DE102009028474A1 - Device and method for the production of biomass - Google Patents

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Abstract

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Produktion von Biomasse besteht aus einem Photobioreaktor mit mindestens einer Photosyntheseeinheit (2, 2'), einem Rohrleitungssystem (3) mit Ventilen und mindestens einer Systempumpe (13) und einer Kontroll- und Steuereinrichtung (4), welcher in eine Wirkverbindung mit peripheren Einrichtungen, nämlich mindestens einer Einrichtung (5) zur Ernte erzeugter Biomasse und einer Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung (6), bringbar oder gebracht ist. Erfindungsgemäß ist zumindest der Photobioreaktor in einem Container (1) angeordnet, welcher ohne zusätzliche Schutz- und Stabilisierungsmaßnahmen beziehungsweise Schutzelemente als Frachteinheit transportierbar sowie mit anderen Containern stapelbar ist. In diesem Container (1) kann der Photobioreaktor bei der Kultivierung der phototrophen oder mixotrophen Organismen verbleiben, wobei durch die Ausbildung des Containers (1) sichergestellt ist, dass die Photosyntheseeinheit oder -einheiten (2, 2') mit dem für die Kultivierung erforderlichen Licht versorgt sind. In einer bevorzugten Ausbildungsform bildet der Photobioreaktor mit der Ernteeinrichtung (5) und der Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung (6) eine integrale Einheit aus und ist mit ihnen gemeinsam in einem Container (1) angeordnet.The proposed device for the production of biomass consists of a photobioreactor with at least one photosynthesis unit (2, 2 '), a pipeline system (3) with valves and at least one system pump (13) and a monitoring and control device (4), which is in operative connection with peripheral devices, namely at least one device (5) for harvesting generated biomass and a cleaning and disinfection device (6). According to the invention, at least the photobioreactor is arranged in a container (1) which can be transported as a freight unit without additional protective and stabilizing measures or protective elements and which can be stacked with other containers. The photobioreactor can remain in this container (1) during the cultivation of the phototrophic or mixotrophic organisms, the design of the container (1) ensuring that the photosynthetic unit or units (2, 2 ') with the light required for the cultivation are supplied. In a preferred embodiment, the photobioreactor forms an integral unit with the harvesting device (5) and the cleaning and disinfection device (6) and is arranged together with them in a container (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung und ein Verfahren zur Produktion von Biomasse. Sie bezieht sich insbesondere auf eine transportable Vorrichtung und deren Nutzung zur Biomasseproduktion. Die entsprechende Vorrichtung besteht aus einem Photobioreaktor zur Kultivierung in einer Nährlösung enthaltener phototropher oder mixotropher Organismen oder Zellen durch Licht und Nährstoffzufuhr, der mit peripheren Einrichtungen verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Bei Letzteren handelt es sich insbesondere um eine Einrichtung zur Ernte der durch die Kultivierung der Organismen oder Zellen erzeugten Biomasse und um eine Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung.The The invention relates to an apparatus and a method for production of biomass. It refers in particular to a transportable Device and its use for biomass production. The corresponding Device consists of a photobioreactor for cultivation in a nutrient solution contained phototrophic or mixotrophic organisms or cells by light and nutrient supply, the connected or connected to peripheral devices is. The latter is in particular a device to harvest by cultivating the organisms or cells generated biomass and a cleaning and disinfecting device.

Bereits seit vielen Jahren wird mit unterschiedlichen Zielstellungen die Produktion von Biomasse systematisch betrieben. Die Produktion der Biomasse erfolgt dabei unter anderem durch die Kultivierung phototropher oder mixotropher Organismen oder Zellen. Beispielhaft sei die Produktion von Biomasse aus phototrophen Mikroalgen genannt, welche sowohl im Labormaßstab als auch im Großmaßstab einer industriellen Produktion betrieben wird. Die erzeugte Biomasse dient beispielsweise der Herstellung ernährungsphysiologisch hochwertiger Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmittel oder als Zusatzstoff für dermatologische Medikamente oder kosmetische Erzeugnisse. Sie wird ferner auch in zunehmendem Maße als Energieträger genutzt. Insbesondere mit Blick auf das letztgenannte Einsatzgebiet ist es dabei als besonders vorteilhaft anzusehen, dass zum Beispiel bei der Kultivierung phototropher oder mixotropher Organismen in Abgasen enthaltenes CO2 als Nährstoff dienen kann, welcher durch die Mikroorganismen verstoffwechselt wird.For many years, the production of biomass has been systematically operated with different objectives. The production of the biomass is done inter alia by the cultivation of phototrophic or mixotrophic organisms or cells. An example is the production of biomass from phototrophic microalgae called, which is operated both on a laboratory scale and on a large scale industrial production. The biomass produced serves, for example, for the production of nutritionally high-quality food and nutritional supplements or as an additive for dermatological medicaments or cosmetic products. It is also increasingly being used as an energy carrier. In particular, with regard to the latter application, it is to be regarded as particularly advantageous that, for example, in the cultivation of phototrophic or mixotrophic organisms contained in exhaust gases CO 2 can serve as a nutrient, which is metabolized by the microorganisms.

Kultiviert werden phototrophe oder mixotrophe Organismen oder Zellen in einer Nährlösung, mit welcher sie eine Suspension bilden. In einem Photobioreaktor werden der die Organismen oder Zellen enthaltenden Suspension nach einem jeweils vorgeschriebenen Verfahrensregime Licht und Nährstoffe zugeführt. Bei der durch den Lichteintrag angeregten Photosynthese werden die Nährstoffe verstoffwechselt, wobei sich die der Erzeugung von Biomasse dienenden Organismen vermehren beziehungsweise Zellen teilen. Ein entsprechender Photobioreaktor, in welchem die Suspension zur Kultivierung der Organismen oder Zellen in einem Umlauf gehalten wird, ist beispielsweise in der DE 198 14 253 C2 beschrieben.Phototrophic or mixotrophic organisms or cells are cultivated in a nutrient solution with which they form a suspension. In a photobioreactor, the suspension containing the organisms or cells is supplied with light and nutrients according to a respectively prescribed method regime. In the photosynthesis stimulated by the light input, the nutrients are metabolized, with the biomass producing organisms multiplying or sharing cells. A corresponding photobioreactor, in which the suspension for cultivating the organisms or cells is kept in circulation, is for example in DE 198 14 253 C2 described.

Eine erfolgreiche Produktion von Biomasse auf der Basis phototropher oder mixotropher Organismen oder Zellen ist vor allem an optimale Kultivierungsbedingungen gebunden. Sehr wesentlich ist dabei insbesondere die Versorgung der Mikroorganismen oder Zellen mit dem für die Photosynthese zur Erzeugung der Biomasse benötigten Licht. Es liegt auf der Hand, dass im Falle einer Großproduktion von Biomasse aus Kostengründen vorzugsweise natürliches Sonnenlicht für die Kultivierung genutzt wird. Für die Errichter und/oder die Betreiber entsprechender Anlagen gilt es daher, geeignete Standorte zu finden, an welchen vorzugsweise sowohl ein ausreichender Eintrag natürlichen Sonnenlichts in die Anlagen beziehungsweise deren Photobioreaktor sichergestellt ist, aber andererseits ein nicht zu hoher Aufwand für die Temperierung der Anlagen erforderlich ist. Letzteres gilt, zumal eine effiziente Biomasseproduktion an die Einhaltung eines günstigen Temperaturbereichs gebunden ist, wobei beispielsweise zu hohe Temperaturen den Kultivierungsprozess zum Erliegen kommen lassen können.A successful production of phototrophic biomass or mixotrophic organisms or cells is especially optimal Cultivation conditions bound. It is very important in particular the supply of microorganisms or cells with the for needed the photosynthesis to produce the biomass Light. It is obvious that in the case of large-scale production of biomass for reasons of cost, preferably natural Sunlight is used for cultivation. For the installers and / or the operators of such installations apply It is therefore necessary to find suitable locations, preferably both a sufficient entry of natural sunlight ensured in the plants or their photobioreactor is, on the other hand, not too high an expense for the Temperature control of the equipment is required. The latter applies, especially efficient biomass production to maintain a favorable Temperature range is bound, for example, too high temperatures the cultivation process can come to a standstill.

Vor diesem Hintergrund ist es für die Errichter beziehungsweise die späteren Betreiber von Großanlagen wünschenswert, den Standort zunächst auf seine Eignung eingehend untersuchen zu können. Dabei besteht die beste Möglichkeit darin, zunächst an einer kleineren bis mittelgroßen Anlage in einem Versuchsbetrieb Aufschlüsse über die Eignung des jeweiligen Standorts zu erhalten. Allerdings ist es wiederum aus Kostengründen eher ungünstig, an dem betreffenden Standort zunächst eine kleinere Anlage zu errichten und diese dann, im Falle einer Eignung des Standorts, später durch eine größere zu ersetzen. Die hierdurch gegebenen Nachteile könnten vermieden werden, wenn die Standortprüfung mit Hilfe mobiler beziehungsweise transportabler Vorrichtungen erfolgen könnte.In front this background is for the installers respectively the later operators of large plants desirable first examine the location for its suitability to be able to. There is the best way in it, first at a smaller to medium sized Plant in a pilot plant outcrops over to obtain the suitability of the respective location. However, that is it again for reasons of cost rather unfavorable the site concerned first a smaller plant and then, if the site is suitable, later to replace it with a larger one. The resulting disadvantages could be avoided if the location check using mobile or portable devices could take place.

Durch die DE 296 07 285 U1 wird eine solche transportable Vorrichtung beschrieben. Die Druckschrift beschreibt eine Lösung, bei welcher ein Photobioreaktor mit einer Steuerung und peripheren Einrichtungen zur Ernte auf einer rollfähigen Grundplatte montiert ist. Hierdurch ist es möglich, die insoweit relativ kompakte Vorrichtung in einen geeigneten Transportbehälter hineinzubewegen, aus dem sie am Bestimmungsort herausgerollt und sehr schnell einsatzbereicht gemacht werden kann. Da jedoch große Teile der Vorrichtung, insbesondere aber wesentliche Teile des eigentlichen Kultivierungssegments beziehungsweise der Photosyntheseeinheit, aus Glas bestehen, werden an den Transportbehälter und die sichere Verpackung der Vorrichtung in dem Behälter hohe Anforderungen gestellt, wobei der Transport der Vorrichtung zur Vermeidung von Beschädigungen dennoch besondere Vorsicht erfordert. Die Vorrichtung ist somit am Bestimmungsort zwar vergleichsweise schnell einsatzbereit, jedoch ist ihre sichere Verfrachtung am Absendeort sehr zeitaufwendig. Zudem muss sie auch am Einsatzort zu ihrem Schutz in geeigneter, vorzugsweise den Eintritt natürlichen Lichts ermöglichender Weise umbaut beziehungsweise in einer entsprechende Halle oder einem Gebäude aufgestellt werden. Insoweit ist die Einsatzbereitschaft der Vorrichtung auch nur relativ schnell herstellbar.By the DE 296 07 285 U1 Such a portable device will be described. The document describes a solution in which a photobioreactor with a controller and peripheral devices for harvesting is mounted on a rollable base plate. This makes it possible to move the extent relatively compact device into a suitable transport container, from which they rolled out at the destination and can be made ready for use very quickly. However, since large parts of the device, in particular but essential parts of the actual cultivation segment or the photosynthesis unit, made of glass, high demands are placed on the transport container and the secure packaging of the device in the container, the transport of the device to avoid damage yet special Caution is required. Although the device is therefore relatively quickly ready for use at the destination, its secure transport at the point of dispatch is very time-consuming. In addition, it must also be converted at the place of use for their protection in a suitable manner, preferably allowing natural light to enter, or placed in a corresponding hall or building. In that regard, the use is willingness of the device even relatively quickly produced.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ein Verfahren und eine Vorrichtung umfassende technische Lösung zur Produktion von Biomasse bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet. Hierzu ist insbesondere eine transportable Vorrichtung zur Produktion der Biomasse zu schaffen, welche an einem Absendeort mit einem geringen logistischen und zeitlichen Aufwand verfrachtet werden kann und am bestimmungsgemäßen Einsatzort schnell einsatzfähig ist.task It is the object of the invention to provide a method and apparatus to provide a technical solution for the production of biomass, which avoids the aforementioned disadvantages. This is in particular a to provide transportable device for the production of biomass, which at a sender site with a low logistic and temporal Expenditure can be shipped and the intended Site is quickly operational.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein die Aufgabe lösendes Verfahren ist durch den ersten Verfahrensanspruch charakterisiert. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.The The object is achieved by a device having the features of the main claim solved. A problem solving method is characterized by the first method claim. advantageous Training or developments of the invention are characterized by the given respective subclaims.

Die zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Vorrichtung zur Produktion von Biomasse besteht aus einem Photobioreaktor zur Kultivierung der phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen, der mit peripheren Einrichtungen, nämlich mindestens einer Einrichtung zur Ernte der bei der Kultivierung erzeugten Biomasse und einer Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung in eine Wirkverbindung bringbar ist. Letzteres schließt dabei ausdrücklich die Möglichkeit ein, dass der Photobioreaktor bei entsprechenden Ausbildungsformen der Erfindung bereits in eine entsprechende Wirkverbindung mit der genannten Peripherie gebracht ist.The to solve the problem proposed device for production Biomass consists of a photobioreactor for cultivation of the phototrophic or mixotrophic organisms or cells that interfere with peripheral devices, namely at least one device for harvesting the biomass produced during cultivation and a Cleaning and disinfecting device can be brought into an operative connection is. The latter explicitly excludes the possibility a, that the photobioreactor in appropriate forms of training the invention already in a corresponding operative connection with said Periphery is brought.

