de uma solução de nutrientes.

O efeito útil no meio de reação que cai por reação constante no processo fotoquímico, também pode ser compensado pela introdução continua e/ou em lotes de outras substâncias ativas.

Para introdução dos nutnentes nu agentes de oxidação fluidos, uma possibilidade de alimentação é criada no lado inferior dos elementos de reatar, através de válvulas controláveis. Pela guia à maneira de meandro do meio de reação e/ou pelas substâncias ativas fluidas ascendentes, è garantida uma boa mistura e distribuição dentro de todo o reator,

Naturalmente, também nutrientes, agentes de oxidaçào ou substancias ativas gasosas podem ser introduzidos dessa maneira.

Os gases introduzidos produzem uma limpeza automática da superfície interna do reator pela ascensão das bolhas de gás. Também está previsto um ponto de retirada para amostras, no lado inferior do elemento de reator, para verificar o progresso da processo.

De acordo com uma característica da invenção, para introdução de aditivos na região da inversão no elemento de reator e/ou no painel do 10 reator, estão previstos furos para a disposição de um tubo, de preferência, contínua, particularmente um tubo de gás com microfuros, Q tubo de gás tem a disposição dos furos de tal modo que a gaseificação e mistura do rneío de reator está garantida em cada elemento de reator do painel de reator.

De acordo corn uma configuração especral da invenção, o tubo de gás apresenta na região do rneio de reação que corre de baixo para cima ou contra a direção da força de gravidade, urn número maior de microfuros e/ou que apresentam um diâmetro maior do que na região do meio de reação, que corre de cima para baixo ou na direção da força de gravidade, Com isso, ern tecnologia de dispositivo è obtido o “efeito de levantamento de gás”, 20 citado mais acima.

De acordo com um aprimoramento da invenção, o tubo de gás apresenta nas duas extremidades uma rosca externa e/ou uma rosca interna, Qs tubos de gás estão realizados, por exemplo, de tal mudo que por uma porca de capa eles podem alinhar-se á prova de gàs com o conjunto cons26 trufivo. Pelo menos uma dessas porcas de capa está dotada de uma ligação para urn tubo de gás.

Além disso, o tubo de gás pode estar dotado de uma peça de ligação através de sua rosca interna, que pode ser enroscada em outro tubo de gás,

Para troca, em um lado a porca de capa é desenroscada, a peça de ligação é montada e o novo tubo de gás è montado na outra extremidade da peça de ligação, Com o nove tubo de gás o tubo de gás a ser trocado á empurrado pelo conjunto construtivo e. nesse caso, ao mesmo tempo ocupa sua posição. Desse modo, é garantido que a uma perda minima de gás ou perda de líquido o tubo de gás a set trocado é empurrada pela conjunta construtivo com o novo tubo de gás, Essa modalidade possibilita uma manu5 tenção ou modificação do dispositivo de entrada de gás, sem interrupção do serviço ou com apenas uma interferência minima no processo.

De acordo com outra característica especial da invenção, para descarga de produtos de processo gasosos, tal corno, por exemplo, oxigênio, de preferência, durante o processo, está prevista uma saída de descar10 ga que está prevista acima da superfície do meio de reação ou acima do lado superior dos elementos da reator. Produtos de processo gasosos, tais como produtos de metabolismo que se formam no processo fotossintéfioo ou fotoquimico podem subir livremente no meio de reação pela ausência de pressão no elemento de reator.

Pela construção totalmente ou parcialmente aberta para cima do elemento de reator, è passível um esaapamento e/ou aspiração dos produtos de processo gasosos.

A descarga do gás de escapamento de processa é estimulada pelas bolhas ascendentes, formadas na processo, e/ou, opcionalmente, oon20 trolada adicionalmente por gases insuflados.

De acorda com uma configuração da invenção, pata descarga de produtos de processo gasosas està prevista um dispositivo coletar, com urna saída de descarga, previsto acima da superfície do meio de reação ou acima do lado superior dos elementos de reator. Devido a isso, os produtos 25 de processa gasosos podem ser coletadas e. opcianalmente, alimentados a um aproveitamento adicional ou ao descarte. Também uma perda de maio de reação por evaporação e/ou por perda por respingas a uma descarga controlada e colete de gases è possível por um rnodo de construção fechado.

De acordo com um aprimoramento vantajoso da invenção, antes da entrada e/ou depois da saída está previsto um sifão, A entrada para o reator está montada na região superior. O meio de reação pode ser alímen fade por um sifão ao primeiro elemento de reator livre de pressão ou com a pressão e, opcionalmente, à prova de gàs, e descarregado por outro sifão, depois do reator, com a pressão e, opcíonalmente, à prova de gás.

