DD291092A5 - DEVICE FOR CULTIVATING AUTOTROPHIC MICROORGANISMS - Google Patents

DEVICE FOR CULTIVATING AUTOTROPHIC MICROORGANISMS Download PDF

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DD291092A5
DD291092A5 DD32319788A DD32319788A DD291092A5 DD 291092 A5 DD291092 A5 DD 291092A5 DD 32319788 A DD32319788 A DD 32319788A DD 32319788 A DD32319788 A DD 32319788A DD 291092 A5 DD291092 A5 DD 291092A5
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DD
German Democratic Republic
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arrangement
sunlight
cultivation
cultivating
heat
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DD32319788A
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Inventor
Horst Franke
Tobias Hofmann
Eva-Maria Koehler
Axel Elsner
Gisela Traeger
Hans-Guenther Schmidt
Hans-Joachim Fiedler
Thomas Weitz
Original Assignee
Institut Fuer Getreideverarbeitung,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kultivierung von autotrophen Mikroorganismen, die in der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie aber auch in der Pharmazie Anwendung finden koennen. Der Kultivator besteht gemaesz der Erfindung aus einer Anordnung zur Kultivierung mittels Sonnenlicht und einer Anordnung zur Kultivierung mittels Kunstlicht, die trennbar miteinander verbunden sind. Dazu ist die Anordnung zur Kultivierung mittels Sonnenlicht waermeausgeglichen ausgebildet, um einen Betrieb in der kalten Jahreszeit zu ermoeglichen und ist ueber einen Sensor und opto-elektronische Mittel dem Optimum der Einstrahlungsstaerke nachfuehrbar. Die Anordnungen sind jeweils aus Glasrohrwendeln gebildet, wobei die fuer die Kultivierung mittels Sonnenlicht parallel zueinander, jedoch stufenfoermig versetzt angeordnet sind. Fig. 2{Kultivierung; Mikroorganismen; Sonnenlicht; Kunstlicht; kalte Jahreszeit; opto-elektronische Mittel; Einstrahlungsstaerke; nachfuehrbar; Glasrohrwendeln; Sensor}The invention relates to a device for cultivating autotrophic microorganisms, which can find application in the food and feed industry but also in pharmacy. According to the invention, the cultivator consists of an arrangement for cultivation by means of sunlight and an arrangement for culturing by means of artificial light, which are separably connected to one another. For this purpose, the arrangement for cultivating by means of sunlight is made thermally balanced, to enable operation in the cold season and is over a sensor and opto-electronic means the optimum of Einstrahlungsstaerke nachfuehrbar. The arrangements are each formed from glass tube coils, which are arranged parallel to each other for the cultivation by means of sunlight, but staggered stepped. Fig. 2 {cultivation; microorganisms; Sunlight; Tungsten; cold season; opto-electronic means; Einstrahlungsstaerke; be tracked; Glass tube coils; Sensor}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kultivierung von autotrophen Mikroorganismen, die in der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie oder auch in der Pharmazie Anwendung finden können.The invention relates to a device for cultivating autotrophic microorganisms that can find application in the food and feed industry or in pharmacy.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind Einrichtungen zur Kultivierung von Mikroorganismen in mannigfaltiger Ausführung bekannt geworden, die sowohl für den Einsatz von Sonnenstrahlen als auch für künstliche Belichtung ausgebildet sind.Means have been known for cultivating microorganisms of varied design, which are designed both for the use of solar radiation and for artificial exposure.

Nach der US-PS 4555864 ist eine Einrichtung zur Kultivierung von Chlorella-Algen bekannt geworden, die aus einem Behälter besteht, in dem sich das Kulturmedium befindet. Um einer Kontaminationsgefahr vorzubeugen, ist der Behälter mit einer transparenten Abdeckung versehen, über der sich ein System von Spiegeln befindet, das schwenkbar angeordnet ist, um einen möglichst senkrechten Einfall der Sonnenstrahlen zu erreichen. Dazu befinden sich innerhalb des Kulturmediums optische Lichtleiter, die für eine ausreichende Belichtung des Kulturmediums auch in größeren Tiefen sorgen, die einheitlich in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet sind. Anlagen dieser Art sind nur dort einsetzbar, wo eine stets ausreichende Außentemperatur herrscht; es ist deshalb auch ein Einsatz in Äquatornähe vorgesehen. Außerdem erscheinen Einrichtungen dieser Art als verhältnismäßig uneffektiv.According to the US-PS 4555864 a device for the cultivation of Chlorella algae has become known, which consists of a container in which the culture medium is located. In order to prevent a risk of contamination, the container is provided with a transparent cover, over which there is a system of mirrors, which is pivotally arranged in order to achieve as vertical as possible incidence of the sun's rays. For this purpose, there are optical fibers within the culture medium, which provide for sufficient exposure of the culture medium even at greater depths, which are aligned uniformly in north-south direction. Systems of this type can only be used where there is always sufficient outside temperature; It is therefore also intended to be used near the equator. In addition, facilities of this type appear relatively ineffective.