Der Photobioreaktor selbst besteht dabei, in an sich bekannter Weise, im Wesentlichen aus mindestens einer, bei seinem Betrieb von natürlichem und/oder künstlichem Licht durchsetzten Photosyntheseeinheit, aus einem Rohrleitungssystem mit Ventilen und mindestens einer Systempumpe und aus einer Kontroll- und Steuereinrichtung. Er weist außerdem mittels der Kontroll- und Steuereinrichtung auswertbare Sensoren auf. Dem Photobioreaktor sind eine die zu kultivierenden Organismen oder Zellen enthaltende Suspension und CO2 sowie gegebenenfalls weitere Nährstoffe zuführbar. Über das auch Bestandteile des Photobioreaktors untereinander verbindende Rohleitungssystem sowie die Kontroll- und Steuereinrichtung ist der Photobioreaktor mit den genannten peripheren Einrichtungen in eine Wirkverbindung bringbar beziehungsweise zu bringen, wobei die Kontroll- und Steuereinrichtung als Benutzerinterface zur Bedienung der Vorrichtung und zur Ausgabe prozessrelevanter Daten betreffend sowohl den Photobioreaktor, als auch dessen Peripherie dient und gegebenenfalls Prozessabläufe in diesen Teilen der Vorrichtung steuert. Die dem Photobioreaktor zugeführte und in als solches bekannter Weise, durch Inokulation einer aus Wasser und Nährstoffen gebildeten Nährlösung mit den zu kultivierenden Organismen oder Zellen, erzeugte Suspension, wird bei der Kultivierung in dem Rohrleitungssystem mittels der Pumpe in einem Umlauf durch den Photobioreaktor gehalten. Außerdem wird bei der Kultivierung unter Lichtzufuhr, also bei der Photosynthese, entstehender Sauerstoff durch geeignete Maßnahmen ausgetrieben. Dies kann beispielsweise durch die Zudosierung von Luft in das Rohrleitungssystem geschehen, welche unter Mitnahme des Sauerstoffs an einer dafür vorgesehenen Stelle des Systems wieder entweicht. Bei den bereits angesprochenen Sensoren handelt es sich insbesondere um Temperaturfühler und um Sensoren zur Erfassung des PH-Wertes der Suspension, der Sauerstoffkonzentration in der Suspension und gegebenenfalls zur Erfassung von Durchflussmengen und Drücken. Diese Größen werden mittels der Kontroll- und Steuereinrichtung ausgewertet und gegebenenfalls als Führungsgröße für Regelkreisläufe zur geeigneten Beeinflussung für die Kultivierung oder sonstige Prozessabläufe wesentlicher Parameter verwendet.The photobioreactor itself consists, in a manner known per se, essentially of at least one photosynthesis unit interspersed in its operation of natural and / or artificial light, of a piping system with valves and at least one system pump and of a control and control device. He also has by means of the control and control device evaluable sensors. The photobioreactor can be fed with a suspension and CO 2 containing the organisms or cells to be cultivated and, if appropriate, further nutrients. About the components of the photobioreactor interconnecting piping system and the control and control device is the photobioreactor with the said peripheral devices in an operative connection brought or bring, said control and control device as a user interface for operating the device and for outputting process-relevant data concerning both the photobioreactor, and its periphery is used and optionally controls processes in these parts of the device. The suspension supplied to the photobioreactor and in a manner known per se, by inoculation of a nutrient solution formed from water and nutrients with the organisms or cells to be cultivated, is kept in circulation by the photobioreactor during the cultivation in the piping system by means of the pump. In addition, in the cultivation under light, so in the photosynthesis, resulting oxygen is expelled by appropriate measures. This can be done for example by the addition of air into the piping system, which escapes again entraining the oxygen at a designated location of the system. The sensors mentioned above are, in particular, temperature sensors and sensors for detecting the pH of the suspension, the oxygen concentration in the suspension and optionally for detecting flow rates and pressures. These variables are evaluated by means of the control and control device and, if appropriate, used as a reference variable for control circuits for suitable influencing for the cultivation or other process sequences of essential parameters.

Erfindungsgemäß ist zumindest der Photobioreaktor mit der oder den Photosyntheseeinheiten in einem Container angeordnet, welcher ohne zusätzliche Schutz- und Stabilisierungsmaßnahmen beziehungsweise Schutzelemente als Frachteinheit transportierbar sowie mit anderen, beliebige Fracht enthaltenden Containern stapelbar ist. In diesem Container kann der Photobioreaktor bei seinem Betrieb, also bei der Kultivierung von phototrophen oder mixotrophen Organismen, verbleiben, wobei durch die Ausbildung beziehungsweise Ausstattung des Containers erfindungsgemäß sichergestellt ist, dass die Photosyntheseeinheit oder -einheiten mit dem für die Kultivierung erforderlichen Licht versorgt beziehungsweise durchsetzt werden. Genaueres soll dazu später ausgeführt werden.According to the invention at least the photobioreactor with the photosynthesis unit (s) arranged in a container, which without additional Protection and stabilization measures or protective elements transportable as freight unit and with other, any freight containing containers is stackable. In this container can the photobioreactor in its operation, so in the cultivation of phototrophic or mixotrophic organisms, wherein through the training or equipment of the container According to the invention, it is ensured that the photosynthesis unit or units with that required for cultivation Light be supplied or enforced. More details should to be done later.

Die peripheren Einrichtungen, nämlich insbesondere die Einrichtung zur Ernte der bei der Kultivierung erzeugten Biomasse sowie die Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung können dem Container beigestellt werden, wobei der Container in diesem Falle mit den erforderlichen Anschlüssen, Stutzen und dergleichen versehen ist, um den von ihm aufgenommenen Photobioreaktor in eine Wirkverbindung mit den beigestellten Einrichtungen zu bringen. Gegebenenfalls können dabei diese peripheren Einrichtungen ebenfalls in einem vergleichbaren Container angeordnet sein, welcher dem Container mit dem Photobioreaktor beigestellt wird.The peripheral equipment, namely the equipment for harvesting the biomass produced during cultivation and the Cleaning and disinfection device can be added to the container in this case, with the required container Ports, nozzles and the like is provided to the from him recorded photobioreactor in an operative connection with to bring the provided facilities. If necessary, you can while these peripheral devices also in a comparable Container may be arranged, which the container with the photobioreactor is provided.

Vorzugsweise ist jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, dass der Photobioreaktor mit der Ernteeinrichtung und der Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung sowie mit deren zugehörigen Bestandteilen eine integrale Einheit ausbildet und mit ihnen gemeinsam in einem Container angeordnet ist. Dabei sind der Photobioreaktor und die peripheren Einrichtungen außerdem vorzugsweise bereits bei der Auslieferung der Vorrichtung in eine Wirkverbindung miteinander gebracht.Preferably, however, the device according to the invention is designed so that the photobioreactor forms an integral unit with the harvesting device and the cleaning and disinfecting device and with their associated components and together with them in a Contai ner is arranged. In addition, the photobioreactor and the peripheral devices are preferably brought into operative connection with each other already at the delivery of the device.

Der den Photobioreaktor oder den Photobioreaktor nebst Peripherie aufnehmende Container ist vorzugsweise als ein genormter Frachtcontainer ausgebildet, dessen Geometrie und Abmaße der ISO 668 entsprechen, wobei der Container entsprechend dieser Norm bezüglich seiner Länge als ein 40- oder 20-Fuß-Container ausgebildet sein kann.The container accommodating the photobioreactor or the photobioreactor along with the periphery is preferably designed as a standardized freight container whose geometry and dimensions of the ISO 668 according to this standard, the container may be designed in terms of its length as a 40 or 20 foot container.

Insbesondere dann, wenn der Photobioreaktor gemeinsam mit den genannten peripheren Einrichtungen als integrale Einheit in einem Container vereinigt ist, ist es grundsätzlich denkbar, die erfindungsgemäße Vorrichtung weitgehend oder sogar vollständig autark auszubilden. In diesem Falle wären in dem Container zusätzlich Vorratsbehälter für zuzuführende Medien, wie beispielsweise Wasser und CO2 sowie für abzuführende Medien und, im Falle einer vollständig autarken Ausbildung, gegebenenfalls ein Aggregat zur Stromerzeugung anzuordnen. Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Vorrichtung ist jedoch der Container mit Schnittstellen für mindestens Strom, Wasser, Nährstoffe sowie für flüssige und gasförmige Abprodukte der Kultivierung ausgestattet. Ferner sind die Wände des Containers vorzugsweise so ausgebildet oder veränderbar, dass im Betrieb der Vorrichtung während der Kultivierung im Bereich der mindestens einen Photosyntheseeinheit des Photobioreaktors der Eintritt externen, vorzugsweise natürlichen Lichtes in den Container ermöglicht ist, so dass die Kultivierung der phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen unter Nutzung natürlichen Sonnenlichtes erfolgen kann. Dazu wie dies bewerkstelligt wird, sollen später noch nähere Erläuterungen gegeben werden.In particular, when the photobioreactor is combined with the said peripheral devices as an integral unit in a container, it is in principle conceivable to design the device according to the invention largely or even completely independently. In this case, additional storage containers for supplied media, such as water and CO 2 and for the media to be discharged and, in the case of a completely self-sufficient training, optionally an aggregate for power generation would be arranged in the container. According to a preferred embodiment of the device, however, the container is equipped with interfaces for at least electricity, water, nutrients as well as for liquid and gaseous waste products of the cultivation. Furthermore, the walls of the container are preferably designed or changed so that during operation of the device in the region of the at least one photosynthesis unit of the photobioreactor the entry of external, preferably natural light is made possible in the container, so that the cultivation of the phototrophic or mixotrophic organisms or cells can be made using natural sunlight. How this is done will be explained later.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Produktion von Biomasse zur Verfügung gestellt, welche als integrale Einheit ohne zusätzliche Verpackungsmaßnahmen verfrachtet werden kann und am bestimmungsgemäßen Einsatzort gegebenenfalls nach dem Anschluss der Medien an die an dem Container vorgesehenen Schnittstellen dem Grunde nach sofort an nahezu beliebiger Stelle den Betrieb aufnehmen kann. Die transportable Vorrichtung ist damit dazu prädestiniert, an wechselnden Standorten betrieben zu werden, um beispielsweise in einem Testbetrieb die grundsätzliche Eignung von Standorten für die Biomasseproduktion zu überprüfen. Der Errichter oder spätere Betreiber von Großanlagen zur Produktion von Biomasse, welcher sich für die Standortüberprüfung der erfindungsgemäßen transportablen Vorrichtung bedient, hat dabei den Vorteil, alle für die Standortprüfung erforderlichen Werte unmittelbar selbst an der mobilen Testanlage aufnehmen zu können, ohne sich auf Aussagen oder Erfahrungsberichte Dritter verlassen zu müssen. Unter Nutzung des erfindungsgemäßen Vorrichtungskonzepts ist es auch denkbar, dass eine oder mehrere solcher kompakten transportablen Vorrichtungen den sie beispielsweise zu Testzwecken vorübergehend nutzenden Firmen im Rahmen eines Leasing- oder Leihgeschäfts zur Verfügung gestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insoweit ein System mit einzigartiger Flexibilität bereitgestellt. Die Mobilität der Vorrichtung und die Möglichkeit auf eine Festinstallation für Versuchszwecke oder ausgewählte Anwendungsfälle verzichten zu können, wirken dabei zugleich wertsteigernd.By The invention will be an apparatus for the production of biomass provided as an integral unit without additional packaging measures are shipped if necessary and at the intended place of use the connection of the media to the interfaces provided on the container Basically immediately at almost any point to start operation can. The portable device is thus predestined to be operated at changing locations, for example in a test operation the basic suitability of locations to check for biomass production. The installer or later operator of large installations for Production of biomass, which is suitable for site verification the portable device according to the invention served, has the advantage of all for site verification required values directly at the mobile test facility to be able to record without relying on statements or testimonials To leave third. Using the invention Device concept, it is also conceivable that one or more such For example, they are compatible with compact portable devices Test purposes temporarily using companies under a Leasing or loan business provided become. With the device according to the invention becomes a system with unique flexibility provided. The mobility of the device and the possibility on a fixed installation for trial purposes or selected To be able to do without use cases, they have an effect at the same time adding value.