De acordo com uma característica especial da Invenção, para transporte do meio de reação tanto dentro do reator como também entre reatores, està previsto um parafuso sem fim de Arquimedes ou uma espiral de acordo com Da Vinci. Em um dispositivo desse tipo, estão enroladas em forma espiralada, dispostos uma vez ou várias vezes, um ou mais tubos flexíveis ou nervuras e fixados de modo estável por qualquer técnica, por exemplo, aparafusados, caiados etc. Os respectivos tubas flexíveis ou nervuras estão abertos nas duas extremidades. O elemento de transporte está alinhado e montado de tal modo, que a extremidade inferior dos tubos flexíveis ou nervuras tira meia de reação de um recipiente. Mas, os tubos ou nervuras sò estão imersos no meio de reação até um ponto em que, a nade rotação, a extremidade do tubo flexível uu a nervura chega para fora do meia da reação, acima da superfície.

Por uma rotação lenta na direção da espiral, que não produz forças centrifugas substanciais, o meio de reação é transportada sob utilização da compensação de pressão hidrostática nas respectivas metades inferiores das tubos flexíveis ou nervuras, para a extremidade superior do parafuso. A cada rotação, o líquido que encontra-se na semiespira situada no ponto mais alto, é liberado e caí dentro de um recipiente situado em um ponto mais alto em relação ao recipiente inicial. Por fechamento, opcionalmente, total ou parcial, o dispositivo de transporte pode ser evitada uma perda por respingns e/ou uma salda de gàs.

A invenção é explicada mais detalhadamente por meia de exemplos da modalidade, que estão representados no desenho..

Mostram:

figura 1 um biorreafor constituído de tubos, figura 2 uma vista de cima de acordo com a figura 1, figura 3 uma vista lateral de acordo com a figura 1, figura 4 um biorreator constituído de placas nervuradas.

figura 5 uma viste de ciara de acordo cam a figura 4, figura 6 uma viste lateral de acorde cam a figura 4, figura 7 uma representação esquemática de um tubo, figura 8 um esboça de principia para o afeito de levantamento de gás, figuras 9e 10 esboças de principio da aplicações do efeito de levantamento de gás, figura 11 um biorreator com espiral de Arquimedes, figura 12 um bíorreator solar, figuras 13 e 14 uma representação esquemática da irradiação solar sobre o biorreatar.

De acordo com as figuras 1 a 3 um reator, partícutarmente, um biorreatar solar 1, consiste em pelo menos um elemento de reator 2, que está formada por dais tubas verticais, unidas embaixo. Estão previas uma entrada 4, bem como também uma salda 5 na borda superior do reator. Para a montagem de um biorreator solar 1, uma pluralidade de elementos de reator 2 é ligada em série, sendo que sempre uma saída está conectada com uma entrada 4.

Um biorreator solar 1 desse tipo è usado para um processa fotoquímica, tal cama fotocatalítíco e/au fotossmtètioo, partícularmente para um cultiva e produção ou hidrucultivo de micra-organismus, de preferência, fototróficos. Para sua operação, α biorreator solar 1 é cheio cam um meio de reação 6, por exemplo, uma solução ou uma suspensão aquosa. Em operação, o biorreator solar 1 sò é alimentado através de sua primeira entrada 4. A guia ou direção de corrente da meia de reação 5 ocorre verticalmente, de preferência, perpendicularmente. uma vez de cima para baixo e de baixa para cima em um elemento de reator 2. Em uma ligação em série de vários elementos de reatar 2, que estão conectados uns aos outros, o meio de reação 6 corre em farma de meandro peio reatar. Tanto a introdução ou alimentação cerna também a descarga do meio de reação 6 na au do biorreator solar 1, ocorre, de preferência, oontinuamente, cam a pressão e livre para a atmosfera sobre a superfície de meio de reação au pouca acrma da nível de líquido superior ou na região do nível de líquida superior.

Os elementos de reator 2 estão, portanto, conectados uns aos outros, á maneira de meandro como tubos cornunicantes 3, sendo que a entrada 4 e a saída 5 estão situadas em cima. Os elementos de reatar 2 estão 5 totalmente ou parcialmente, de acordo com a necessidade, abertos para cima Devido à compensação de pressão e nível hidrostática. através da alimentação de meia de reação 6 na entrada 4 ocorre uma corrente do meio de reação 6. Para α processo isso significa que uma corrente livre de tensão do meio de reação 6 é gerada para o.s micru-organismas. Desse modo, è possi10 bilitada uma corrente livre entre os elementos de reatar 2 individuais, sem que precise ser alimentada mais energia. O meio de reação 6 move-se á maneira de meandro, no esforço do liquido para compensar a diferença de altura entre entrada 4 e saída 5, com perda de altura mínima, pelo reator.