Da diese Einrichtung ausschließlich für die Kultivierung mittels Sonnenstrahlen einsetzbar ist, ist dieselbe in klimatisch weniger begünstigten Gegenden nur äußerst bedingt verwendbar infolge geringer Sonnenschejndauer und bestehender Frostgefahr. Weiterhin ist nach der US-PS 4253271 ein Gerät zur Züchtung von Algen in einem flüssigem Medium bekannt, das mit einem flachen, mäanderförmig verlaufenden horizontalen Kanal versehen ist, durch welchen das Kulturmedium strömt, was über eine Pumpe gefördert wird. Dazu sind schrägliegende, hohle, transparente Platten vorgesehen, die über dem Kanal angeordnet sind. Diese Platten sind von einem flüssigen oder gasförmigen Medium durchströmt, das Strahlen bestimmter Wellenlängen absorbiert, die dem Algenwachstum hinderlich sind. Um ein Überhitzen des durch die Platten strömenden Mediums zu begegnen, ist ein umfangreiches Kühlsystem vorgesehen. Dabei wird die Temperatur über einen Thermostat geregelt. Es sollen dabei 99% der störenden Strahlen im Bereich von 350 bis 700ηm ausgefiltert werden, was fraglos zu einer hohen Erwärmung des Mediums führen miß. Dazu ist ein weiteres System für die Erwärmung des im Kanal strömenden Kulturmediums vorgesehen, das aus Rohren besteht, die in Sand oder einem ähnlichen Medium eingebettet sind, die sich unmittelbar unter dem Kanal befinden. Diese Rohre werden von einem Teil des erwärmten Kühlmediums durchströmt.Since this device can only be used for cultivating by means of solar radiation, the same is used in climatically less favored areas only to a very limited extent due to low sunshine duration and existing risk of frost. Furthermore, according to the US-PS 4253271 a device for the cultivation of algae in a liquid medium is known, which is provided with a flat, meandering horizontal channel through which the culture medium flows, which is conveyed by a pump. For this purpose oblique, hollow, transparent plates are provided, which are arranged above the channel. These plates are traversed by a liquid or gaseous medium that absorbs rays of certain wavelengths that hinder the growth of algae. In order to counteract overheating of the medium flowing through the plates, a comprehensive cooling system is provided. The temperature is controlled by a thermostat. 99% of the interfering rays in the range from 350 to 700 μm are to be filtered out, which undoubtedly leads to a high heating of the medium. To this end, another system is provided for heating the culture medium flowing in the channel, which consists of tubes embedded in sand or a similar medium located immediately below the channel. These tubes are flowed through by a part of the heated cooling medium.

Diese Einrichtung weist den Nachteil auf, daß der vom Kulturmedium durchströmte Kanal offen ist und somit Verbindung zurThis device has the disadvantage that the flowed through by the culture medium channel is open and thus connection to Außenluft besteht. Hierdurch ist es leicht möglich, daß es zur Kontamination mit unerwünschten Mikroorganismen kommenOutside air exists. As a result, it is easily possible that it comes to contamination with unwanted microorganisms

kann. Ein einwandfreies Kultivieren der Algen Ist dadurch nicht mehr möglich. Die in verhältnismäßig großem Abstand über demcan. A perfect cultivation of the algae is no longer possible. The relatively large distance above the

Kanal angeordneten Platten, die das Absorptionsmedium für die störende Strahlung führen, sind nicht in der Lage, hier eineChannel arranged plates, which carry the absorption medium for the disturbing radiation, are not able, here one

schützende Funktion auszuüben. Dazu ist ein aufwendiges Kühlsystem vorgesehen, was die Anlage selbst sowie ihren Betrieb stark verteuert.to exercise protective function. For this purpose, a complex cooling system is provided, which makes the system itself and their operation much more expensive.