In der gemäß dem Hauptanspruch gestalteten Konfiguration ist die Vorrichtung grundsätzlich einsatzfähig, könnte jedoch möglicherweise nur an wenigen ausgesuchten Standorten betrieben werden, da für eine effiziente Biomasseproduktion vorzugsweise stabile Temperaturverhältnisse innerhalb eines in Abhängigkeit der Art der zu kultivierenden Organismen oder Zellen festgelegten Temperaturbereichs sichergestellt werden müssen. Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher in den Container außerdem mindestens eine Einrichtung zur Temperierung des mindestens einen Photobioreaktors integriert. Diese ist Teil eines von ihr, der Kontroll- und Steuereinrichtung und von mindestens einem, an oder in der jeweiligen Photosyntheseeinheit angeordneten Temperatursensor gebildeten Regelkreises. Für diesen Regelkreis bildet die Temperatur der Suspension mit den zu kultivierenden Organismen oder Zellen die Führungsgröße. Entsprechend einer möglichen Variante der vorgenannten Ausbildungsform besteht die dem Photobioreaktor zugeordnete Einrichtung zur Temperierung aus einem ersten, während des Betriebs der Vorrichtung über im Container angeordnete Schienen aus dem Containerinnenraum herausfahrbaren Wärmetauscher und einem zweiten im Container verbleibenden Wärmetauscher. Im Falle einer zu hohen Suspensionstemperatur wird über den ersten im Betrieb der Vorrichtung außerhalb des Containers anzuordnenden Wärmetauscher überschüssige Wärme an die Umgebung abgegeben und mittels des zweiten, mit dem ersten Wärmetauscher in einer Wirkverbindung stehenden Wärmetauschers der Photobioreaktor gekühlt. Umgekehrt wird im Falle einer zu geringen Suspensionstemperatur mittels des ersten Wärmetauschers der Umgebung Wärme entzogen und diese Wärme über den zweiten Wärmetauscher an die betreffende Photosyntheseeinheit abgegeben.In the configuration designed according to the main claim is the device basically operational, However, only a few could possibly be selected Sites are operating there for efficient biomass production preferably stable temperature conditions within a depending on the type of organisms to be cultivated or cells specified temperature range can be ensured have to. In a preferred embodiment of the device according to the invention is therefore in the container also at least one device integrated to the temperature of the at least one photobioreactor. This is part of one of her, the control and control device and at least one, at or in the respective photosynthetic unit arranged temperature sensor formed control loop. For This control loop forms the temperature of the suspension with the cultured organisms or cells are the reference variable. According to a possible variant of the aforementioned Form of training consists of the photobioreactor associated device for temperature control from a first, during operation the device via arranged in the container rails out of the container interior removable heat exchanger and a second container remaining in the heat exchanger. In the case of too high a suspension temperature is over the first in the operation of the device outside the container to be arranged Heat exchanger excess heat delivered to the environment and by means of the second, with the first Heat exchanger in an operative connection heat exchanger the photobioreactor cooled. Conversely, in the case of too low suspension temperature by means of the first heat exchanger the environment deprived of heat and this heat over the second heat exchanger delivered to the relevant photosynthesis unit.

Der erfindungsgemäße Container, welcher die Einheiten und Einrichtungen zur Biomasseproduktion aufnimmt, besteht vorzugsweise aus einer Rahmenkonstruktion, welche von den Containerwänden überdeckt oder durch sie ausgefacht ist. Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausbildungsform besteht die genannte Rahmenkonstruktion aus verschweißten Stahlelementen, wobei jedoch im Bereich des Containerdachs mindestens eine Quertraverse lösbar mit den übrigen Elementen der Rahmenkonstruktion verbunden ist. In vorteilhafter Weise kann diese lösbare Quertraverse bei der Errichtung beziehungsweise Herstellung der Vorrichtung vorübergehend entfernt werden, um die mindestens eine in der Regel vergleichsweise voluminöse Photosyntheseeinheit in den Container hineinzuheben.The container according to the invention, which accommodates the units and devices for biomass production, preferably consists of a frame construction, which is covered by the container walls or filled out by them. According to a particularly preferred training In the form of said frame construction consists of welded steel elements, but in the area of the container roof at least one cross-beam is releasably connected to the other elements of the frame construction. Advantageously, this releasable cross-beam can be temporarily removed during the construction or production of the device in order to lift the at least one generally comparatively bulky photosynthesis unit into the container.

Wie bereits ausgeführt, können die Wände des Containers, unabhängig von dessen sonstiger konstruktiver Gestaltung, so ausgebildet oder veränderbar sein, dass im Betrieb der Vorrichtung während der Kultivierung im Bereich der mindestens einen Photosyntheseeinheit des Photobioreaktors der Eintritt externen beziehungsweise natürlichen Lichts in den Container ermöglicht ist. Dieses Merkmal kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht sein. Gemäß einer möglichen Ausbildungsform bestehen dabei die Wände des Containers im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten aus einem lichtdurchlässigen Material. Dabei können im Bereich der mindestens einen Photosyntheseeinheit sowohl die Seitenwände als auch Teile des Containerdachs aus einem entsprechenden lichtdurchlässigen Material bestehen. Vorzugsweise wird als lichtdurchlässiges Material für die entsprechenden Bereiche der Containerwände Plexiglas eingesetzt. Bei einer weiteren möglichen Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Containers beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im Bereich der mindestens einen Photosyntheseeinheit Abschnitte der Containerwände entfernbar. Dies kann dadurch realisiert sein, dass die entfernbaren Abschnitte der Containerwände herausziehbar sind, wobei sie an Schienen oder in Führungsnuten geführt sind, welche am Containerboden, an Rahmenelementen des Containers und/oder am Containerdach ausgebildet sein können.As already executed, the walls of the Containers, regardless of the other constructive Design, be designed or changeable that during operation of the device during cultivation in the Area of the at least one photosynthesis unit of the photobioreactor the entry of external or natural light in the container is possible. This feature can be realized in different ways. According to one possible training form consist of the walls of the container in the area of the photosynthetic unit or photosynthetic units made of a translucent material. It can in the region of the at least one photosynthetic unit both the Sidewalls as well as parts of the container roof from a corresponding translucent material. Preferably is used as a translucent material for the corresponding Areas of the container walls Plexiglas used. At a another possible embodiment of the invention Containers or the invention Device are in the range of at least one photosynthesis unit Removable sections of the container walls. This can be done Realize that the removable sections of the container walls can be pulled out, being on rails or in guide grooves are guided, which at the container floor, on frame elements of the container and / or can be formed on the container roof.

Unabhängig davon, ob der Container über im Bereich der Photosyntheseeinheit oder -einheiten lichtdurchlässige Wände verfügt und unabhängig davon, ob zur Belichtung der Photosyntheseeinheit oder -einheiten natürliches und/oder künstliches Licht verwendet wird, kann der Container vorteilhafterweise so ausgebildet sein, dass die Innenseiten der nicht lichtdurchlässigen Bereiche oder der nicht entfernbaren Bereiche der Containerwände lichtreflektierend gestaltet sind. Dies kann durch die Materialwahl, eine Beschichtung der Innenseiten oder deren Anstrich mit einer reflektierenden Farbe bewerkstelligt werden. Auf diese Weise kann von diesen Bereichen reflektierte Licht zumindest zum Teil ebenfalls in die Photosyntheseeinheit oder -einheiten gelangen.Independently of whether the container is over in the area of the photosynthetic unit or units has translucent walls and regardless of whether for the exposure of the photosynthetic unit or units of natural and / or artificial light is used, the container can be advantageously designed so be that the insides of the non-translucent Areas or non-removable areas of the container walls are designed to reflect light. This may be due to the choice of materials, a coating of the insides or their coating with a reflective color can be accomplished. This way you can At least some of the light reflected from these areas is also reflected get into the photosynthetic unit or units.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Formen von Photobioreaktoren bekannt. Deren unterschiedlicher Aufbau betrifft insbesondere den eigentlichen Kultivierungsbereich beziehungsweise die mindestens eine Photosyntheseeinheit. In der Praxis sehr gebräuchlich sind so genannte Rohrreaktoren, in deren Photosyntheseeinheit mehrere miteinander verbundene Glasrohre oder mehrere Abschnitte eines Glasrohrs zueinander parallel angeordnet sind, in denen die Organismen oder Zellen bei der Kultivierung dem Licht ausgesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Vorrichtung ist daher der in dem Container angeordnete Photobioreaktor als ein solcher Rohrreaktor ausgebildet. Sie ist vorteilhaft dadurch weitergebildet, das die Photosyntheseeinheit oder -einheften am Boden des Containers federnd gelagert sind. Hierdurch wird insbesondere beim Transport des Containers, bei dem Erschütterungen im Grunde unvermeidlich sind, eine eventuelle Beschädigung der empfindlichen Glasteile insbesondere des Rohreaktors verhindert. Entsprechend einer darüber hinaus vorgesehenen Weiterbildung einer mit einem Rohr- beziehungsweise Glasrohrreaktor ausgestatteten Einrichtung ist im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten je ein Sprühsystem angeordnet, über welches Wasser zur Kühlung und Reinigung der Glasrohre ausgebracht wird. Eine eventuell erforderliche Kühlung der Suspension kann alternativ auch durch die Anordnung von Tropfschläuchen oberhalb der Photosyntheseeinheit oder -einheiten erfolgen. Die genannten Kühlmaßnahmen mittels Sprüheinrichtung oder Tropfschläuchen können dabei gegebenenfalls auch zusätzlich zur der früher beschriebenen Kühleinrichtung mit Wärmetauschern vorgesehen sein kann. Dabei ist das zur Ausbringung über die Sprüheinrichtung oder die Tropfschläuche verwendete Wasser vorzugsweise deionisiert, um Kalkflecken an Teilen der Anlage zu vermeiden. Insbesondere an den Glasrohren gilt es Kalkflecken zu vermeiden, um einen ungehinderten Lichteintritt in diesen der eigentlichen Kultivierung dienenden Teil des Photobioreaktors zu gewährleisten.Out In the prior art are different forms of photobioreactors known. Their different structure concerns in particular the actual cultivation area or the at least a photosynthesis unit. Very common in practice are so-called tube reactors in whose photosynthesis unit several with each other connected glass tubes or multiple sections of a glass tube to each other are arranged in parallel, in which the organisms or cells in the Cultivation exposed to light. According to one preferred embodiment of the device is therefore in the Container arranged photobioreactor as such a tubular reactor educated. It is advantageously further developed by the Photosynthetic unit or binders at the bottom of the container resilient are stored. As a result, in particular during transport of the container, where shocks are basically inevitable, one possible damage to the sensitive glass parts in particular prevented the tubular reactor. According to one about it In addition, further training with a pipe or Glass tube reactor equipped device is in the field of photosynthesis unit or photosynthesis units each arranged a spray system, via which Water applied for cooling and cleaning the glass tubes becomes. Any necessary cooling of the suspension Alternatively, by the arrangement of drip hoses take place above the photosynthetic unit or units. The mentioned cooling measures by spraying or drip hoses can if necessary also in addition to the previously described cooling device can be provided with heat exchangers. That's it for application via the spraying device or the dripping tubes used preferably deionized water, to avoid limescale spots on parts of the system. In particular The glass tubes are to avoid limescale to an unhindered Light entry in these the actual cultivation serving To ensure part of the photobioreactor.

Ferner ist eine vorteilhafte Ausbildungsform der Einrichtung mit einem Rohrreaktor dadurch gegeben, dass dessen Photosyntheseeinheit oder – einheiten modular ausgebildet sind. Wie später noch ausgeführt werden soll, weist eine solche Ausbildungsform beispielsweise Vorteile im Zusammenhang mit einem schrittweisen Anfahren der Vorrichtung beziehungsweise Anlage auf.Further is an advantageous embodiment of the device with a Tube reactor given by the fact that its photosynthesis unit or - units are modular. As explained later For example, such an embodiment has advantages in connection with a gradual start-up of the device or plant on.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unabhängig von der Art der Ausbildung ihrer Photosyntheseeinheit oder -einheiten ferner noch dadurch weitergebildet sein, dass sie zusätzlich zu der oder den Systempumpen eine weitere, der Ernte der erzeugten Biomasse dienende, so genannte „Erntepumpe” aufweist. Bei einer solchen Ausbildungsform geschieht das Anfahren der Vorrichtung vorzugsweise nach einem Scale-Up-Regime. Dabei wird während der Anlaufphase des Kultivierungsprozesses der Umlauf der Suspension in dem Photobioreaktor mittels der schon erwähnten Erntepumpe mit geringen Durchlaufmengen beziehungsweise Volumenströmen der Suspension in Gang gesetzt und erst später mittels der zugehörigen Systempumpe mit größeren Volumenströmen aufrechterhalten. Hierdurch wird sichergestellt, dass während der Anlaufphase des Kultivierungsprozesses ein nicht zu hoher Durchfluss von Suspension durch den Bioreaktor entsteht. Erst wenn der Kultivierungsprozess richtig in Gang ist, wird der Umlauf mittels der gegenüber der Erntepumpe deutlich leistungsfähigeren Systempumpe aufrechterhalten und somit die Durchflussmenge an Suspension durch den Bioreaktor erhöht.The device according to the invention can also be further developed, regardless of the type of formation of its photosynthesis unit or units, in that, in addition to the system pump (s), it also has a further "harvesting pump" serving for harvesting the biomass produced. In such an embodiment, the approach of the device happens vorzugswei se after a scale-up regime. During the start-up phase of the cultivation process, the circulation of the suspension in the photobioreactor is started by means of the already mentioned harvesting pump with low flow rates or volume flows of the suspension and maintained later with larger volume flows only by means of the associated system pump. This ensures that during the start-up phase of the cultivation process, a flow of suspension through the bioreactor is not too high. Only when the cultivation process is well underway, the circulation is maintained by means of the system pump compared to the harvesting pump significantly more powerful and thus increases the flow rate of suspension through the bioreactor.

Je nach dem vorgesehenen Einsatzzweck beziehungsweise dem bei ihrem Betrieb vorgesehenen Kultivierungsregime kann die Vorrichtung mit Beleuchtungseinheiten zur künstlichen Beleuchtung der Photosyntheseeinheit oder -einheiten ausgestattet sein. Vorzugsweise sind dabei die entsprechenden Beleuchtungseinheiten innerhalb des Containers und oberhalb der jeweiligen Photosyntheseeinheit verschieblich angeordnet. Möglich ist es aber auch, die Beleuchtungseinrichtungen im Container verteilt anzuordnen. Dies begünstigt eine gleichmäßige Ausleuchtung und insbesondere bei Rohrreaktoren einen nahezu gleichen Lichteintrag in alle Rohre. Letzteres ist bei der im Hinblick auf die Verschieblichkeit vorteilhaften Anordnung der Beleuchtungseinrichtungen oberhalb der Photosyntheseeinheiten nicht immer gewährleistet. Hier kann unter Umständen die Lichtstärke an den oberen Rohren der Photosyntheseeinheit zu hoch, an den unteren Rohren dagegen zu gering sein.ever according to the intended use or in their Operation provided cultivating regime, the device with Lighting units for artificial illumination of the photosynthesis unit or units. Preferably, the corresponding lighting units are within the container and above the respective photosynthetic unit slidably arranged. But it is also possible, the lighting devices to arrange distributed in the container. This favors one even illumination and especially at Tubular reactors a nearly equal light input into all tubes. The latter is advantageous in terms of the slidability Arrangement of the illumination devices above the photosynthetic units not always guaranteed. Here may possibly the light intensity at the upper tubes of the photosynthesis unit too high, but too low on the lower tubes.