De acordo com as figuras 4 a 6 è mostrado um tipo de constm15 ção alternativo de um biorreatar solar 1. Esse biorreatar solar 1 consiste em placas nervuradas e placas múltiplas nervuradas 7. Nesse tipo de construção, um elemento de reator 2 consiste em duas câmaras 8, de preferência, retangulares, verticais, formadas pelas placas nervuradas ou placas múltiplas nervuradas 7, que está formado por uma parede divisória 9, que está .20 aberta no fundo. Tanto a entrada 4 para a introdução ou alimentação, coma também a saída 5, estão previstas na borda superior do reator. Nu exempla de modalidade representado de acorda com a figura 4, iá estão conectados dois elementos de reator 2,

Em uma conexão de dois ou mais elementos de reator 2, a pa25 rede divisória 10 dus mesmos está formada de modo mais baixo do que a parede divisória 9 entre os tubos ou câmaras 8 de um elemento de reatar 2. Devido a isso, è formado um vertedauro au uma abertura comunicante, quando o uivei de líquido nos elementos de reator 2 é mais alto da que a parede divisória 19 entre os elementos de reator 2. Devido a isso, o canso· mo de energia é minimizado, sendo que um bombeamento entre as passos de processa pode ser substancialmente dispensado e um númera arbitrário de passas de processo iguais ou diferentes possam ser acopladas um ao tu outro na mesma altura do passagem de corrente.

Os elementos de reator 2 podem ser transparentes ou translúcidos ou, case necessário, também pedem ser realizados de modo impermeável á luz. Como materiais podem encontrar aplicação tanto vidro somo maté5 ria sintética permeável para UV, tal como, por exemplo, poilmetilmetaorilato.

O enchimento, bem como a operação do biorreator solar 1 dá-se analogamente ás descrições para as figuras de 1 a 3.

Em vista da irradiação de luz sobre os elementos de reator 2 que posteriormente ainda será descrita mais detalhadamente, da acordo 10 com a figura 6 é mostrado um reator inclinado. Apesar da fato de o reator estar' inclinada ern um ângulo, o meio de reação 6 corre uma vez de cima para baixo ou na direção da força de gravidade e de baixo para cima ou contra a direção da torça de gravidade.

De acordo com a figura 1 e a figura 4. para a introdução contí15 nua ou em lotes de aditivos 12, tais como soluções ou gases de nutrientes e/ou agentes de oxidação e/ou substâncias ativas e/ou substâncias dissolvidas ou gases, que fomentam o processo, de preferência, durante o processo, está prevista nu lado inferior do reator, na região da inversão do meio de reação 8, pelo menos uma entrada de introdução 11, por exemplo, urna vál20 vula controlável.

De acordo com o processo, o meio de reação 6, antes da entrada no reator, é opcionalmente saturado cum CO2 ou outros gases. O grau de saturação é enriquecido de acordo com as necessidades do processo e/ou, durante a permanência no reator, abastecido com CO2 ou outras ga25 ses. O teor de CQ2 no meia de reação 5, que no processo totossíntétíco cai pelo constante crescimento dos rnlcra-organlsmos, pode ser compensado pela introdução contínua ou “gepagte de CO2.

O efeito ètil no meio da reação que cal por reação constante no processo fotoquímíco, pode ser compensado pela introdução contínua e/ou 30 em lotes de outras substâncias ativas.

Pela introdução das aditivas na extremidade inferior da coluna da líquido através das entradas de introdução 11 de acordo com a figura 7, ocorre uma mistura e distribuição uniforme dos aditivos no meio de reação 6.

A introdução de aditivos 12, tais como fluidos e gases otimiza adioionalmente o abastecimento com luz, uma vez que pelo turbíihonamento formado desse medo no meio de reação 6. todas as moléculas ou micro5 organismos fototróficos são guiadas suficientemente para a zona de luz, próxima à parede externa, atravessada por luz ™ indicada com as setas 13 do elemento de reator 2..

A introdução de fluidos e gases produz um turbíihonamento no meio de reação 6, com o que um outro efeito vantajoso é de importância, a 1(} saber, que pela ascensão das bolhas de gás é causada uma limpeza continua das superfícies internas do reatar.

Além disso, pelos fluidos e gases introduzidas de modo definido, também pode dar-se um aquecimento ou resfriamento do meia da reação 6, Qs aditivos 12 introduzidos podem portanto, ser usados para regulagem de 15 temperatura do meio de reação 6.