Eine v/eitere Schwierigkeit ergibt sich aus dem offenen Kanalsystem, die darin besteht, das für das Algenwachstum notwendigeA further difficulty arises from the open channel system, which is that necessary for algae growth CO2 im erforderlichen Maße zuzuführen. Infolge des hierbei stets auftretenden hohen Verlustes an CO2 macht sich die ZuführungTo supply CO 2 in the required extent. As a result of this always occurring high loss of CO 2 makes the feeder

einen erheblich größeren Menge nötig, ais die Algen für ihre Entwicklung benötigen.a much larger amount is needed than the algae need for their development.

Weiterhin ist in der GB-PA 2192195 ein Bioreaktor beschrieben, der sowohl für Sonnenstrahleneinsatz als auch für den EinsatzFurthermore, in GB-PA 2192195 a bioreactor is described which is suitable for use both for solar radiation and for use

von Kunstlicht geeignet ist. Dazu ist eine Sonnenstrahlsammeleinrichtung vorgesehen, bei der in einer transparenten Kappe eineof artificial light is suitable. For this purpose, a sun-ray collecting device is provided, in which a transparent cap in a

Fresnellinse sowie ein Sensor zur Feststellung der Richtung der Sonnenstrahlen angeordnet ist. Dabei ist die Einrichtung überFresnel lens and a sensor for detecting the direction of the sun's rays is arranged. The device is over

diesen Sensor um eine horizontale und eine vertikale Achse der Sonnenstrahlung nachführbar angeordnet.arranged this sensor trackable about a horizontal and a vertical axis of solar radiation.

Dieser Einrichtung ist ein Gerät für die Anwendung von Kunstlicht parallelgeschaltet. Von beiden Einrichtungen wird das LichtThis device is a device for the application of artificial light in parallel. From both bodies becomes the light

über Lichtleiterkabel in einen Reaktionsbehälter geführt, wo einzelne Lichtleiter in Silicongummirohren angeordnet sind, die sich dicht beieinander befinden und vom Kulturmedium umströmt werden. Wie es bei allen derartigen Reaktoren üblich ist, sindled via fiber optic cable in a reaction vessel, where individual light guides are arranged in silicone rubber tubes, which are located close to each other and flows around the culture medium. As is common in all such reactors are

Einrichtungen zur Zuführung von CO2 vorgesehen.Provided facilities for the supply of CO 2 . Ein Reaktor dieser Art erfordert einen extrem hohen technischen Aufwand, wobei seine Einsatzmöglichkeit größerenA reactor of this type requires an extremely high technical effort, with its possible use larger Beschränkungen unterliegt. Alle Algen, die Exo-Polysaccharide ausscheiden, lassen sich mit diesem Reaktor nicht kultivieren.Is subject to restrictions. All algae excreted exo-polysaccharides can not be cultivated with this reactor. Die im Reaktionsbehälter befindlichen Rohre, in denen sich die Lichtleiter befinden, die dicht beieinander angeordnet sind,The tubes located in the reaction vessel, in which the light guides are located, which are arranged close to each other,

werden nach kürzester Zeit mit einer Schicht von Polysacchariden überzogen, wodurch die Lichtausbeute stark minimiert wird.are coated in a short time with a layer of polysaccharides, whereby the luminous efficacy is greatly minimized.

Bei fehlendem Licht erlischt jedoch der Wachstumsprozeß derzu kultivierenden Mikroorganismen.In the absence of light, however, the growth process of the microorganisms to be cultured disappears. Es macht sich eine Reinigung des Reaktionsbehälters notwendig, die ebenfalls, infolge seines diffizilen inneren Aufbaus, äußerstIt requires a cleaning of the reaction vessel, which also, due to its intricate internal structure, extremely

aufwendig ist und der Betrieb während dieser Zeit ruhen muß.is complex and the operation must rest during this time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zur Kultivierung von autotrophen Mikroorganismen zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und damit kostengüntig herstellbar ist und deren Betrieb ebenfalls kostengünstig durchführbar ist.It is the object of the invention to provide a device for cultivating autotrophic microorganisms, which is simple in construction and thus inexpensive to produce and their operation is also inexpensive to carry out.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung so zu gestalten, daß wechselweiser oder gleichzeitiger Betrieb sowohlThe invention has for its object to make the device so that alternate or simultaneous operation both

bei Sonnenlicht als auch bei Kunstlicht möglich ist; die Einrichtung unabhänig von der Jahreszeit, also auch bei Frost betrieben werden kann, eine günstige Möglichkeit zur Einstellung der Betriebstemperatur gegeben ist sowie eine verlustlose Beschickung mit CO2 möglich wird, und die Gefahr einer Kontamination weitestgehend ausgeschlossen ist und eine gutein sunlight as well as artificial light is possible; the device is independent of the season, so it can be operated in frost, a cheap way to adjust the operating temperature is given and a lossless charge of CO 2 is possible, and the risk of contamination is largely excluded and a good