Gegebenenfalls können die Beleuchtungseinheiten zudem so gestaltet sein, dass sie einen Reflektor aufweisen. Auf diese Weise je nach Erfordernissen und Gestaltung kann entweder von den Beleuchtungseinheiten eigentlich nicht in Richtung der Photosyntheseeinheit oder -einheiten abgestrahltes Licht dennoch für die Photosynthese nutzbar gemacht werden oder die Photosyntheseeinheit oder -einheiten können zur Vermeidung einer zu starken Erwärmung nur indirekt beleuchtet werden. Das zur ausschließlichen Verwendung oder zusätzlich zum natürlichen Licht für die Kultivierung verwendete künstliche Licht kann in den Beleuchtungseinheiten beispielsweise durch Glühlampen oder LEDs erzeugt werden. Bei einer auch für die Nutzung natürlichen Lichts bei der Kultivierung vorgesehenen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Beleuchtungseinheiten zur künstlichen Beleuchtung vorteilhaft außerdem so ausgebildet sein, dass sie im Falle eines Überangebots von externem Licht und demnach ausgeschalteter künstlicher Beleuchtung, als Verschattungseinrichtung nutzbar sind. Hierdurch wird die Funktion der vorzugsweise vorhandenen Temperierungseinrichtung wirkungsvoll unterstützt. Dies ist insbesondere an Einsatzorten mit hohen Tagestemperaturen beziehungsweise sehr langer Sonnenscheindauer sehr vorteilhaft, da zum Beispiel phototrophe Mikroorganismen wie Algen bei einer zu hohen Suspensionstemperatur durch eine Denaturierung des Eiweißes absterben. Das Erfordernis einer Verminderung der Sonneneinstrahlung besteht darüber hinaus gegebenenfalls auch beim Anfahren der Anlage, da bei geringen Trockenmassenanteilen das Chlorophyll in der Biomasse durch zu starke Sonneneinstrahlung zerstört werden kann.Possibly In addition, the lighting units can be designed that they have a reflector. In this way according to requirements and design can be either from the lighting units actually light not radiated toward the photosynthetic unit or units nevertheless be harnessed for photosynthesis or the photosynthetic unit or units can be avoided Too much heating is only indirectly illuminated. That for exclusive use or in addition Artificial used for natural light for cultivation Light can in the lighting units, for example, by incandescent lamps or LEDs are generated. At one also for the use natural light provided in the cultivation embodiment the device according to the invention can the lighting units for artificial lighting advantageous They should also be designed to withstand an oversupply of external light and thus switched off artificial Lighting, can be used as a shading device. hereby becomes the function of the preferably existing tempering device effectively supported. This is especially at job sites with high daytime temperatures or very long sunshine duration very advantageous because, for example, phototrophic microorganisms such Algae at too high a suspension temperature due to denaturation of the protein die off. The requirement of a reduction In addition, the sun radiation exists if necessary also when starting the system, as with low dry matter shares the chlorophyll in the biomass due to excessive sunlight can be destroyed.

Phototrophe Organismen oder Zellen werden bei der Kultivierung bekanntlich mit CO2 als Nährstoff versorgt. Im Falle einer Kultivierung mixotropher Organismen oder Zellen wird diesen neben CO2 zusätzlich organischer Kohlenstoff als Nährstoff zugeführt. Die Zuführung von CO2 kann beispielsweise aus einem in dem Container angeordneten CO2-Vorratsbehälter beziehungsweise einer entsprechenden Gasflasche erfolgen. Wie jedoch bereits ausgeführt, verfügt der Container der erfindungsgemäßen Vorrichtung über mehrere Schnittstellen, unter denen vorzugsweise mindestens eine Schnittstelle für gasförmige Nährstoffe, also insbesondere CO2, vorgesehen ist. Entsprechend einer vorgesehenen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bei der vorgenannten Schnittstelle für gasförmige Nährstoffe um einen Anschluss zum Eintrag von Rauchgasen. Hierdurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Industrieeinrichtungen zu koppeln, in welchen CO2 enthaltendes Rauchgas entsteht. Da es sich jedoch bei Rauchgasen nicht um reines CO2 handelt, sondern CO2 in den Rauchgasen vielmehr in nur vergleichsweise niedriger Konzentration vorliegt, ist die entsprechende Schnittstelle im Hinblick auf Anschlussstutzen, Ventile, Klappen und dergleichen mit einem größeren Durchmesser auszubilden, als etwa eine Schnittstelle zur Versorgung mit reinem CO2.Phototrophic organisms or cells are known to be supplied with CO 2 as a nutrient during cultivation. In the case of culturing mixotrophic organisms or cells, organic carbon is additionally supplied as nutrient in addition to CO 2 . The supply of CO 2 can be done for example from a arranged in the container CO 2 storage tank or a corresponding gas cylinder. However, as already stated, the container of the device according to the invention has a plurality of interfaces, among which preferably at least one interface for gaseous nutrients, ie in particular CO 2 , is provided. According to an envisaged advantageous development of the device according to the invention, the aforementioned interface for gaseous nutrients is a connection for introducing flue gases. This makes it possible to couple the device according to the invention with industrial equipment in which CO 2 -containing flue gas is formed. However, since it is not pure CO 2 in flue gases, but CO 2 is present in the flue gases rather only in relatively low concentration, the corresponding interface with regard to connecting pieces, valves, flaps and the like with a larger diameter is formed, as about one Interface for the supply of pure CO 2 .

Bei einer vorgesehenen praxisgerechte Ausbildungsform, welche nachfolgend noch im Zusammenhang mit der Darstellung eines Ausführungsbeispiels erläutert werden soll, verfügt der Photobioreaktor der erfindungsgemäßen Vorrichtung über zwei oder mehr Photosyntheseeinheiten, welche die Peripherieeinrichtungen, also insbesondere die Ernteeinrichtung, die Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung sowie die Kontroll- und Steuereinrichtung, gemeinsam nutzen. Die Verwendung von wenigstens zwei Photosyntheseteilen kann gleich mehrere Vorteile mit sich bringen. So wird zum Beispiel bei einer Platzierung von zwei gleichartigen Photosyntheseteilen an den bezüglich der Längserstreckung des Containers entgegengesetzten Seiten des Containers eine im Hinblick auf Transport und Lagerung vorteilhafte Gleichgewichtslage des Gesamtsystems erreicht. Ferner ist es in Abhängigkeit des Verfahrensregimes möglich, zeitweise nur eine Photosyntheseeinheit zu betreiben, während die andere Photosyntheseeinheit abgeernet, gereinigt oder angefahren wird. Ähnliches gilt für die gemäß einer bereits erwähnten Ausbildungsform mögliche Aufspaltung der Photosyntheseeinheit oder -einheiten in Module. Die Module können am Ein- und Auslauf mit einem von Hand oder elektronisch regelbaren Schieberventil ausgestattet werden, so dass sie einzeln in den Kreislauf der Anlage ab- und zugeschaltet werden können. Damit kann das photoaktive Volumen zum Beispiel beim Anfahren der Anlage schrittweise erhöht werden, beispielsweise in 200 Liter-Schritten von 200 auf bis zu 2.000 Liter (bei zwei Photosyntheseeinheiten mit jeweils fünf Modulen a 200 Liter). So ist es ratsam, den Reaktor mit einer Konzentration von ca. 0,2 g Biotrockenmasse pro Liter zu starten. Steht aber für das gesamte Anlagenvolumen nicht genügend Biomasse zur Verfügung, kann der Reaktor auch modulweise hochgefahren werden.In a proposed practice-oriented embodiment, which will be explained below in connection with the representation of an embodiment, the photobioreactor of the device according to the invention has two or more photosynthesis units which the peripheral devices, ie in particular the harvesting device, the cleaning and disinfecting device and the control and control device, sharing. The use of at least two photosynthetic parts can bring several advantages. Thus, for example, with a placement of two similar photosynthetic parts on the opposite sides of the container with respect to the longitudinal extent of the container, an equilibrium position of the overall system which is advantageous with regard to transport and storage enough. Furthermore, it is possible, depending on the process regime, to temporarily operate only one photosynthesis unit, while the other photosynthesis unit is abgeernet, cleaned or started. The same applies to the possible splitting of the photosynthesis unit or units into modules according to an already mentioned embodiment. The modules can be equipped with a manual or electronically adjustable slide valve at the inlet and outlet so that they can be individually switched off and switched on in the system's circulation. Thus, the photoactive volume can be gradually increased, for example, when starting up the system, for example in 200 liter increments from 200 to up to 2,000 liters (for two photosynthesis units with five modules a 200 liters). So it is advisable to start the reactor with a concentration of approx. 0.2 g of dry biomass per liter. If, however, not enough biomass is available for the entire plant volume, the reactor can also be booted up in modules.

Des Weiteren ist beobachtet worden, dass zum Beispiel Algen keinen Schaden nehmen, wenn sie nicht ständig umgewälzt werden. Durch ein zeitweises Absperren einer Photosyntheseeinheit lassen sich dabei die Pumpleistung und damit auch der Stromverbrauch der Anlage reduzieren. Des Weiteren wird der Scherstress für die Algen reduziert. Darüber hinaus kann in den Modulen je nach Ventilstellung mit verschiedenen Fließgeschwindigkeiten gearbeitet werden, Dies ist vorteilhaft, wenn sich Biomasse bei dem Rohreaktor an den Innenseiten der Glasrohre der Photosyntheseeinheit oder -einheiten absetzt, In einem solchen Fall können die betroffenen Module beziehungsweise deren Ventile weiter geöffnet werden als die anderen, so dass sie stärker durchströmt werden, was zu einem Ablösen der Ablagerungen führt.Of Furthermore, it has been observed that, for example, algae do no harm take if they are not constantly circulated. By temporarily shutting off a photosynthesis unit can be while the pump power and thus the power consumption of the system to reduce. Furthermore, the shear stress for the algae reduced. In addition, in the modules depending on the valve position to work with different flow rates, This is advantageous when biomass in the tube reactor to the Inside the glass tubes of the photosynthetic unit or units settles, In such a case, the affected modules or whose valves are opened wider than the others, so that they are flowed through more, resulting in a Removal of deposits leads.

Der Container mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise begehbar ausgebildet. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die in dem Rohrsystem angeordneten Ventile zum Wechsel zwischen den einzelnen Betriebszuständen der Vorrichtung händisch betätigt werden müssen und/oder Bedienelemente für die Vorrichtung oder Mittel zur Anzeige von Messwerten der Sensoren oder von Betriebszuständen der Vorrichtung als Bestandteil der im Inneren des Containers angeordneten Kontroll- und Steuereinrichtung ausgebildet sind. Bei der bereits beschriebenen Ausbildungsform mit entfernbaren Abschnitten der Containerwände kann der Zugang nach dem Entfernen dieser Abschnitte über die entsprechenden Bereiche des Containers erfolgen. Denkbar ist es aber auch, für das Betreten des Containers eine gesonderte Tür vorzusehen. Im Hinblick auf eine manuelle Bedienung beziehungsweise Einstellung von Prozessparametern an der Kontroll- und Steuereinrichtung sowie im Hinblick auf das Ablesen von den Sensoren gelieferter Messwerte kann die Vorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass sie über eine Schnittstelle verfügt, über welche ein Datenaustausch der Kontroll- und Steuereinrichtung mit an die Schnittstelle anzuschließenden Bedien- und/oder Anzeigeeinheiten erfolgt.Of the Container with the device according to the invention is preferably accessible. This is especially true required if arranged in the pipe system valves for Change between the individual operating states of the device must be operated manually and / or controls for the device or means for displaying measured values the sensors or operating states of the device as part of the inside of the container arranged control and Control device are formed. In the already described Form of training with removable sections of the container walls can access after removing these sections via the corresponding areas of the container take place. It is conceivable but it also, for entering the container a separate Provide door. In terms of manual operation or setting of process parameters at the control and control device and with regard to the reading of the Sensors of supplied measured values, the device can also so be formed that it has an interface over which a data exchange of the control and control device with the interface to be connected control and / or display units he follows.

Eine mögliche Weiterbildung der Erfindung ist ferner dadurch gegeben, dass die in dem Rohrleitungssystem angeordneten Ventile als elektromagnetische Ventile ausgebildet sind und mittels der Kontroll- und Steuereinrichtung betätigt werden. Schließlich kann die Erfindung noch dadurch weitergebildet sein, dass am Boden des Containers, das heißt unterhalb des Photobioreaktors und der peripheren Einrichtungen, eine Sammelwanne für Flüssigkeiten ausgebildet ist, deren Boden bezüglich der Längserstreckung des Containers zur Mitte hin, bezüglich seiner Quererstreckung zu einer Außenseite des Containers hin geneigt ist. Über eine am tiefsten Punkt dieser Sammelwanne ausgebildete Rinne beziehungsweise einen entfernten Wandabschnitt kann somit Flüssigkeit ablaufen, welche sich hier zum Beispiel im Falle einer Besprühung der Rohre eines Rohrreaktors mit Kühlwasser oder des Austretens von Suspension aufgrund einer Havarie ansammelt.A possible development of the invention is further characterized given that arranged in the piping system valves are designed as electromagnetic valves and by means of Control and control device are actuated. After all the invention can be further developed by the fact that on the ground of the container, that is below the photobioreactor and the peripheral facilities, a sump for Liquids is formed whose bottom with respect the longitudinal extent of the container towards the center, with respect its transverse extent to an outside of the container is inclined. About one at the lowest point of this collection tub trained gutter or a distant wall section can thus drain liquid, which here for example in the case of spraying the tubes of a tubular reactor with cooling water or the leakage of suspension due an accident accumulates.