De acordo com a figura 8, a introdução de substâncias ou aditivos 12 líquidos e/ou gasosos é realizada no lado inferior, na região da inversão do meio de reação 6, Em uma modalidade especial do reator, na região de maio de reação, que corre de baixo para cima ou contra a direção da for20 ça de gravidade, é introduzida uma quantidade maior de substâncias ou aditivos 12 líquidas e/ou gasosos do que na região do meio de reação 6, que corre de cima para baixo ou na direção da força de gravidade. Desse modo - taí oomo já mencionado, da acordo com o modo de trabalho de uma bomba Mammut, o nível de liquide nos tubos 3 passados de baixo para cima ou 25 câmara ê aumentado em uma espécie de ‘‘efeito e levantamento de gás, em relação aos tubos 3 ou passado de cima para baixe. Essa diferença do nivel de liquide, em uma ligação em série repetida dos elementos de reatar 2, com introdução de gás multiplicada em cada um dos tubos ascendentes 3 leva a um aumento do nível de líquido no final do último tubo 3 ou câmara 30 em relação ao primeiro tubo 3 ou câmara 3, quando a construção do reatar leva em consideração a subida do nível de liquido, Apesar dessa introdução multiplicada de aditivos 12, de preferência, gasosos, ocorre um transporte livre de tensão dos micra-organismos.

De acordo cam a figura 9, urna construção do reator leva em consideração essa subida, a uma realização construtiva igual dos elementos de reatar 2, ligados em série, per exempla, quando a base do fundo de reator é ascendente na mesma medida.

A posição dos painéis de reator 18 em um ângulo ao longo do eixo de painel produz a seguinte vantagem no uso do ’’efeito de levantamento de gás:.

O meio é introduzido na abertura de entrada 4 em um painel de reator 18, que se inclina em um ângulo, ao longo do eixo de painel, de modo que a entrada 4 está situada de modo mais baixo do que a saída 5, Pele efeito de levantamento de gás’’, que atua em nada segundo tubo do painel de reator 18, é produzida uma coluna de água mais alta e, apesar da altura maior, o meio pode passar para o próximo tubo e, desse modo, formar recipientes ascendentes, comunicantes,

A inclinação nstà formada, no máximo, em um ângulo que não leva a um transbordamento para trás das nervuras 9, que separam as duas colunas de liquido dentro de um elemento de reator 2.

No excedimento do ângulo máxima possível o meio, depors de passar pelos tubos 3, nos quais ele corre contra a força de gravidade, correría novamente de volta por cima da nervura 9, para o tuba da qual veio anteriurmente, e desse modo, formaria uma circulação fechada, com circulação de levantamento de gàs.

Por uma variação da inclinação do painel de reator 18 e da pressão de gás ou quantidade de gàs, a subida desejada do efeito de levantamento de gás” pade ser regulada, com o que resulta um controle da velocidade de corrente com crescente altura da borda de liquido superior.

Em um outro case de aplicação (figura 10), quando não acorre α efeito de levantamento de gás, uma vez que não acorre nenhuma ou pouca introdução de gás, a velocidade de corrente também pode ser controlada por inclinação em um ângulo.

O meio de reação 8 é introduzido na entrada 4 em um painel de reator 18. que Inclina-se em um ângulo, ao íongo do eixo de painel, de modo que a entrada situa-se de modo mais alto do que a saída.

Embora a compensação de nivel hidrostática ainda alue entre os elementos de reator 2 individuais, forma-se, no entanto, dentro dos efemen5 tos de reator 2 individuais 2 de um painel de reator 18, em cada caso, um pequena desnível, que tem um efeito de acelerar a velocidade de corrente pelo painel de reatar 18.

A inclinação pode ser formada, no máximo, em um ângulo que não leva a um transbordamento das nervuras 9, na direção da entrada 4 pa~ 10 ra a saida 5 que separam as colunas de liquido dentro de um elemento de reator 2. uma vez que, então, não è gerada nenhuma corrente nos tubos 3, mas o meio só iria ainda correr acima por sobre as nervuras e α meia nos elementos de reator 2 chegaria à paralisação.

Por uma variação da inclinação do painel de reator 18 e da 15 quantidade de pressão de gàs/quantidade de gâs, α desnível desejado pode ser regulado, com o que resulta um controle da velocidade de corrente com altura decrescente da borda de liquid o superior.

Desse modo, portanto, o “efeito de levantamento de gás”, podería ser aproveitado nos exemplos abaixo:

aproveitamento da subida da borda de agua superior:

- altera adicional para tanques de sedimentação

- altura adicional para superar trechos de corrente entre reatores entre ss ou entre passos de processo

- operação de um hidrocicíone por água que corre para baixo

- passagem por filtros

- separação de produtos do meio de reação

- passagem de unidades de tratamento, para o reapmveitarnento do meio, sem utilizar energia adicional para bombas dentro de toda unidade;

aproveitamento da invanabilidade da borda de água superior;

·· não há perda de altura a ser superada nessa fase da processo · bom controle da velocidade de corrente

- turbílhonamento moderada (alimentação de luz e profílaxia de uma formação de filme) e operação econômica, exatamente quando no processo é necessário pouco gás

Aproveitamento do rebaixamento ligeiro da borda de água superior:

- não há perda de altura a ser superada nessa fase do processo (levantamento de gás ligado a jusante)

- born controle da velocidade de corrente

- introdução de gás mínima necessária para turbilhonamento (alimentação de luz e profilaxia de uma formação de filme) e, com isso, operação econômica, exatamente quando no processo não é necessário nenhum gás.