Reinigungsmöglichkeit besteht.Cleaning possibility exists. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Anordnung für Sonnenlichtkultivierung mit einer Anordnung fürAccording to the invention the object is achieved in that an arrangement for sunlight cultivation with an arrangement for Kunstlichtkultivierung tronnbar zusammengeschaltet ist, wobei diejenige für Sonnenlichtkultivierung als wärmeausgeglichenesKunstlichtkultivierung is interconnected, wherein that for sunlight cultivation as heat-balanced System ausgebildet ist und die der Sonne zugewandte Seite mit einer transparenten Platte aus einem Material mit geringerSystem is formed and the sun-facing side with a transparent plate made of a material with less Wärmedurchgangszahl abdeckbar ist, und ein optoelektronisches System vorgesehen ist, das mit einem Spektrum- undHeat transfer coefficient is coverable, and an optoelectronic system is provided, which with a spectrum and

lichtleistungserfassenden Sensor ausgerüstet ist, und die Anordnung über dieses System dem Optimum derlight sensing sensor is equipped, and the arrangement of this system to the optimum of

Einstrahlungsstärke in an sich bekannter Weise nachführbar ist.Irradiance is traceable in a conventional manner. Jede Anordnung ist herbei aus Glasrohrwendeln gebildet und die Glasrohre der Anordnung zur Sonncnlichtkultivierung sindEach assembly is made of glass tube coils and the glass tubes of the assembly are for sun light cultivation

parallel zueinander, jedoch stufenförmig versetzt angeordnet, wobei zusätzlich reflektierende Mittel vorgesehen sind und bei jeder Anordnung mehrere Wendel ineinander geführt vorgesehen sein können.parallel to each other, but arranged staggered, with additional reflective means are provided and in each arrangement a plurality of spirals may be provided in each other.

Die Anordnung zur Sonnenlichtkultivierung ist zum Wärmeausgleich allseitig mit wärmedämmenden Mitteln umschlossen,The arrangement for sunlight cultivation is surrounded on all sides with heat-insulating means for heat balance,

wobei innerhalb des so gebildeten Raumes Mittel zur Temperaturregelung vorgesehen sind.wherein means for temperature control are provided within the space thus formed.

Die Anordnung für Sonnenlichtkultivierung ist über mechanische Mittel, wie Winkelgetriebe, Kettentriebe, Schneckengetriebe,The arrangement for sunlight cultivation is via mechanical means, such as bevel gears, chain drives, worm gears, Zahnsegmente oder Zahnstangen sowie Kleinschrittmotoren, um eine vertikale Achse drehbar und um eine horizontale AchseTooth segments or racks and small stepper motors, rotatable about a vertical axis and about a horizontal axis

schwenkbar ausgebildet.pivotally formed.

Die Nennvolumina der Anordnung für Sonnenlichtkultivierung und der Anordnung für Kunstlichtkultivierung sind einanderThe nominal volumes of the sunlight culturing assembly and the artificial light culturing assembly are one another

gleich. Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet den Vorteil, daß die Kultivierung von autotrophen Mikroorganismen permanent erfolgen kann, ohne Rücksicht auf Tages- oder Jahreszeiten.equal. The device according to the invention has the advantage that the cultivation of autotrophic microorganisms can take place permanently, regardless of the time of day or the seasons.

Die Sonnenlichtkultivierung kann ebenso im Winter erfolgen, da einmal diese Anordnung als wärmeaur geglichenes SystemThe cultivation of sunlight can also be done in winter, since once this arrangement as a heat balanced system

ausgeführt ist, andererseits auch bei bedecktem Himmel gearbeitet werden kann, da der Sensor stets in 1er Lage ist, dasis executed, on the other hand can be worked even in overcast skies, since the sensor is always in 1er position, the