Nach dem zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagenen Verfahren erfolgt die Produktion von Biomasse auf der Grundlage phototropher Mikroorganismen oder Zellen unter Verwendung der zuvor in ihrer grundsätzlichen Ausgestaltung und mit ihren Ausbildungsvarianten beschriebenen Vorrichtung. Dabei ist das Verfahren wie folgt gestaltet. Zunächst wird eine wässrige, die phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen enthaltende Kultursuspension in dem mindestens eine Photosyntheseeinheit aufweisenden Photobioreaktor bereitgestellt. Dazu wird, wie bereits ausgeführt, eine Nährlösung mit den Organismen oder Zellen inokuliert. Die Organismen oder Zellen werden dann in dem Photobioreaktor unter Eintag von Licht (natürliches und/oder künstliches Licht) in der mindestens einen Photosyntheseeinheit kultiviert, wobei ihnen ferner mindestens Kohlendioxid als gasförmiger Nährstoff zugeführt wird. Im Falle mixotropher Organismen oder Zellen erfolgt zudem eine Zufuhr von organischem Kohlenstoff aus geeigneten Quellen. Bei der Kultivierung wird die Kultursuspension in dem Photobioreaktor in einem Kreislauf gefördert, aus welchem Sauerstoff und/oder sonstige bei der Kultivierung entstehende Stoffwechselprodukte entfernt werden. Schließlich erfolgt die Ernte der bei der Kultivierung entstandenen Biomasse durch Abtrennen und Entfernen der Organismen oder Zellen aus der Suspension.To the proposed method for solving the problem the production of biomass based on phototrophic microorganisms or cells using the previously in their basic Embodiment and described with their training variants device. The method is designed as follows. First, will an aqueous, phototrophic or mixotrophic organisms or cell-containing culture suspension in the at least one Photobioreactor having photosynthesis unit provided. For this purpose, as already stated, a nutrient solution inoculated with the organisms or cells. The organisms or cells are then placed in the photobioreactor under light (natural daylight) and / or artificial light) in the at least one photosynthesis unit, furthermore at least carbon dioxide as gaseous Nutrient is supplied. In the case of mixotrophic Organisms or cells also receive an intake of organic Carbon from suitable sources. In cultivation, the Culture suspension in the photobioreactor in a cycle, from which oxygen and / or other resulting from the cultivation Metabolites are removed. Finally done the harvest of the biomass produced during cultivation by separation and removing the organisms or cells from the suspension.

Bei der Entwicklung geeigneter Verfahrensregimes zur Produktion von Biomasse unter Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich in überraschender gezeigt, dass manche phototrophe oder mixotrophe Organismen, wie zum Beispiel Algen, ein jahreszeitenabhängiges Wachstumspotential aufweisen. So wurde festgestellt, dass die Wachstumsraten im Herbst geringer sind als in einem hinsichtlich der Temperatur und der Sonnenstundenzahl vergleichbaren Frühjahreszeitraum. Zudem wurde festgestellt, dass insbesondere Algen je nach natürlicher Strahlungsmenge unterschiedlich auf die künstliche Beleuchtung reagieren. So wurde beobachtet, dass kaum zusätzliches Biomassewachstum erreicht wird, wenn nach einem Tag mit langer und starker Sonneneinstrahlung (Sommer), welcher bereits ein starkes Biomassewachstum gebracht hat, die Algen noch darüber hinaus künstlich beleuchtet werden. Auf der anderen Seite ist gefunden worden, dass im Winter, wenn sich die Algen sowieso an ein geringes Strahlungsniveau adaptiert haben, eine wesentlich weniger intensive künstliche Beleuchtung ausreicht, um das gesamte Wachstumspotential der Biomasse auszuschöpfen. Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist es entsprechend einer möglichen Gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, durch Beschattung und anschließende künstliche Beleuchtung einen kurzen Winter zu simulieren und so mehrere starke Wachstumsperioden pro Jahr zu erzielen. Das heißt, es wird demnach ein für das Wachstum der vorgenannten Organismen optimaler Jahreszeitenablauf simuliert. Durch eine solche Gestaltung des Kultivierungs- beziehungsweise Beleuchtungsregimes ist es gegebenenfalls auch möglich, bei gleichzeitig guten Kultivierungsergebnissen Betriebskosten einzusparen.In the development of suitable process regimes for the production of biomass using the device according to the invention, it has surprisingly been found that some phototrophic or mixotrophic organisms, such as algae, have a seasonal growth potential. It was found that the growth rates in the autumn are lower than in a comparable in terms of temperature and the number of hours of the sun, spring. In addition, it was found that, in particular, algae react differently to the artificial lighting depending on the amount of natural radiation. It has been observed that little additional biomass growth is achieved when, after a day of long and strong sunlight (summer), which has already brought strong biomass growth, the algae are artificially illuminated even further. On the other hand, it has been found that in the winter, when the algae have adapted to a low level of radiation anyway, much less intense artificial lighting is sufficient to exploit the entire growth potential of the biomass. Based on these findings, it is provided according to a possible design of the method according to the invention to simulate a brief winter by shading and subsequent artificial lighting and thus to achieve several strong growth periods per year. That is, it is therefore simulated for the growth of the aforementioned organisms optimal seasonal sequence. By such a design of the cultivation or illumination regime, it may also be possible to save operating costs while maintaining good cultivation results.

Bezüglich der Ernte hat sich insbesondere bei der Biomasseproduktion aus Algen ein Verfahrensregime als vorteilhaft erwiesen, wonach etwa alle 2 Wochen etwa 1/3 des Volumens der Kultursuspension erneuert wird. Dazu wird vorzugsweise der aus der Ernteeinrichtung zurückerhaltene Klarlauf verworfen und durch frisches Kultivierungsmedium ersetzt.In terms of The harvest has become particularly in biomass production from algae a procedural regime proved to be advantageous, according to which all 2 weeks approximately 1/3 of the volume of the culture suspension is renewed. For this purpose, preferably the received back from the harvesting device Clearness discarded and replaced with fresh culture medium.

Vorzugsweise werden die Innenseiten der die Kultursuspension beinhaltenden Teile des Photobioreaktors, insbesondere die mindestens eine Photosyntheseeinheit und das Rohrleitungssystem periodisch abgereinigt. Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, eine solche Abreinigung dadurch zu bewirken, dass der Kultursuspension periodisch Reinigungskörper, insbesondere in Form eines Reinigungsgranulats, beigegeben werden, welche von ihr durch die entsprechenden Einheiten der Vorrichtung mitgeführt werden.Preferably become the insides of the parts containing the culture suspension of the photobioreactor, in particular the at least one photosynthesis unit and periodically cleaned the pipeline system. It has proved to be very beneficial, such cleaning by it to cause the culture suspension periodically cleaning body, especially in the form of a cleaning granulate, which carried by her through the corresponding units of the device become.

Zur nochmaligen Verdeutlichung wesentlicher Aspekte der Erfindung sind in den Zeichnungen mögliche Ausbildungsformen der Vorrichtung gezeigt. Die Zeichnungen zeigen:to re-clarification essential aspects of the invention are in the drawings possible embodiments of the device shown. The drawings show:

1: eine erste Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 : A first embodiment of the device according to the invention

2: eine weitere, gegenüber der 1 geringfügig abgewandelte Ausbildungsform 2 : another, opposite the 1 slightly modified form of training

Die in der 1 gezeigte Ausbildungsform betrifft eine Vorrichtung mit einem Photobioreaktor, der zwei Photosyntheseeinheiten 2, 2' aufweist, welche die zugehörige Peripherie gemeinsam nutzen. Bei den bezüglich seiner Längserstreckung x am linken und rechten Ende des Containers 1 angeordneten Photosyntheseeinheiten 2, 2' handelt es sich um Glasrohre, in welchen die in der Nährlösung enthaltenen phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen unter Eintritt beziehungsweise Einbringung von Licht bei gleichzeitigem Eintrag von Nährstoffen kultiviert werden. Bei dem hier im Ganzen offen gezeigten Container 1 sind dazu die Containerwände im Bereich der Photosyntheseeinheiten 2, 2' so gestaltet, dass sie den Eintritt von Sonnenlicht aus der Umgebung ermöglichen. Der Container 1 besteht aus einer Stahl-Rahmenkonstruktion 9, wobei die einzelnen in der Figur erkennbaren Segmente des Stahlrahmens durch die hier zur besseren Veranschaulichung nicht gezeigten Wände abgedeckt sind. Dabei bestehen die Seitenwände und das Containerdach im Bereich der Photosyntheseeinheiten 2, 2' aus Plexiglas. Der gesamte Container 1 ist begehbar, sein Boden ist als eine Sammelwanne 12 für eventuell austretende Flüssigkeit ausgebildet. Er nimmt neben dem Photobioreaktor beziehungsweise dessen Photosyntheseeinheiten 2, 2' eine Kontroll- und Steuereinrichtung 4 sowie als Peripherie eine Ernteeinrichtung 5 sowie eine Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung 6 und für jede Photosyntheseeinheit 2, 2' je eine Einrichtung zur Temperierung 7, 7', 8, 8' auf.The in the 1 shown embodiment relates to a device with a photobioreactor, the two photosynthesis units 2 . 2 ' which share the associated peripherals. In terms of its longitudinal extent x at the left and right end of the container 1 arranged photosynthesis units 2 . 2 ' These are glass tubes in which the phototrophic or mixotrophic organisms or cells contained in the nutrient solution are cultured with entry or introduction of light with simultaneous entry of nutrients. In the container shown here as a whole open 1 are the container walls in the area of photosynthesis units 2 . 2 ' designed so that they allow the entry of sunlight from the environment. The container 1 consists of a steel frame construction 9 , wherein the individual recognizable in the figure segments of the steel frame are covered by the walls not shown here for better illustration. The side walls and the container roof are in the area of photosynthesis units 2 . 2 ' made of Plexiglas. The entire container 1 is walkable, its bottom is as a sump 12 designed for any leaking liquid. He takes next to the photobioreactor or its photosynthetic units 2 . 2 ' a control and control device 4 and as a periphery a harvesting device 5 as well as a cleaning and disinfecting device 6 and for every photosynthesis unit 2 . 2 ' one device each for temperature control 7 . 7 ' . 8th . 8th' on.

Die Inokulation des über hier nicht ersichtliche Schnittstellen zugeführten, mit Nährstoffen versetzten Wassers erfolgt im Bereich eines so genannten Systembehälters 14. Der Systembehälter 14 ist mit den Photosyntheseeinheiten 2, 2' verbunden und bildet den Ausgangs- und Endpunkt des Kreislaufs für die Kultursuspension. Er gleicht die Volumenänderung der Suspension bei Temperaturänderungen aus und dient zur Nährstoffzuführung und zum Gasaustausch.The inoculation of the above not apparent interfaces supplied, nutrients added water is in the range of a so-called system container 14 , The system tray 14 is with the photosynthetic units 2 . 2 ' connected and forms the starting and ending point of the circulation for the culture suspension. It compensates for the change in volume of the suspension with temperature changes and serves for nutrient supply and gas exchange.

Der Systembehälter kann doppelwandig ausgestaltet und so indirekt beheizbar oder kühlbar sein. Des Weiteren soll der von den kultivierten Organismen oder Zellen durch Photosynthese produzierte Sauerstoff möglichst effizient abgeschieden werden, da er sich sonst in der Suspension anreichert und ab einer bestimmten Konzentration als Zellgift wirkt. Daher erfolgt durch eine spezielle Ausbildung des Systembehälters 14 eine effiziente Entfernung von Sauerstoff, so dass insbesondere bei schnell wachsenden Organismen, wie Algen, das Wachstum nicht durch toxische O2-Konzentrationen gebremst wird.The system container can be configured double-walled and thus be indirectly heated or cooled. Furthermore, the oxygen produced by the cultured organisms or cells by photosynthesis should be separated as efficiently as possible, since otherwise it accumulates in the suspension and acts as a cell poison above a certain concentration. Therefore, by a special design of the system container 14 efficient removal of oxygen, so that especially in fast-growing organisms, such as algae, growth does not is braked by toxic O 2 concentrations.

Dies ist insoweit von Bedeutung, als dass für eine effektive Kultivierung große Rohlängen in den Photosyntheseeinheiten 2, 2' bevorzugt werden, aber mit steigender Rohrlänge auch die Aufenthaltsdauer der Kultursuspension in der entsprechenden Photosyntheseeinheit 2, 2' ansteigt, bis diese wieder in den Systembehälter 14 zurück gelangt und dort den gebildeten Sauerstoff abgeben kann.This is of importance insofar as that, for effective cultivation, large crude lengths in the photosynthetic units 2 . 2 ' are preferred, but with increasing tube length and the residence time of the culture suspension in the corresponding photosynthesis unit 2 . 2 ' rises until it returns to the system tray 14 gets back and there can release the oxygen formed.