Procura-se controlar toda a unidade de tal modo que, além do levantamento de gás em um ponto conveniente economicamente, dentro de ioda a unidade não precisa ser usada nenhuma energia adicional para a corrente do meio,

Para introdução dos aditivos 12 na região da inversão no elemento de reator 2 e/ou no painel de reator 18 estão previstos furos 20 para a disposição de um tubo, de preferência, continuo, particuíarmente de um tubo de gás 21 com miorofuros 22. Para a introdução multiplicada dos aditivos 12 gasosos, o tubo de gás 21 apresenta na região de meio de reação que corre de baixo para cima ou contra a direção da força de gravidade, um número maior de microfuros 22 e/ou que apresentam um diâmetro maier do que na região do meio de reação 6 que corre de cima para baixo ou na direção da força de gravidade.

Para uma troca rápida do tubo de gás 21 (figura 8), apresentase nas duas extremidades uma rosca externa e/ou um rosca interna 23, Os tubos de gás 21 estão realizados, por exemplo, de tal medo que este podem se alinhar por uma porca de capa à prova de gás com o conjunto construtivo. Pelo menos uma dessas porcas de capa está dotada de uma ligação para um tubo de gás,

Além disso, a tubo de gás pode estar dotado de uma peça de ligação 24 através de sua rosca interna, que pode ser enroscada em um oufro tu bo de gás 21.

Pura troca, em um lado a porca de capa é desenrascaria, a peça de ligação 24 é montada e o novo tubo de gás 21 è montado na outra extremidade da peça de ligação 24. Cem o novo tubo de gás 21o tubo de gás 21 a ser trocado é empurrado pelo conjunto construtivo e, nesse caso, ao mesmo tempo ocupa sua posição. Dessa moda, é garantida que a uma perda mínima de gás ou perda de líquido, o tubo de gás 21 a ser trocado è empurrada pela conjunta construtivo com o nova tubo de gás 21, Essa modalidade possibilita uma manutenção ou modificação do dispositivo de entrada de gás, sem interrupção do serviço ou com apenas uma interferência mínima no processa.

Como possibilidade alternativa ou adicional ao levantamento de gâs mostrado, de acordo cam a figura 11a biarreator solar 1 pode estar dotado de um parafuso sem fim de Arquimedes 14. O parafuso sem fim de Arquimedes 14 ou uma espiral de acordo com Da Víneí serve para o transporte da meia de reação 6, tanto dentro do reator como também entre partes de reatar ou reatares.

Antes da entrada 4 e. depois da saída 5, está previsto, em cada caso, um sifão 15.

Naturalmente, es sifões 15 também podem ser dispostos, independentemente do parafuso sem fim de Arquimedes 14, antes da entrada 4 ou depois da se ida 5 do reator. O meia de reação 6 pude ser alimentado por um sifão 15 ao primeiro elemento de reatar 2 livre de pressãa ou com a pressão,

O parafuso sem fim de Arquimedes 14 ou um espiral de acordo oom Da Vinoí é usado, de preferência, na método para processos fotucatalí ticos e fotossintáticos e transportes em blorreatores solares 1. Particularmente quando o transporte do meio de reação 6 exige a superação de diferenças de altura, Com o uso do parafusa sem fim de Arqulmedes 14 ou da espiral de açudo cam Da Vines, é obtida um transporte sem tensão único ou tarnbèrn múltiplo. Para as seguintes aplicações asse dispositiva podería ser usado.

* Transporte para a passagem múltipla do melo de reação 6 pelo mesmo reator, * Transporte entre uma série de reatores de tanques de maturação, opcionalmente diferentes, que são passadas uma vez ou várias vezes » Transporte único ou múltiplo de um meio de reação 5, alternadamente entre um tanque e um biorreator qualquer.

» Transporte único ou múltiplo de urn meio de reação entre tanques.

Tal .como já esboçado brevemente, depois e/ou antes do biorreator solar 1 pode estar prevista um tanque de maturação - não exposto ™ para, particularmente, um processo fotoquímico ou fotossintético continuo, O tanque de maturação hidrostático está equipado de modo similar em tipo de construção ao biorreator hidrostático com elementos de reator 2, que possibilitam uma passagem de corrente vertical. O tanque de maturação pode ser constituído de material impermeável à luz, uma vez que os microorganismos fototrôficos podem necessitar na fase de repouso apenas da temperatura correta, nutrientes e oportunidade para descarga de detritos de metabolismo, Além dissa, pode ser usada urna secção transversal maior nos elementos de reator 2, em relação ao biorreator, para regular o tempo de repousa e para economizar espaço.