Optimum der Einstrahlungsstärke aufzufinden und die Anordnung über diesen Sensor in die entsprechen Ie Lage gebracht wird.Optimum irradiation strength find and the arrangement is brought about this sensor in the corresponding position Ie. Durch die allseitige Anordnung von wärmedämmenden Mitteln an der Anordnung zur Sonnenlichtkultiv.erung und dieDue to the all-around arrangement of heat-insulating agents on the arrangement for cultivating the sunlight and the Abdeckung der der Sonne zugewandten Seite durch eine transparente Platte bleibt das Kulturmedium auf der gefordertenCovering the sun-facing side by a transparent plate, the culture medium remains on the required Temperatur.Temperature. Bei Abnahme des Sonnenlichtes kann anschließend auf die Kultivierung mit Kunstlicht umgeschaltet werden, was infolge derWhen the sunlight is removed, it is then possible to switch over to the cultivation with artificial light, which results from the Volumengleichheit der beiden Anordnungen möglich ist. So isi ein ununterbrochener Tag-Nacht-Bet' ieb gewährleistet.Volume equality of the two arrangements is possible. This ensures an uninterrupted day-night operation. Die Führung des KuUurmediums erfolgt in einem geschlossenem System von Glasrohrwendeln, wouurch die Gefahr derThe leadership of KuUurmediums takes place in a closed system of glass tube coils, wouurch the risk of Kontamination durch andere Mikroorganismen ausgeschlossen ist. Dazu ist es möglich, jeweils die eine Anordnug während desContamination by other microorganisms is excluded. For this it is possible, in each case one arrangement during the Betriebes der andren einer Reinigunq zu unterziehen. Durch die ständige einfache Möglichkeit der Sauberhaltung der GlasrohreOperation of the others undergo a cleaning. Due to the constant easy way of keeping the glass tubes clean

ist die höchste Effektivität des eingesetzten Lichtes möglich, da keinerlei Belange am Glas den Einfall der Lichtstrahlen beeinträchtigen. Dadurch lassen sich außerdem bei Relnlgungs- und Wartungsarbeiten im allgemeinen auftretende Stillstandezeiten vermeiden.is the highest effectiveness of the light used possible, since no concern with the glass affect the incidence of light rays. This can also be avoided in Relnlgungs- and maintenance work generally occurring downtime.

Das geschlossene System von Glasrohren verhindert auch das Entweichen des zum Wachstum notwendigen CO2 und ermöglicht die exakte Einstellung und Einhaltung der geforderten Betriebstemperatur des Kulturmediums.The closed system of glass tubes also prevents the escape of the necessary for growth of CO 2 and allows the exact setting and compliance with the required operating temperature of the culture medium.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutertThe invention is explained in more detail with reference to an embodiment

In der zugehörigen Zeichnung zeigen In the accompanying drawing show

Fig. 1: eine schematische Darstellung der miteinander verbundenen Anordnungen,1 is a schematic representation of the interconnected arrangements, Fig. 2: eine Anordnung für Sonnenlichtkultivierung;Fig. 2: an arrangement for sunlight cultivation; Fig. 3: eine Seitenansicht der Anordnung für SonnenlichtkultivierungFig. 3: a side view of the arrangement for sunlight cultivation Fig. 4: eine schematische Darstellung der stufenförmigen Anordnung der GlasrohreFig. 4: a schematic representation of the stepped arrangement of the glass tubes Fig. 5: eine weitere Darstellung der Anordnung der Glasrohre.5 shows a further illustration of the arrangement of the glass tubes. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der gesamten Einrichtung dargestellt, die sich aus einer Anordnung zur KultivierungIn Fig. 1 is a schematic representation of the entire device is shown, which consists of a device for cultivation

mit Sonnenlicht 1 und einer Anordnung zur Kultivierung mit Kunstlicht 2 besteht, die beide volumengleich ausgebildet sind.with sunlight 1 and an arrangement for culturing with artificial light 2, both of which are of identical volume.

Beide Anordnungen sind trennbarzusammengeschaltet. Mit Hilfe der Ventile 3,4,5und6sind beide Anordnungen miteinanderBoth arrangements are separably interconnected. With the help of the valves 3,4,5 and 6, both arrangements are interrelated

verbunden oder voneinander trennbar. Für beide Anordnungen ist der Gastauscher 7 für die Zuführung von CO2 sowie dasconnected or separable. For both arrangements, the guest exchanger 7 for the supply of CO 2 and the

Abscheiden des Sauerstoffs vorgesehen. Hier erfolgt auch die Temperierung des Kulturmediums. Die Pumpe 8 dient zurDepositing the oxygen provided. Here also the tempering of the culture medium takes place. The pump 8 is used for Erzeugung der Strömungsbewegung im Kulturmedium, indem dasselbe entweder durch die Anordnung zur Kultivierung mitGeneration of the flow movement in the culture medium by the same either by the arrangement for cultivation with Kunstlicht 2 oder durch die Anordnung zur Kultivierung mit Sonnenlicht 1 gefördert wird. Durch Öffnen der Ventile 3,4,5 und 6Artificial light 2 or by the arrangement for cultivating with sunlight 1 is promoted. By opening the valves 3,4,5 and 6

lassen sich auch beide Anordnungen 1 und 2 miteinander verbinden.Both arrangements 1 and 2 can be connected to each other.