Eine effektive Abtrennung von Sauerstoff im Systembehälter 14 lässt sich zum Beispiel erreichen, indem das von oben in den Systembehälter führende Rücklaufrohr der Photosyntheseeinheiten 2, 2' mit einem T-Stück endet, auf eine Prallscheibe stößt, oder die Suspension über einen Sprühkopf in den Behälter verteilt wird. Allerdings kann durch das Versprühen der Suspension jedoch Schaum entstehen, der dann wieder von der Pumpe angesaugt und in die Glasröhren gedrückt wird. Um dies zu verhindern, kann eine nicht gezeigte horizontale Trennwand im Systembehälter 14 angebracht werden, die die aus dem Rücklauf strömende Suspension beruhigt.An effective separation of oxygen in the system container 14 can be achieved, for example, by the leading from the top of the system container return tube of the photosynthetic units 2 . 2 ' ending with a tee, bumping into a baffle or spreading the suspension into the container via a spray head. However, by spraying the suspension, however, foam may form, which is then sucked back by the pump and pressed into the glass tubes. To prevent this, a horizontal partition, not shown, in the system container 14 be attached, which calms the flowing from the return suspension.

Der Austrag von Sauerstoff im Systembehälter 14 lässt sich weiter verbessern, wenn in dem Systembehälter 14 Luft in die Suspension eingeleitet wird, welche nach dem Durchlaufen der Photosyntheseeinheiten 2, 2' unter Mitnahme des Sauerstoffs durch ein in dem Systembehälter 14 angeordnetes (im Detail nicht erkennbares) Rohr, dessen Ende in der Art eines Siphons mit Wasser gefüllt ist, wieder entweichen kann. Das Ende dieses Rohres kann zusätzlich mit einem Luftfilter versehen sein, so dass keine ungereinigte Umgebungsluft in den Behälter gelangen kann.The discharge of oxygen in the system tank 14 can be further improved when in the system tray 14 Air is introduced into the suspension, which after passing through the photosynthetic units 2 . 2 ' entraining the oxygen through a in the system container 14 arranged (not visible in detail) pipe whose end is filled with water in the manner of a siphon, can escape again. The end of this tube may additionally be provided with an air filter, so that no uncleaned ambient air can get into the container.

In Bezug auf das Verhältnis der Größe des Systembehälters 14 zur Gesamtanlage hat sich ein Volumenverhältnis von Photosyntheseteil und Systembehälter 14 von 2–4:1 als ideal hinsichtlich der Minimierung der Schaumbildung und hinsichtlich einer Maximierung des Sauerstoffaustrags herausgestellt.In terms of the ratio of the size of the system container 14 to the entire system has a volume ratio of Photosyntheseteil and system container 14 2-4: 1 is found to be ideal for minimizing foaming and for maximizing oxygen output.

Im Hinblick auf eine effektive Verhinderung von Verunreinigungen und Beschädigungen der Anlage ist vorzugsweise zwischen dem Ausgang des Systembehälters 14, der oder den Systempumpe 13 ein Ventil, ein Sieb und danach ein zweites Ventil angeordnet. Der oben zu öffnende Systembehälter 14 ist die einzige Stelle, an der zum Beispiel bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten fremde Gegenstände in die Vorrichtung beziehungsweise Anlage gelangen können. Durch das vorgenannte Sieb, dessen jeweilige Maschenweite auf die Zellgröße der zu kultivierenden Organismen oder Zellen (beispielsweise Algen) abgestimmt ist, wird dies verhindert. Durch die Absperrventile vor und nach dem Sieb kann dieses gereinigt werden, ohne die Suspension aus der Anlage ablassen zu müssen. Das Eindringen von fremder Biomasse kann ferner dadurch verhindert werden, dass im Kopf des Systembehälters 14 ein ständiger Überdruck eingestellt wird (”Kopfspülung”). Dieser Überdruck ist dadurch erzeugbar, dass eine elektrische Pumpe gefilterte Umgebungsluft ansaugt und in den Systembehälter 14 drückt, welche gleichzeitig in der schon beschriebenen Weise den Sauerstoffaustrag aus dem System unterstützt.In terms of effective prevention of contamination and damage to the system is preferably between the outlet of the system container 14 , the or the system pump 13 a valve, a strainer and then a second valve arranged. The system tray to open at the top 14 is the only place where, for example, foreign objects can get into the device or system during maintenance or repair work. By the aforementioned sieve, the respective mesh size is tuned to the cell size of the organisms to be cultivated or cells (for example, algae), this is prevented. By the shut-off valves before and after the sieve this can be cleaned without having to drain the suspension from the plant. The ingress of foreign biomass can also be prevented by the fact that in the head of the system container 14 a continuous overpressure is set ("Kopfspülung"). This overpressure can be generated by an electric pump sucking in filtered ambient air and into the system container 14 which simultaneously supports the oxygen discharge from the system in the manner already described.

Die Zudosierung des als Nährstoff dienenden CO2 kann über eine entsprechende Schnittstelle ebenfalls im Bereich des Systembehälters 14 oder im Bereich je einer in dem Rohrsystem 3 in der Nähe der Photosyntheseeinheiten 2, 2' angeordneten Systempumpe 13 erfolgten. Die je Photosyntheseeinheit 2, 2' vorgesehene Einrichtung 7, 7', 8, 8' zur Temperierung besteht aus einem ersten Wärmetauscher 7, 7', welcher für den Betrieb der Anlage beziehungsweise Vorrichtung über Schienen aus dem Container 1 herausfahrbar ist, und einem zweiten, mit dem ersten Wärmetauscher 7, 7' in Wirkverbindung stehenden im Container 1 verbleibenden Wärmetauscher 8, 8'. Die Temperierung wird durch die Kontroll- und Steuereinrichtung 4 auf der Grundlage von Temperaturmesswerten gesteuert, welche mittels in beziehungsweise an den Photosyntheseeinheiten 2, 2 zur Erfassung der Suspensionstemperatur angeordneten (nicht gezeigten) Sensoren gewonnen werden. Mittels dieser und gegebenenfalls weiterer Sensoren sowie der ihre Signale auswertenden Kontroll- und Steuereinrichtung 4 können der Lichteintrag, die Belüftung und/oder die Beschattung und/oder die Heizung und/oder die Kühlung der Anlage in Abhängigkeit von der Suspensionstemperatur geregelt werden. Durch eine in der Kontroll- und Steuereinrichtung 4 erfolgende Aufzeichnung aller relevanten Umwelt- und Reaktordaten können statistische Auswertungen (zum Beispiel Wachstumsrate in Bezug auf die Lichteinstrahlung oder die Temperatur) vorgenommen werden. Dabei können gegebenenfalls für alle oder einzelne Parameter Ober- und Untergrenzen definiert werden, deren Über- bzw. Unterschreitung eine Alarmmeldung, beispielsweise auf ein Handy, auslöst.The addition of the serving as nutrient CO 2 can also be in the area of the system container via a corresponding interface 14 or in the area one each in the piping system 3 near the photosynthetic units 2 . 2 ' arranged system pump 13 were made. The per photosynthesis unit 2 . 2 ' provided device 7 . 7 ' . 8th . 8th' for temperature control consists of a first heat exchanger 7 . 7 ' , which for the operation of the plant or device via rails from the container 1 is herausfahrbar, and a second, with the first heat exchanger 7 . 7 ' operatively connected in the container 1 remaining heat exchanger 8th . 8th' , The temperature is controlled by the control and control device 4 controlled on the basis of temperature readings, which by means of in or at the photosynthesis units 2 . 2 for detecting the suspension temperature arranged sensors (not shown) are obtained. By means of these and optionally other sensors and the evaluation of their signals control and control device 4 the light input, ventilation and / or shading and / or heating and / or cooling of the system can be controlled depending on the suspension temperature. By one in the control and control device 4 When all relevant environmental and reactor data are recorded, statistical evaluations (for example, the rate of light or temperature growth) can be made. Upper and lower limits may be defined as appropriate for all or individual parameters whose overshoot or undershoot triggers an alarm message, for example on a mobile phone.

Messsonden für die Suspensionstemperatur, den pH-Wert und die optische Dichte werden vorzugsweise nicht im Systembehälter 14, sondern in einer Bypassleitung zwischen Vor- oder Rücklauf am Systembehälter angeordnet. Anfang und Ende der Bypass-Leitung können mit Kugelhähnen verschließbar sein, so können die Sonden problemlos im laufenden Betrieb entnommen werden. Vorzugsweise ist vor der Bypass-Leitung ein Siebfilter angebracht, um gegebenenfalls für Reinigungszwecke in der Suspension befindliches Reinigungsgranulat abzuhalten, da dieses sonst die Sonden beschädigen könnte.Probe for the suspension temperature, the pH and the optical density are preferably not in the system container 14 but arranged in a bypass line between supply and return to the system container. Beginning and end of the bypass line can be closed with ball valves, so the probes can be easily removed during operation. Preferably, a sieve filter is mounted in front of the bypass line to keep cleaning granules in the suspension, if any, for cleaning purposes, otherwise it could damage the probes.

Auch der Container 1 selbst ist vorliegend in besonderer Weise ausgebildet. Auf der linken Seite ist (im Vergleich mit der rechten Seite) zu erkennen, dass eine oberhalb der Photosyntheseeinheiten 2, 2' angeordnete Quertraverse 10 der Rahmenkonstruktion 9 lösbar ausgebildet und, wie in der Darstellung gezeigt, von den übrigen Teilen der Rahmenkonstruktion 9 entfernbar ist. Das Entfernen der entsprechenden Quertraverse 10 ermöglicht es insbesondere, bei der Herstellung der Vorrichtung die jeweilige Photosyntheseeinheit 2, 2' mit den Glasrohren mittels eines Hebezeugs in den Container 1 hineinzuheben.Also the container 1 itself is present in trained special way. On the left side (compared with the right side) can be seen that one above the photosynthetic units 2 . 2 ' arranged cross-beam 10 the frame construction 9 detachably formed and, as shown in the illustration, of the remaining parts of the frame construction 9 is removable. Removing the appropriate crossbar 10 allows in particular, in the manufacture of the device, the respective photosynthesis unit 2 . 2 ' with the glass tubes by means of a hoist in the container 1 hineinzuheben.

Nach Beendigung eines Kultivierungsprozesses und der Ernte der dabei erhaltenen Biomasse kann das System gereinigt werden, indem bei der gezeigten Ausbildungsform ebenfalls über den Systembehälter 14 ein Reinigungsmittel beziehungsweise ein schon erwähntes Reinigungsgranulat und/oder ein Desinfektionsmittel in den durch das Rohrsystem ausgebildeten Systemkreislauf eingebracht wird. Der Systembehälter 14 ist somit Teil einer Reinigungs- und Desinfektionseinheit 6, deren sonstige Details in der Figur nicht dargestellt sind.After completion of a culturing process and harvesting of the resulting biomass, the system can be cleaned by, in the embodiment shown, also via the system container 14 a cleaning agent or an already mentioned cleaning granules and / or a disinfectant is introduced into the system circuit formed by the pipe system. The system tray 14 is thus part of a cleaning and disinfection unit 6 whose other details are not shown in the figure.

Die Ernteeinrichtung 5 ist als ein trichterförmiger Behälter ausgebildet, an dessen inneren Wänden sich die Biomasse absetzt, welche dann an der Unterseite dieses Behälters entnommen werden kann. Darüber hinaus kann die Ernteeinrichtung 5 eine Zentrifuge oder einen Sedimentationsbehälter aufweisen. Ein Sedimentationsbehälter ist hierbei preisgünstiger und schonender für das abgetrennte Material, kann jedoch im Hinblick auf einer Erzeugung von Biomasse aus Algen nur bei Algenspezies mit einer Zellgröße ab ca. 50 μm eingesetzt werden und arbeitet nicht so effizient wie eine Zentrifuge. Die Ernteeinrichtung 5 ist mit einer Entnahme- oder Fördermöglichkeit für die geerntete Biomasse versehen.The harvesting device 5 is formed as a funnel-shaped container, on whose inner walls, the biomass settles, which can then be removed at the bottom of this container. In addition, the harvesting device 5 have a centrifuge or a sedimentation container. A sedimentation tank is less expensive and gentler for the separated material, but can only be used with respect to biomass production from algae in algae species with a cell size from about 50 μm and does not work as efficiently as a centrifuge. The harvesting device 5 is provided with a removal or funding option for the harvested biomass.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist die beispielhaft gezeigte Vorrichtung mit zusätzlichen Beleuchtungseinheiten 11 ausgestattet, mittels welcher im Falle einer unzureichenden Versorgung mit natürlichem Licht, die Photosyntheseeinheiten 2, 2' zusätzlich mit künstlichem Licht bestrahlt werden können. Die Beleuchtungseinheiten 11 sind an Schienen angeordnet und dadurch bezüglich der Längserstreckung x des Containers 1 in ihrer Position veränderlich. Sie können ferner im Falle eines Überangebots von Sonnenlicht als Beschattungseinrichtung dienen.As can be seen from the figure, the device shown by way of example is with additional lighting units 11 equipped by means of which, in the case of insufficient supply of natural light, the photosynthetic units 2 . 2 ' can be additionally irradiated with artificial light. The lighting units 11 are arranged on rails and thereby with respect to the longitudinal extent x of the container 1 changeable in their position. They can also serve as a shading device in the event of an oversupply of sunlight.