O transporte desejado, substancialmente livre de pressão ou corn a pressão do meio de reação 0 é obtida do seguinte modo:

O meio de reação 6, durante todo o transporte não está exposto a nenhuma outra pressão da que a que é formada pelo peso próprio meio de reação 6 dentro do elemento de transporte. Por um número de rotações pequeno, o meio de reação 6 não é exposto a quaisquer forças centrifugas dignas de nota, O desenvolvimento dos micro-organismos ou α curso do processo não é Interrompida ou perturbado pelo transporte. Pela uso da compensação de pressão hidrostàtica em um parafuso sem fim de Arquimedes” ou em uma espiral de acordo com Da Vinci, a ausência de pressão é preservada. Os processos podem decorrer livres de tensão, aceleração e pressão.

O meia de reaçâa 6 está exposto durante todo o transporte a nenhuma ausência de pressão mais alta do que a que è formada dentro do elemento de transporte pela fluência livre do meio de reação. O desenvolvimento dos micro-organismos ou o ourso do processo não é interrompida ou 5 perturbado pelo transporte. Lesões de abrasão e danificação das paredes celulares dos mícro-organismos ou moléculas, tais como por bombeamento. são excluídas. Pelo uso de uma compensação de pressão hldrostátioa em um parafuso sem fim de Arguimedes ou em uma espiral de acorda corn Da Vinci, a ausência de a pressão é preservada.

Para descarga de produtos de processa gasosos, tal como, por exemplo, oxigênio, de preferência, durante o processo, esfá prevista uma saída de descarga 16, que está prevista acima da superfície do meio de reação ou acima do lado superior do elemento de reator. Para descarga desses produtos de processo gasosas pode estar previsto um dispositivo coletor 17, com a saída de descarga 16, previsto anima dn nível de liquido dn meio de reação 6 ou acima do lado superior dos elementos de reator.

De acordo com a figura 12, o biorreator solar 1 pode ser realizado de modo ajustávei para irradiação de luz. No caso de radiação solar fraca. situação geográfica desfavorável ou em mícro-organismos fototróficos 26 particuiarmente necessitados de luz ou processos fotocatalíticos, o biorreator solar 1 é guiado ou controlado de modo rotativo de acordo com a irradiação solar sobre todo o arco do curso do sol horizontal.

Gs painéis de reator 18, de preferência, ligados uns aos outros em série, estão montados, de preferência, fixamente, paralalamente uns aos 25 outros, em um dispositivo de recepção 25 similar ao quadra, em um reator, O biorreator solar 1 é ajustável em relação à irradiação de luz através de pelo menos um eixo 26. de preferência, vertical corn urn dispositivo de rotação para irradiação de luz, sendo que o reatar pude estar prevista, particularmente, suspenso ou flutuante sobre um corpo de força ascensional,

Para detenção do curso do sal, pode estar previsto um sensor ou o uso dn dados referentes xás coordenadas, horário e data, através dos quais dá-se o controla do movimento rotativo para a irradiação de luz para o reafor

Por questões de ordem, é preciso afirmar que a irradiação de luz para o reator também pode dar-se através de uma iluminação artificial.

Em uma unidade constituída de vários reatores, es movimentos rotativas para a irradiação de luz podem ser sincronizados, de preferência, para todos os reatores.

Para melhor aproveitamento dos raios de luz, pelo menos parte, particuíarmente, superfícies externas, dos painéis de reator e/ou do reator também podem estar realizadas de modo refletor.

De acordo com a figura 13, um painel de reatar 18 formado de elementos de reator 2 está disposto de tal modo que os raios de luz ou de sul 19 - indicados esquemáticamente incidem em um ângulo aproximadamente reto ao eixo do painel.

De acordo com a figura 14, estão previstas diversas painéis de reator 18, de preferência, conectados um ao outro, que estão dispostos de tal modo que os raios de luz ou de sol 19 estendem-se praticamerrte de modo paralelo aos eixos de painel solar.

Em um variante de modalidade especial, os painéis de reator 18 estão inseridos suspensos verticalmente e/ou em pé em um suporte superior 20 e/ou inferior ou no dispositiva de recepção 15.

Esse suporte ou dispositiva de recepção 25 pude tender as seguintes funções » A função como elemento rotativo, para acompanhar a irradiação solar.

* Levantar ou baixar o reator em relação a outras partes de uma unidade total.

. A função de basoular, para inclinar o reatar em direção ao sul.

* Dar sustentação aos painéis de reator 18.

* Conectar os painéis de reator 18 uns aus outros à maneira de 30 meandro.

* Poder fechar à prova de gás os elementos de reator individuais.