Die Anordnung 1 zur Kultivierung mit Sonnenlicht ist in Fig.2 dargestellt. Es ist ebenfalls ein Winkelstahlrahmen 9 vorgesehen,The arrangement 1 for cultivating with sunlight is shown in FIG. An angle steel frame 9 is also provided,

in dem die Glasrohrwendeln so spannungsfrei gelagert sind. In einer Zapfenlagerung 11 ist der Winkelstahlrahmen 9 um eine horizontale Achse 12 schwenkbar angeordnet, zur Drehung um die vertikale Achse 13 ist ein Winkelgetriebe 14 vorgesehen.in which the glass tube coils are stored so stress-free. In a journal bearing 11 of the angle steel frame 9 is pivotally mounted about a horizontal axis 12, for rotation about the vertical axis 13, an angle gear 14 is provided.

Dazu sind die entsprechenden Antriebsmittel 15 und 16 angeordnet, die über Kleinschrittmotoren 17 und 18 antreibbar sind. AmFor this purpose, the corresponding drive means 15 and 16 are arranged, which are driven by small stepping motors 17 and 18. At the Winkelstahlrahmen 9 ist der Sensor 19 befestigt, der auf bestimmte Lichtwellenlängen sensibilsiert ist und die Lichtleistung zuAngle steel frame 9, the sensor 19 is attached, which is sensitized to certain wavelengths of light and the light output

erfassen vermag. Die Signale des Sensors 19 werden einem nicht näher dargestellten optoelektronischen System zugeführt, von welchem Steuerimpulse ausgehen, die die Kleinschrittmotoren 17 und 18 ansteuern, wodurch die Anordnung 1 auf dascan capture. The signals of the sensor 19 are fed to an optoelectronic system, not shown, from which emanate control pulses, which drive the small stepping motors 17 and 18, whereby the arrangement 1 on the

Optimum der Einstrahlungsstärke der Sonnenstrahlen eingestellt wird.Optimum the irradiance of the sun's rays is adjusted. Die Anordnung 1 stellt ein wärmeausgeglichenes System dar, indem das gesamte System mit wärmedämmendem Material 21The arrangement 1 represents a heat balanced system by replacing the entire system with heat insulating material 21

allseitig umgeben ist, was im vorliegenden Fall weißes Schaumglas sein kann, das außer der wärmedämmenden Wirkung gleichzeitig reflektierend wirkt.Surrounded on all sides, which in the present case may be white foam glass, which acts in addition to the heat-insulating effect simultaneously reflective.

Auf der Seite 20 ist das Schaumglas nicht dargestellt, um den Verlauf der Glasrohrwendeln 10 am Ende desOn page 20, the foam glass is not shown to the course of the glass tube coils 10 at the end of Winkelstahlrahmens 9 zu zeigen. Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist die Anordnung 1 mit einer tranparenten Platte 22 aus einemTo show angle steel frame 9. As can be seen from Figure 3, the arrangement 1 with a transparent plate 22 of a Material mit geringer Wärmedurchgangszahl, wie beispielsweise einem synthetischen Glas auf Plastbasis, abgedeckt, um soLow heat transfer material, such as a plastic-based synthetic glass, covered so

einen geschlossenen, wärmeausgeglichenen Raum zu bilden. Dies ist für den Betrieb in der kalten Jahreszeit vorgesehen, um auch zu dieser Zeit den Betrieb der Einrichtung aufrecht erhalten zu können. Dabei ist es möglich, die Temperatur innerhalb derto form a closed, heat-balanced room. This is intended for use in the cold season, in order to maintain the operation of the device at this time. It is possible, the temperature within the

Anordnung 1 beispielsweise über einen Thermostaten und eine entsprechende Kühlluftzuführung auf gleichem Niveau zuArrangement 1, for example via a thermostat and a corresponding cooling air supply at the same level

halten.hold.

Der Übersichtlichkeit halber sind diese Vorrichtungen, mit denen die Anordnung 1 ausgestattet werden kann, zeichnerisch nichtFor the sake of clarity, these devices, with which the arrangement 1 can be equipped, not graphically

dargestellt.shown.

Die Fig.4 und 5 stellen einen vergrößerten Schnitt durch die Glaswendeln 10 dar, die in ihrer Längsausdehnung parallelFigures 4 and 5 show an enlarged section through the glass coils 10, parallel in their longitudinal extent

zueinander angeordnet sind, jedoch stufenförmig versetzt sind, um eine möglichst schattenfreie Belichtung zu gewährleisten.are arranged to each other, but staggered in order to ensure a possible shadowless exposure.