Die beispielhaft dargestellte Vorrichtung ist, wie ersichtlich und bereits ausgeführt, mit einem Photobioreaktor ausgestattet, der zwei Photosyntheseeinheiten 2, 2' aufweist, welche zudem vorzugsweise im Hinblick auf ihre Glasrohre modular ausgebildet sind. Vorzugsweise sind darüber hinaus in dem Container 1 zwei oder mehr Systempumpen 13 angeordnet. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass ein Teil der Anlage (eine Photosyntheseeinheit 2, 2' oder einzelne Module der Photosyntheseeinheiten 2, 2') abgeerntet und gereinigt werden, während die Kultivierung der Organismen oder Zellen im anderen Teil weiterläuft. Dies ist insbesondere insofern vorteilhaft, als das Up-Scaling der für den Photobioreaktor benötigten Starterkultur aus dem Labormaßstab bis zu mehrere Monate dauern kann. Ist der Reaktor jedoch im hier beschriebenen Sinne geteilt, können beide Hälften (Photosyntheseeinheiten 2, 2') im laufenden Betrieb, nacheinander gereinigt werden, während in der jeweils anderen Hälfte die Kultur gehalten wird. Dadurch erübrigen sich das wiederholte Anfahren des gesamten Reaktors und lange Wartezeiten, bis die neu angesetzte Kultursuspension den gewünschten Feststoffgehalt an Biomasse aufweist.The exemplified device is, as can be seen and already stated, equipped with a photobioreactor, the two photosynthesis units 2 . 2 ' which are also preferably modular in terms of their glass tubes. Preferably, moreover, in the container 1 two or more system pumps 13 arranged. This allows, for example, that part of the plant (a photosynthesis unit 2 . 2 ' or individual modules of the photosynthetic units 2 . 2 ' ) are harvested and purified while the cultivation of the organisms or cells in the other part continues. This is particularly advantageous in that upscaling the laboratory scale starter culture needed for the photobioreactor can take up to several months. However, if the reactor is divided as described herein, both halves (photosynthetic units 2 . 2 ' ) are cleaned consecutively, while in the other half the culture is kept. This eliminates the repeated startup of the entire reactor and long waiting times until the newly established culture suspension has the desired solids content of biomass.

Darüber hinaus ist die geteilte Ausbildung des Photobioreaktors beziehungsweise seine Ausbildung mit wenigstens zwei Photosyntheseeinheiten 2, 2' insoweit vorteilhaft, als manche Algen hochwertige Inhaltsstoffe nur unter bestimmten Stressbedingungen bilden. So ist zum Beispiel bei der Produktion von Astaxanthin aus Haematococcus pluvialis (Blutregenalge) eine vegetative, ”Grünphase”, und eine Stressphase (”Rotphase”) notwendig: In der Grünphase wächst die Alge normal, in der Rotphase wird sie gestresst und bildet dadurch Astaxanthin. Für einen solchen zweiphasigen Produktionsprozess sind – sofern man kontinuierlich und nicht im Batch-System arbeiten will – ansonsten zwei Reaktoren notwendig. Bei einem wie hier eingesetzten Rohrreaktor mit zwei Photosyntheseeinheiten 2, 2' kann jedoch zunächst der ganze Reaktor ”grün” gefahren werden. Dann wird ein Teil abgetrennt und unter Stress die Rotphase initiiert und abgeerntet, so dass dann wieder aus dem ”grünen” Teil der Suspension Algenmaterial für die Rotphase in der anderen Anlagenhälfte beziehungsweise in der jeweils anderen Photosyntheseeinheit 2, 2' zur Verfügung steht.In addition, the shared formation of the photobioreactor or its formation with at least two photosynthetic units 2 . 2 ' advantageous in that some algae form high quality ingredients only under certain stress conditions. For example, in the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis (blood rain algae) a vegetative, "green phase", and a stress phase ("red phase") is necessary: in the green phase, the algae grows normally, in the red phase it becomes stressed and thus forms astaxanthin , For such a two-phase production process - if one wants to work continuously and not in the batch system - otherwise two reactors are necessary. In a tubular reactor as used here with two photosynthetic units 2 . 2 ' however, first the whole reactor can be run "green". Then a part is separated and under stress the red phase is initiated and harvested, so that then again from the "green" part of the suspension algae material for the red phase in the other half of the plant or in the other photosynthesis unit 2 . 2 ' is available.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Photobioreaktor im Rahmen weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen durch weitere periphere Anlagen ergänzt werden, welche bei Bedarf zugeschaltet werden können. Dabei kann gegebenenfalls ein Bypass im Kultivierungskreislauf vorgesehen werden, in den die periphere oder externe Anlage zuschaltbar ist. So können Nährstoffe aufgelöst, autoklaviert und über eine Dosierpumpe langsam in die Suspension eingeleitet werden. Dies bietet gegenüber der herkömmlichen Düngung, bei der Nährsalze in kristalliner Form in den Systembehälter 14 gegeben werden, folgende Vorteile:

  • – der Systembehälter 14 (und damit der gesamte Photobioreaktor) kann gekapselt werden,
  • – eine Kontamination mit Fremdorganismen oder -zellen über verunreinigte Nährstoffe wird ausgeschlossen,
  • – es ist sichergestellt, dass die Nährstoffe tatsächlich gelöst sind und sich nicht etwa ungelöste Salze am Boden des Systembehälters 14 sammeln,
  • – eine Überkonzentration von Nährsalzen aufgrund einer nicht zeitverzögerten, chargenweisen Zuführung wird durch kontinuierliches Einspeisen verhindert,
  • – durch kontinuierliches Einspeisen der notwendigen Nährstoffe über einen langen Zeitraum kann die Nährstoffkonzentration immer annähernd konstant gehalten werden.
In the apparatus according to the invention, the photobioreactor can be supplemented in the context of further advantageous embodiments by further peripheral equipment, which can be switched on when needed. In this case, if necessary, a bypass in the cultivation circuit can be provided, in which the peripheral or external system can be connected. So nutrients can be dissolved, autoclaved and slowly introduced into the suspension via a metering pump. This offers over the conventional fertilization, in the nutrient salts in crystalline form in the system container 14 given the following advantages:
  • - the system container 14 (and thus the entire photobioreactor) can be encapsulated,
  • - contamination with foreign organisms or cells via contaminated nutrients is excluded,
  • - it is ensured that the nutrients actually are dissolved and not unresolved salts at the bottom of the system container 14 collect,
  • An over-concentration of nutrient salts due to a non-delayed, batch feed is prevented by continuous feeding,
  • - By continuously feeding the necessary nutrients over a long period of time, the nutrient concentration can be kept almost constant.

Weiterhin kann zur Entfernung von Kontaminationen ein Spinfilter in einer Bypassleitung vorgesehen werden, welcher kontinuierlich Fremdorganismen oder -zellen ausfiltert, sofern diese einen Größenunterschied zur Zielkultur aufweisen. Schließlich kann zur Erzeugung von Stress (zum Beispiel zur Astaxanthin-Bildung) oder auch zur Bekämpfung von Kontaminanten die Suspension mittels einer Bypass-Leitung durch das Licht einer UV-Lampe geführt werden.Farther Can be used to remove contaminants a spin filter in one Bypass line can be provided which continuously foreign organisms or cells filtered out, if this is a difference in size to the target culture. Finally, for generation from stress (for example astaxanthin production) or even to Contaminants control the suspension by means of a Bypass line can be guided by the light of a UV lamp.

Die in der Abbildung gezeigte Vorrichtung kann nach der Komplettierung mit den hier nicht gezeigten Containerwänden ohne weitere Sicherungsmaßnahmen zusammen mit anderen Containern genormter Bauart verfrachtet und dabei erforderlichenfalls auch mit diesen Containern gestapelt werden.The The device shown in the picture can after the completion with the container walls not shown here without further Safety measures together with other containers standardized Type shipped and, if necessary, with these Containers are stacked.

In der 2 ist eine grundsätzlich vergleichbare Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Diese unterscheidet sich von der nach der 1 im Wesentlichen dadurch, dass der Container 1 keine Stahlrahmenkonstruktion, sondern selbsttragende Wände aufweist, wobei die Wände in der Fig. nicht vollständig dargestellt, sondern mit einem Ausbruch gezeigt sind, um die Sichtbarkeit wesentlicher Vorrichtungskomponenten zu gewährleisten. Auch einige andere Details der Vorrichtung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in dieser Darstellung nicht gezeigt. Hierzu wird aufgrund des, abgesehen vom Container 1, grundsätzlich gleichen Aufbaus auf die 1 verwiesen. Ein Entfernbarkeit von Wänden beziehungsweise deren Teilen, um Umgebungslicht den Eintritt in die Photosyntheseeinheiten zu ermöglichen, ist bei dieser Ausbildungsform nicht gegeben. Die Kultivierung der Organismen oder Zellen erfolgt deshalb entweder ausschließlich unter Nutzung künstlichen Lichts oder die Containerwände bestehen zumindest teilweise (insbesondere im Bereich der Photosyntheseeinheiten 2, 2') aus einem transparenten Material. Die Vorrichtung ist in der Abbildung ohne die vorzugsweise aber auch hier vorhandene Einrichtung zur Temperierung dargestellt.In the 2 a basically comparable embodiment of the device according to the invention is shown. This is different from the one after 1 essentially by the fact that the container 1 no steel frame construction, but has self-supporting walls, wherein the walls in the figure are not completely shown, but shown with an eruption to ensure the visibility of essential device components. Also, some other details of the device are not shown in this diagram for reasons of clarity. This is due to, apart from the container 1 , basically the same construction on the 1 directed. Removability of walls or their parts to allow ambient light to enter the photosynthesis units is not given in this embodiment. Therefore, the cultivation of the organisms or cells takes place either exclusively using artificial light or the container walls exist at least partially (in particular in the field of photosynthesis units 2 . 2 ' ) made of a transparent material. The device is shown in the figure without the preferably but also present device for temperature control.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ContainerContainer
2, 2'2, 2 '
Photosyntheseeinheitphotosynthesis unit
33
RohrleitungssystemPiping
44
Kontroll- und Steuereinrichtunginspection and control device
55
periphere Einrichtung, Ernteeinrichtungperipheral Establishment, harvesting facility
66
periphere Einrichtung, Reinigungs- und Desinfektionseinrichtungperipheral Device, cleaning and disinfection device
7, 7'7, 7 '
Wärmetauscher, als Teil der Einrichtung zur TemperierungHeat exchanger, as part of the device for temperature control
8, 8'8th, 8th'
Wärmetauscher, als Teil der Einrichtung zur TemperierungHeat exchanger, as part of the device for temperature control
99
Rahmenkonstruktionframe construction
1010
Quertraversecrossbeam
1111
Beleuchtungseinheitenlighting units
1212
Sammelwannecollection tray
1313
Systempumpesystem pump
1414
Systembehältersystem tray

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (35)