• Inclinar paio menos um painel de reator 18 ern urn ângulo, ao longo do eixo de painel.

Esse suporte pode receber peio menos deis atè arbitrariamente muitos, painéis de reator 18 para um reator.

isso possibilita uma colocação estreita ou uma colocação sucessiva de reatores, o que permite um aproveitamento de espaço.

O processo possibilita uma combinação ótima de fases de reação, entre fases de luz e repouso no escuro, bem como um transporte livre de tensão.

Desse modo, é possibilitada uma formação de processos que passam continuamente uma vez ou passam múltipla modular, controlada das partes individuais.

O meio de reação 6 pode ser abastecido basicamente antes da reação afetiva em um tanque de enriquecimento com nutrientes e gases nu15 tritivos, que favorecem desde o inicio a bíorreaçãe. No caso da depuração de águas residuais ou eliminação de poluentes, pode ser produzido um primeiro enriquecimento, máximo tolerável para os micro-organismos fototròficos. com os respectivos poluentes no meio de reação.

O meio de reação 5 pode ser regulado em temperatura de moda ideal e os rnícro-organlsmos foiotróficos ou substâncias químicas, correspondentes à finalidade da reação podem ser introduzidos em uma quantidade definida.

Para conservação das condições de reação ideais, podem ser controlados e manobrados no meio de reação 6 a temperatura, teor de fluido 25 de processo, teor de gás de processo, circulação, mistura, alimentação de luz e descarga de produtos de metabolismo.

O processo mostrado acima soluciona os problemas abaixo de maneira vantajosa.

♦ Processos totocataiíticus e fotossintèticos e transportes em 30 reatores solares.

« Consumo de energia controlado e otimizado no processo.

« introdução controlada e otimizada de soluções de nutrientes e oluções que fomentam o processo.

	« Introdução controlada e otimizada de gases de nutrientes e de
processo.	« Redução controlada e otimizada de poluentes * Descarga e coleta otimizadas des produtos des processos gaso-
SOS.	* Abastecimento controlado e otimizado com luz. * Minimização do uso de espaço por guia de luz. * Temperatura de processo controlada e otimizada. * Transportes livre de tensão dos micro-organismos no meio de

reação 6.

♦ Controle da velocidade de corrente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para um processo fotoquímico, tal como fotocatalitico e/ou fotossintético, particuiarmente para urn cultivo e produção ou hídrocuitivo de micra-organismos, de preferência, fototróficos. sendo que um meio de

5 reação, por exemplo, uma solução ou uma suspensão aquosa. é guiada em forma de meandro em um reator, caracterizado pelo fato de que a guia em forma de meandro do meio de reação (6) dá-se verticalmente ou de modo inclinado em um ângulo, peto menos uma vez de cima para baixo ou na di_Λ reçao da força de gravidade e de baixo para cima ou contra a direção da 10 força de gravidade, e que dâ-se tanto uma introdução como também uma descarga do meio de reação (6) no ou do reator, de preferência, contínuamente, com a pressão, e livre para a atmosfera sobre a superfície do meio de reação superior, sendo que devido à compensação de pressão e nível hidrostàtica ê gerada uma corrente livre de tensão para os micro-organismos 15 do meio de reação (6).
2. Método, de acordo corn a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é realizada urna introdução contínua ou em lotes, de aditivos (12) líquidos e/ou gasosos, tais corno soluções de nutrientes e/ou agentes de oxidaçâo e/ou substâncias ativas e/ou substâncias dissolvidas que fo-

20 mentam o processo, de preferência, durante o processo, de preferência, no lado inferior, na região da inversão do meio de reação (6).
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pela introdução dos aditivos (12) na extremidade inferior da coluna de líquido dá-se urna mistura e distribuição uniforme dos aditivos (1.2)

25 no meio de reação (6).
4. Método, de acordo corn a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os aditivos (12) a ser introduzidos são introduzidos com uma temperatura definida.
5. Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 2

30 a 4, caracterizado peio teto de que a introdução de substâncias ou aditivos (1.2) líquidos e/ou gasosos é realizada no lado inferior, na região da inversão do meio de reação (6). sendo que na região do meio de reação (6), que cor z