Auf diese Weise lassen sich mehrere Glaswendeln 10 ineinander führen, wodurch die größtmögliche Ausnutzung des innerhalbIn this way, several glass coils 10 can lead into each other, whereby the maximum utilization of within

des Winkelstahlrahmens 9 vorhandenen Raumes möglich wird. Dadurch kann die Anordnung 1 verhältnismäßig klein ausgebildet werden, was sich günstig auf die Verstellmöglichkeit auswirkt. Es müssen im Winkelstahlrahmen 9 sämtliche Biege- und Torsionsspannungen vermieden werden, da dies sonst Glasbruch zur Folge hätte. Dem kommen kurze Baulägen derof the angle steel frame 9 existing space is possible. As a result, the arrangement 1 can be made relatively small, which has a favorable effect on the adjustment. It must be avoided in the angle steel frame 9 all bending and torsional stresses, otherwise this would cause glass breakage. The come short building plots of

Seitenkanten des Winkelstahlrahmens 9 sehr entgegen.Side edges of the angle steel frame 9 very contrary. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt wie nachstehend beschrieben:The operation of the device according to the invention takes place as described below: Über Pumpe 23 wird die Einrichtung mit Kulturmedium versorgt. Es soll zunächst die Anordnung 1 beschickt werden, dabeiAbout pump 23, the device is supplied with culture medium. It should first be charged to the arrangement 1, thereby

bleiben die Ventile 3 und 6 geschlossen, während die Ventile 4 und δ geöffnet sind. Ist die geforderte Füllmenge erreicht, schließen die Ventile 4 und 5, die Mehrwegventile sind, gegen die Leitungen 24 und 25 die Anordnung 1 ab. Nunmehr tritt diethe valves 3 and 6 remain closed, while the valves 4 and 8 are opened. If the required filling quantity is reached, the valves 4 and 5, which are multi-way valves, close the arrangement 1 against the lines 24 and 25. Now comes the

Pumpe 8 in Tätigkeit, die das Kulturmedium durch die Glaswandeln 10 fördert und im Kreislauf über Gastauscher 7 führt, wo diePump 8 in action, which promotes the culture medium through the glass walls 10 and leads in circulation via the gas exchanger 7, where the Temperatur konstant gehalten wird. Der Sensor 19 richtet die Anordnung 1 über das nicht dargestellte optoelektronischeTemperature is kept constant. The sensor 19 directs the arrangement 1 via the optoelectronic, not shown System in das Optimum der Einstrahlungsstärke, wobei die Bewegung der Anordnung 1 über die o.g. mechanischen MittelSystem in the optimum of the irradiance, wherein the movement of the assembly 1 on the o.g. mechanical means

erfolgt, und sowohl eine Dreh- als auch Schwenkbewegung vorgenommen wird. Erfolgt der Betrieb in der kalten Jahreszeit, so ist die Anordnung 1 mittels Platte 22 verschlossen, wobei die Regelung der Lufttemperatur innerhalb der Anordnung 1 übertakes place, and both a rotary and pivoting movement is made. If the operation in the cold season, the assembly 1 is closed by means of plate 22, wherein the control of the air temperature within the assembly 1 via

Thermostat und Kühlluftstrom in an sich bekannter Weise erfolgt. In der warmen Jahreszeit ist die Platte 22 abgenommen undThermostat and cooling air flow takes place in a conventional manner. In the warm season, the plate 22 is removed and

das wärmedämmende Material 21 dient lediglich als Reflektor. Bei Abnahme des Sonnenlichtes werden die Ventile 3 und 6 geöffnet, die ebenfalls Mehrwegventile sind, so fördert die Pumpe 8 das Kulturmedium nach Anordnung 2. Nach Schließen derthe heat-insulating material 21 merely serves as a reflector. When the sunlight is removed, the valves 3 and 6 are opened, which are also multi-way valves, so the pump 8 promotes the culture medium after arrangement 2. After closing the

Ventile 4 und 5 kann der Kreislauf des Kulturmediums innerhalb der Anordnung 2 stattfinden, und nachdem die Beleuchtung 26Valves 4 and 5 may take place the circulation of the culture medium within the assembly 2, and after the illumination 26

eingeschaltet ist, kann sich der Wachstumsprozeß der Mikroorganismen fortsetzen.is switched on, the growth process of the microorganisms can continue.