Vorrichtung zur Produktion von Biomasse aus phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen, mindestens bestehend aus einem Photobioreaktor zu deren Kultivierung mit wenigstens einer im Betrieb des Photobioreaktors von Licht durchsetzten Photosyntheseeinheit (2, 2'), einem Rohrleitungssystem (3) mit Ventilen und mindestens einer Systempumpe (13), einer Kontroll- und Steuereinrichtung (4) und mit von der Kontroll- und Steuereinrichtung (4) auswertbaren Sensoren, wobei dem mittels der Kontroll- und Steuereinrichtung (4) und über das Rohrleitungssystem (3) mit peripheren Einrichtungen, nämlich mindestens einer Einrichtung (5) zur Ernte erzeugter Biomasse und einer Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung (6), zumindest in eine Wirkverbindung bringbaren Photobioreaktor eine die Organismen oder Zellen enthaltende Kultursuspension und Nährstoffe mindestens in Form von CO2 zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Photobioreaktor in einem Container (1) angeordnet ist, welcher ohne weitere Schutzelemente als Frachteinheit transportierbar sowie mit anderen, beliebige Fracht enthaltenden Containern stapelbar ist, wobei die Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') bei während des bestimmungsgemäßen Betriebs im Container (1) verbleibendem Photobioreaktor mit dem für die Kultivierung der Organismen oder Zellen erforderlichen Licht versorgt sind.Device for producing biomass from phototrophic or mixotrophic organisms or cells, at least consisting of a photobioreactor for cultivating it with at least one photosynthesis unit interspersed with light during operation of the photobioreactor ( 2 . 2 ' ), a piping system ( 3 ) with valves and at least one system pump ( 13 ), a control and monitoring device ( 4 ) and with the control and control device ( 4 ) evaluable sensors, wherein by means of the control and control device ( 4 ) and via the piping system ( 3 ) with peripheral devices, namely at least one device ( 5 ) for harvesting biomass and a cleaning and disinfecting device ( 6 ), a photobioreactor which can be brought into active connection at least in the form of CO 2 containing a culture suspension and nutrients containing the organisms or cells, characterized in that the photobioreactor is stored in a container ( 1 ) which is transportable without further protective elements as a freight unit and can be stacked with other containers containing any desired freight, the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) during normal operation in the container ( 1 ) remaining photobioreactor are supplied with the necessary for the cultivation of the organisms or cells light. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Photobioreaktor gemeinsam mit der Einrichtung (5) zur Ernte der bei der Kultivierung erzeugten Biomasse und der Reinigungs- und Desinfektionseinrichtung (6) als integrale Einheit in dem Container (1) angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the photobioreactor together with the device ( 5 ) for harvesting the biomass produced during the cultivation and the cleaning and disinfecting device ( 6 ) as an integral unit in the container ( 1 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (1) bezüglich seiner Geometrie und Abmaße einem nach ISO 668 genormten Frachtcontainer entspricht.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the container ( 1 ) in terms of its geometry and dimensions corresponds to an ISO 668 standardized freight container. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Container (1) Schnittstellen für mindestens Strom, Wasser, Nährstoffe sowie für flüssige und gasförmige Abprodukte der Kultivierung ausgebildet sind.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the container ( 1 ) Interfaces for at least electricity, water, nutrients and for liquid and gaseous by-products of cultivation are formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Containers (1) so ausgebildet oder veränderbar sind, dass im Betrieb der Vorrichtung während der Kultivierung im Bereich der mindestens einen Photosyntheseeinheit (2, 2') des Photobioreaktors der Eintritt externen Lichtes in den Container (1) ermöglicht ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the walls of the container ( 1 ) are formed or changeable such that during operation of the device during cultivation in the region of the at least one photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ) of the photobioreactor the entry of external light into the container ( 1 ) is possible. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Container (1) mindestens eine Einrichtung (7, 7', 8, 8') zur Temperierung der mindestens einen Photosyntheseeinheit (2, 2') angeordnet ist, welche Teil eines von ihr, der Kontroll- und Steuereinrichtung (4) und von mindestens einem an oder in der jeweiligen Photosyntheseeinheit (2, 2') angeordneten Temperatursensor gebildeten Regelkreises ist, für welchen die Temperatur der Suspension mit den zu kultivierenden Organismen oder Zellen die Führungsgröße bildet.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the container ( 1 ) at least one institution ( 7 . 7 ' . 8th . 8th' ) for controlling the temperature of the at least one photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ), which part of one of them, the control and 4 ) and at least one on or in the respective photosynthetic unit ( 2 . 2 ' ) arranged temperature sensor is formed, for which the temperature of the suspension with the organisms or cells to be cultivated forms the reference variable. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung (7, 7', 8, 8') zur Temperierung aus einem ersten, während des Betriebs der Vorrichtung über im Container (1) angeordnete Schienen aus dem Containerinnenraum heraus verfahrbaren Wärmetauscher (7, 7') und einem zweiten, mit dem ersten Wärmetauscher (7, 7') in einer Wirkverbindung stehenden, im Container (1) verbleibenden Wärmetauscher (8, 8') gebildet ist, wobei im Falle zu hoher Suspensionstemperatur über den ersten Wärmetauscher (7, 7') überschüssige Wärme abgegeben und mittels des zweiten Wärmetauschers (8, 8') die zugeordnete Photosyntheseeinheit (2, 2') gekühlt wird sowie im Falle zu geringer Suspensionstemperatur mittels des ersten Wärmetauschers (7, 7') der Umgebung Wärme entzogenen und die Wärme über den zweiten Wärmetauscher (8, 8') an die betreffende Photosyntheseeinheit (2, 2') abgegeben wird.Apparatus according to claim 6, characterized in that the at least one device ( 7 . 7 ' . 8th . 8th' ) for tempering from a first, during operation of the device in the container ( 1 ) arranged rails out of the container interior out movable heat exchanger ( 7 . 7 ' ) and a second, with the first heat exchanger ( 7 . 7 ' ) are in operative connection in the container ( 1 ) remaining heat exchanger ( 8th . 8th' ) is formed, wherein in the case of too high a suspension temperature via the first heat exchanger ( 7 . 7 ' ) surrendered excess heat and by means of the second heat exchanger ( 8th . 8th' ) the associated photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ) is cooled and in the case of too low suspension temperature by means of the first heat exchanger ( 7 . 7 ' ) the heat extracted from the environment and the heat through the second heat exchanger ( 8th . 8th' ) to the relevant photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ) is delivered. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (1) von einer mit den Containerwänden überdeckten oder ausgefachten Rahmenkonstruktion (9) gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the container ( 1 ) of a frame construction covered or filled with the container walls ( 9 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenkonstruktion (9) aus verschweißten Stahlelementen besteht, wobei jedoch im Bereich des Containerdachs mindestens eine Quertraverse (10) lösbar mit den übrigen Elementen der Rahmenkonstruktion (9) verbunden ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the frame construction ( 9 ) consists of welded steel elements, but in the area of the container roof at least one cross-beam ( 10 ) detachable with the other elements of the frame construction ( 9 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Containers im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the walls of the container in the region of the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) consist of a translucent material. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') die Seitenwände und die das Dach ausbildende Wand aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen.Device according to claim 10, characterized in that in the region of the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) The side walls and the roof forming wall made of a translucent material. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Abschnitte der Containerwände aus Plexiglas bestehen.Device according to claim 10 or 11, characterized that the translucent sections of the container walls made of Plexiglas. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2) Abschnitte der Containerwände entfernbar sind.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the region of Photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ) Sections of the container walls are removable. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die entfernbaren Abschnitte der Containerwände herausziehbar sind, wobei sie an Schienen oder in Führungsnuten geführt sind, welche am Containerboden, an Rahmenelementen des Containers (1) und/oder am Containerdach ausgebildet sind.Apparatus according to claim 13, characterized in that the removable portions of the container walls are pulled out, wherein they are guided on rails or in guide grooves which on the container floor, on frame members of the container ( 1 ) and / or formed on the container roof. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseiten nicht lichtdurchlässiger oder nicht entfernbarer Bereiche der Containerwände lichtreflektierend gestaltet sind.Device according to claim 9 or 13, characterized that the insides are not translucent or not removable areas of the container walls light reflecting are designed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Photobioreaktor als ein Rohrreaktor ausgebildet ist, in dessen Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') mehrere miteinander verbundene Glasrohre oder mehrere Abschnitte eines Glasrohrs zueinander parallel angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the photobioreactor is designed as a tubular reactor, in the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) a plurality of interconnected glass tubes or multiple portions of a glass tube are arranged parallel to each other. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') modular ausgebildet sind.Device according to Claim 16, characterized in that the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) are modular. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') auf dem Boden des Containers federnd gelagert sind.Device according to claim 16 or 17, characterized in that the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) are resiliently mounted on the bottom of the container. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') ein Sprühsystem oder Tropfschläuche angeordnet sind, über welches beziehungsweise welche deionisiertes Wasser zur Kühlung und Reinigung der Glasrohre ausgebracht wird.Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that in the region of the photosynthesis unit or photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) a spraying system or dripping hoses are arranged, via which or which deionized water for cooling and cleaning of the glass tubes is applied. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine weitere, der Ernte der erzeugten Biomasse dienende Pumpe aufweist und der Umlauf der Suspension in dem Photobioreaktor während der Anlaufphase des Kultivierungsprozesses mittels dieser Pumpe in Gang gesetzt und später mittels der zugehörigen Systempumpe (13) aufrechterhalten wird.Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that it has a further, the harvest of the biomass used pump and the circulation of the suspension in the photobioreactor during the start-up phase of the cultivation process by means of this pump set in motion and later by means of the associated system pump ( 13 ) is maintained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese über Beleuchtungseinheiten (11) zur künstlichen Beleuchtung der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') verfügt.Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that these lighting units ( 11 ) for the artificial illumination of the photosynthesis unit or photosynthetic units ( 2 . 2 ' ). Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheiten (11) innerhalb des Containers (1) oberhalb der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') verschieblich angeordnet sind.Apparatus according to claim 21, characterized in that the lighting units ( 11 ) within the container ( 1 ) above the photosynthetic unit or photosynthetic units ( 2 . 2 ' ) are arranged displaceably. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheiten (11) innerhalb des Containers (1) verteilt angeordnet sind.Apparatus according to claim 21, characterized in that the lighting units ( 11 ) within the container ( 1 ) are arranged distributed. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheiten einen Reflektor aufweisen.Apparatus according to claim 21, characterized the lighting units have a reflector. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22 mit mindestens einer von natürlichem Licht durchsetzten Photosyntheseeinheit (2, 2'), dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheiten (11) so ausgebildet sind, dass sie im abgeschalteten Zustand, im Falle eines Überangebots externen Lichts als Verschattungseinrichtung nutzbar sind.Apparatus according to claim 21 or 22, comprising at least one photosynthesis unit interspersed with natural light ( 2 . 2 ' ), characterized in that the lighting units ( 11 ) are designed so that they can be used in the off state, in the event of an oversupply of external light as a shading device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (1) über eine Schnittstelle verfügt, über die der Photobioreaktor an eine als Nährstoffquelle fungierende, CO2 führende Abgasanlage anschließbar ist.Device according to one of claims 1 to 25, characterized in that the container ( 1 ) has an interface through which the photobioreactor can be connected to a running as a source of CO 2 exhaust system. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass deren Photobioreaktor zwei oder mehr Photosyntheseeinheiten (2, 2') aufweist, welche die peripheren Einrichtungen (5, 6) des Photobioreaktors gemeinsam nutzen.Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the photobioreactor comprises two or more photosynthesis units ( 2 . 2 ' ) having the peripheral devices ( 5 . 6 ) of the photobioreactor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (1) begehbar ist.Device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the container ( 1 ) is accessible. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Schnittstelle für externe, zum Datenaustausch mit der Kontroll- und Steuereinrichtung (4) verbindbare Bedieneinheiten und/oder Anzeigeinheiten aufweist.Device according to one of claims 1 to 28, characterized in that this interface for external, for data exchange with the control and control device ( 4 ) has connectable control units and / or display units. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Rohrleitungssystem (3) angeordneten Ventile als von der Kontroll- und Steuereinrichtung (4) gesteuerte elektromagnetische Ventile ausgebildet sind.Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that in the piping system ( 3 ) arranged as by the control and control device ( 4 ) controlled electromagnetic valves are formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des Containers (1) eine Sammelwanne (12) für Flüssigkeit ausgebildet ist, wobei der Boden bezüglich der Längserstreckung (x) des Containers (1) zur Mitte hin und bezüglich der Querrichtung (y) zu einer der Außenwände hin geneigt ist und ein Abfließen von Flüssigkeit aus der Sammelwanne (12) über eine an deren tiefsten Punkt ausgebildete Rinne oder über eine bei entferntem Wandabschnitt bestehende Öffnung in der Containerwand ermöglicht ist.Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that at the bottom of the container ( 1 ) a collection trough ( 12 ) is designed for liquid, wherein the bottom with respect to the longitudinal extent (x) of the container ( 1 ) is inclined towards the center and with respect to the transverse direction (y) to one of the outer walls and a drainage of liquid from the collecting trough ( 12 ) is made possible via a channel formed at the lowest point thereof or via an opening in the container wall which is located at a remote wall section. Verfahren zur Produktion von Biomasse aus phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen mittels Photosynthese, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen einer wässrigen, die phototrophen oder mixotrophen Organismen oder Zellen enthaltenden Kultursuspension in einem Photobioreaktor mit mindestens einer Photosyntheseeinheit (2, 2'), – Kultivieren der Organismen oder Zellen in dem Photobioreaktor durch Eintragen von Licht in die mindestens eine Photosyntheseeinheit (2, 2') und Zuführen von mindestens Kohlendioxid als gasförmigen Nährstoff, wobei die Kultursuspension in dem Photobioreaktor in einem Kreislauf gefördert wird, aus welchem Sauerstoff und/oder sonstige bei der Kultivierung entstehende Stoffwechselprodukte entfernt werden, – Abtrennen und Entfernen bei der Kultivierung der Organismen oder Zellen entstandener Biomasse aus der Suspension, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31.Process for the production of biomass from phototrophic or mixotrophic organisms or cells by photosynthesis, the process comprising the following steps: - providing an aqueous culture suspension containing the phototrophic or mixotrophic organisms or cells in a photobioreactor with at least one photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ), - cultivating the organisms or cells in the photobioreactor by introducing light into the at least one photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ) and supplying at least carbon dioxide as a gaseous nutrient, wherein the culture suspension is conveyed in the photobioreactor in a cycle, from which oxygen and / or other metabolic products resulting from the cultivation are removed, - separating and removing biomass resulting from the cultivation of the organisms or cells from the suspension, characterized by the use of a device according to one of claims 1 to 31. Verfahren nach Annspruch 32, wobei die Vorrichtung über Beleuchtungseinheiten (11) zur künstlichen Beleuchtung der Photosyntheseeinheit oder Photosyntheseeinheiten (2, 2') verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Photobioreaktor im Kreislauf gehaltene Kultursuspension einem Kultivierungsregime unterworfen wird, nach welchem mittels der künstlichen Beleuchtung in Bezug auf den Tagesablauf eine Verlängerung des Tageslichts mit anschließender Dunkelphase (Nacht) und/oder in Bezug auf die Jahreszeiten ein kurzer Winter simuliert wird.A method according to claim 32, wherein the device is controlled by illumination units ( 11 ) for the artificial illumination of the photosynthesis unit or photosynthetic units ( 2 . 2 ' ), characterized in that the culture suspension kept in circulation in the photobioreactor is subjected to a culturing regime, according to which, by means of the artificial lighting in relation to the daily routine, an extension of the daylight with subsequent dark phase (night) and / or in relation to the seasons short winter is simulated. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Photobioreaktor im Kreislauf gehaltene Kultursuspension einem Ernteregime unterworfen wird, wonach etwa alle 2 Wochen etwa 1/3 des Volumens der Kultursuspension erneuert wird, insbesondere indem der aus der Ernteeinrichtung (5) zurückerhaltene Klarlauf verworfen und durch frisches Kultivierungsmedium ersetzt wird.A method according to claim 32 or 33, characterized in that the culture suspension kept in circulation in the photobioreactor is subjected to a harvesting regime, after which approximately 1/3 of the volume of the culture suspension is renewed approximately every 2 weeks, in particular by the harvesting device ( 5 ) discarded and replaced with fresh culture medium. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseiten der die Kultursuspension beinhaltenden Teile des Photobioreaktors, insbesondere die mindestens eine Photosyntheseeinheit (2, 2') und das Rohrleitungssystem (3) periodisch durch die Mitförderung von Reinigungskörpern, insbesondere Reinigungsgranulat, in der Kultursuspension abgereinigt werden.Method according to one of claims 32 to 34, characterized in that the inner sides of the culture suspension-containing parts of the photobioreactor, in particular the at least one photosynthesis unit ( 2 . 2 ' ) and the piping system ( 3 ) are cleaned periodically by the co-promotion of cleaning bodies, in particular cleaning granules in the culture suspension.
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