re de baixe para cirna ou contra a direção da força de gravidade, é introduzida urna quantidade maior de substâncias ou aditivas (12) liquidas e/ou gasosos do que na região do meio de reação (6), que corre de cima para baixo ou na direção da terça de gravidade.
6. Método, de acordo oom uma ou mais das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pela fato de que a descarga de produtos de processo gasosos, tal como, por exemplo, oxigênio, dá-se, de preferência, durante o processo, sobre a superfície do meio de reação.
7. Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o reator é guiado ou controlado rotativamente de acorda com a irradiação de sol sabre todo o arco do cursa do sul horizontal
8. Dispositiva para realização do processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 7, sendo que està previste um reatar, particularmente um biorreator, constituído de tubos, caracterizada pelo fato de que o reatar consiste em pelo menos um elemento de reatar (2), que està formada par dois tubas verticais (3), conectados embaixo, e que estão previstos tanto uma entrada (4)camo também uma saída (5) na barda de reator superior,
9. Dispositivo para realização do processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 7, sendo que está previsto um reator, particularmente um biorreator, com elementos de placas nervuradas ou placas múltiplas nervuradas, caracterizado pela fato de que o reator consiste em pelo menos um elemento de reatar (2), que está formada par duas câmaras (8) verticais, de preferência, retangulares, formadas das placas nervuradas ou placas múltiplas nervuradas (7), que estão formadas por uma parede divisaria (9), que está aberta no fundo, e que estão previstos tanto uma entrada (4) como também uma saída (5) na borda de reator superior.
10. Dispositivo, de acordo cam a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que em uma conexão a um painel de reator (18) de dois ou mais elementos de reator (2), cuja parede divisaria (10) estâ formada de modo mais baixo do que a parede divisória (9) entre cs tubos (3) ou câmaras (8) de um elemento de reato? (2). com o que é formado um vertedouro ou uma abertura comunicante, quando o nível de líquido nos elementos de reator (2) está mais alto do que a parede divisória (10) entre os elementos de reator (2)

5
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os painéis de reator (18), conectados, de preferência, em série, uns aos outros, estão montados paralela menta uns aos ouros, de preferência, fixamente, em um dispositivo de recepção (25) similar ao quadro, estão dispostos para um reator e o reator é ajustàvel através de peto menos 10 um eixo (26). de preferência, vertical, com um dispositivo de rotação para irradiação de luz, sendo que o reator está previsto, padieularmente em pé. suspenso ou flutuante sobre um corpo ascensional.
12. Dispositivo, de aoordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo feto da que para detenção da curso do sol està previsto um sensor, a15 través do qual dá-se o controle do movimento rotativo para a irradiação de luz para o reator.
13.. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a irradiação de luz para o reator dá-se através de uma iluminação artificial.

20
14. Dispositivo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de que em uma unidade que consiste em vários reatores, os movimentos rotativos para a irradiação de luz estão sincronizados, de preferência, para todos os reatores.
15. Dispositivo, de acorda com uma eu mais das reivindicações

25 de 11 a 14, caracterizado pelo fato de que pelo menus partes, particularmente. superfícies externas, dos painéis de reator (18) e/ou de reator estão realizadas de modo a refletir luz.
16. Dispositivo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 8 a 15. caracterizado peto fato de que para a introdução contínua ou em

30 lutes, de aditivos (12), tais como, por exempla, soluções ou gases de nutrientes e/ou agentes de oxidação e/ou substâncias ativas e/ou substâncias dissolvidas ou gases, que fomentam o processo, de preferência, durante o processo, está prevista no lado Inferior do reator, na região da inversão do meio de reação, pelo menos uma entrada de introdução (11).
17. Dispositivo, da acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que para introdução de aditivos na região da inversão, estão 6 previstos no elemento de reator (2) e/ou no painel de reator (18) furos (2.0), para a disposição de um tubo, de preferência, continuo, particularmente de um tubo de gás (21) com microfuros (22),
18 Dispositivo., de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o tubo de gás (21) apresenta na região do meio de reação 10 (0), que corre de) baixo para cima ou contra a direção da força de gravidade, um número maior de .microfuros e/ou que apresentam um diâmetro maior do que na região do meio de reação (6). que corre de cima para baixo c-u na direção da força de gravidade.
19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, carac15 terizado pelo fato de que o tubo de gás (21) apresenta nas duas extremidades uma rosca externa e/ou uma rosca interna (23),
20. Dispositivo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 8 a 19, caracterizado pelo fato de que para descarga de produtos de processo gasosos, tal como, por exemplo, oxigênio, de preferência, durante o

20 processo, este prevista uma saida de descarga (16), que está prevista acima da superfície do meio de reação ou acima do lado superior dos elementos de reator (2).
21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que para descarga de produtos de processo gasosos, estâ pre-

25 visto um dispositivo coletor (17) com uma saida de descarga (16),. previsto aoima da superfície do meio de reação ou acima do lado superior dos elementos de reator.
22. Dispositivo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 8 a 21. caracterizado pelo fato de que antes da entrada (4) e/ou depois

30 da saída (5) está previsto um sifão (15).
23. Dispositivo, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 8 a 22, caracterizado pelo fato de que para transporte do meia de reação δ

(β) está previsto, tanto dentro do reator como também entre os reatores, um parafuso sem fim de Arquimedes 114) ou uma espiral de acordo com Da Vinci.