Nach Stillsetzung der Anordnung 1 kann dieselbe gereinigt werden und ist damit wieder für den Tagesbetrieb bereit.After stopping the arrangement 1, the same can be cleaned and is thus ready for daytime operation.

Claims (5)

-1- 29Ϊ092 Patentansprüche:-1- 29Ϊ092 Claims: 1. Einrichtung zur Kultivierung von autotrophen Mikroorganismen in einer Nährlösung unter Zugabe von CO2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (1) für Sonnenlichtkultivierung mit einer Anordnung (2) für Kunstlichtkultivierung trennbar züsammengeschaltet ist, wobei diejenige für Sonnenlichtkultivierung als wärmeausgeglichenes Svstem ausgebildet ist, und die der Sonne zugewandte Seite mit einer transparenten Platte (22) aus einem Material mit geringer Wärmedurchgangszahl abdeckbar ist, und ein optoelektronisches System vorgesehen ist, das mit einem Spektrum- und lichtleistungserfassenden Sensor (19) ausgerüstet ist, und die Anordnung (1) überdieses System dem Optimum der Einstrahlungsstärke in an sich bekannter Weise nachführbar ist.1. A device for cultivating autotrophic microorganisms in a nutrient solution with the addition of CO 2 , characterized in that an arrangement (1) for sunlight cultivation with a device (2) for Kunstlichtkultivierung separable züsammenschaltet, wherein that for sunlight cultivation is formed as a heat-balanced sytem, and the sun-facing side is coverable with a transparent plate (22) made of a low heat transfer material, and an opto-electronic system equipped with a spectrum and light power detecting sensor (19) is provided, and the assembly (1) further System is the optimum of the irradiation intensity in a conventional manner traceable. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anordnung (1) für Sonnenlichtkultivierung als auch die Anordnung (2) für Kunstlichtkultivierung aus Glasrohrwendeln (10) gebildet ist und die Glasrohre der Anordnung (1) zur Sonnenlichtkultivierung parallel zueinander, jedoch stufenförmig versetzt angeordnet sind und reflektierende Mittel vorgesehen sind, wobei bei jeder Anordnung mehrere Wendeln ineinander geführt vorgesehen sein können.2. Device according to claim 1, characterized in that both the arrangement (1) for sunlight cultivation and the arrangement (2) for Kunstlichtkultivierung glass tubing (10) is formed and the glass tubes of the arrangement (1) for cultivating sunlight parallel to each other, but stepped are arranged offset and reflective means are provided, wherein in each arrangement a plurality of coils may be provided in each other. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (1) zur Sonnenlichtkultivierung zum Wärmeausgleich allseitig mit wärmedämmenden Mitteln (21) umschlossen ist, wobei innerhalb des so gebildeten Raumes Mittel zur Temperaturregelung vorgesehen sind.3. Device according to claim 2, characterized in that the arrangement (1) for sunlight cultivation for heat balance on all sides with heat-insulating means (21) is enclosed, wherein means are provided for temperature control within the space thus formed. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (1) für Sonnenlichtkultivierung über mechanische Mittel, wie Winkelgetriebe (14), Kettentriebe (16), Schneckentriebe (16), Zahnsegmente oder Zahnstangen sowie Kleinschrittmotoren (17,18) um eine vertikale Achse (13) drehbar und um eine horizontale Achse (12) schwenkbar ist.4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the arrangement (1) for sunlight cultivation by mechanical means, such as angular gear (14), chain drives (16), worm gears (16), toothed segments or racks and small stepping motors (17,18) is rotatable about a vertical axis (13) and pivotable about a horizontal axis (12). 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennvolumina der Anordnung (1) für Sonnenlichtkultivierur.g und der Anordnung (2) für Kunstlichikultivierung gleich ausgebildet sind.5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the nominal volumes of the arrangement (1) for sunlight cultivator.g and the arrangement (2) are formed the same for Kunstlichikultivierung. Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19611855C1 (en) * 1996-03-26 1997-08-21 Tramm Werner Sabine Dr Rer Nat Photo-bio-reactor producing hydrogen, oxygen and biomass from sunlight
DE102009015925A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 LINBEC UG (haftungsbeschränkt) Photobioreactor to cultivate and reproduce phototrophic organisms in liquid phase by reacting with gaseous, solid and/or liquid additive during illumination with sun- and/or artificial light, comprises controlling device and solar elements

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DE19611855C1 (en) * 1996-03-26 1997-08-21 Tramm Werner Sabine Dr Rer Nat Photo-bio-reactor producing hydrogen, oxygen and biomass from sunlight
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