DE102020113163A1

DE102020113163A1 - Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen

Info

Publication number: DE102020113163A1
Application number: DE102020113163.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Pannach
Original assignee: Baf Brandenburger Algenfarm GmbH
Current assignee: Baf Brandenburger Algenfarm GmbH
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2040-05-15
Also published as: DE102020113163B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.Die Aufgabe der Erfindung, einen Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen vorzuschlagen, mit der eine kontinuierliche Produktion von Mikroalgen unter kontrollierten Bedingungen möglich ist.Ein derartiger Fotobioreaktor besteht aus einer lichtdurchlässigen Reaktorhülle, die an einer Stützstruktur befestigt ist. Der Reaktorraum steht in Fluidverbindung mit einer Versorgungseinrichtung, durch die ein Umwälzvorgang einer Trägerflüssigkeit im Inneren des Reaktorraums bewirkt wird. Der durch die Folie ausgebildete Reaktorraum (1) ist als Schlauch geformt. In einer Nährstoff-Mischkammer (2) wird die Trägerflüssigkeit mit den benötigten Düngemittelbestandteilen zubereitet. Zur Ermittlung der Algenkonzentration wird in den Reaktorräumen (1) eine Lichtschranke (32), insbesondere eine Streulichtschranke im oberen Bereich der Kunststoffschläuche (11) angeordnet, wobei aus der Streulichtmenge auf die Algenkonzentration geschlossen werden kann.Beim Erreichen der gewünschten Algenkonzentration wird der Inhalt des jeweiligen Kunststoffschlauchs (11) der Algenabscheideeinheit (4) zugeführt. Diese besteht aus einem Vorratstank (41) für die algenhaltige Trägerflüssigkeit, einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge (42), einem mit einer Schutzgashaube (43) versehenen Erntebehälter (44) und einer Bandtrockeneinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Fotobioreaktoren sind Kulturgefäße, in denen u. a. Mikroalgen kultiviert werden. Diese sind für deren Aufzucht besonders interessant, da sie eine natürliche Quelle für wertvolle Inhaltsstoffe wie Proteine, Vitamine, Antioxidantien und pharmakologische Substanzen darstellen. Mikroalgen sind aufgrund ihrer hohen Vermehrungsrate die zurzeit produktivsten Agrarsysteme überhaupt. Durch Mikroalgen können hochwertige Additive für die Ernährung von Mensch und Tier bei gleichzeitiger Entlastung der Umwelt hergestellt werden. Dabei ist es wichtig, dass in dem Reaktor optimale Wachstumsbedingungen für die Mikroorganismen bereitgestellt werden. Dazu muss sichergestellt sein, dass neben einem kontrollierten bzw. definierten Lichteintrag in den Reaktorraum auch prozessspezifische Parameter, wie beispielsweise Temperatur, pH-Wert und Nährstoffkonzentration, im Bioreaktor genau steuerbar bzw. regelbar sind. Die Nährstoffflüssigkeit bzw. Trägerflüssigkeit muss hierbei mit einem Gasgemisch, das die nötige CO₂-Menge enthält, in Verbindung gebracht werden. Hierfür wurden bereits einige Lösungen vorgeschlagen, die im Folgenden vorgestellt werden sollen.
Gemäß der in der WO 2015/106733 A1 vorgestellten Erfindung soll eine Suspension von Fotosynthese betreibenden Mikroorganismen in einem Fotobioreaktor über mindestens eine Kultivierungsoberfläche geleitet werden, die sich in einem Begasungsraum befindet, der mit CO₂ oder CO₂-haltigem Gas gefüllt ist.
Ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Bioreaktors stellt die EP 2 228 432 A1 vor. Dieser Bioreaktor weist ein lichtdurchlässiges quader- und plattenförmiges Gehäuse auf, in dessen Innerem sich ein Reaktorraum befindet. Im Reaktorraum ist eine Vielzahl von Zwischenwänden parallel zu kleineren Seitenwänden des Gehäuses und parallel zueinander in der Nähe von und beabstandet zu einer ersten Gehäusestirnwand angeordnet. Sie erstrecken sich über die gesamte Dicke des Reaktorraums und über einen Teil der Länge des Reaktorraums, sodass ein Strömungsleitabschnitt mit einer Vielzahl von Strömungsleitkanälen gebildet wird und zwischen den der ersten Stirnwand abgewandten Enden der Zwischenwände und einer zweiten Gehäusestirnwand ein freier Durchmischungsabschnitt vorgesehen ist. Eine Gaszufuhreinrichtung ist zum Einbringen von Gas in jeden zweiten Strömungsleitkanal in der Nähe der ersten Stirnwand vorgesehen. Der Durchmischungsabschnitt erstreckt sich über mindestens 50 % der Länge des Reaktorraums, und die Strömungsleitkanäle weisen eine Breite von mindestens 5 cm auf. Der Bioreaktor wird betrieben, indem flüssiges Kulturmedium, fototrope Organismen und Gas in Form einzelner Blasen mit einem großen Durchmesser von mindestens 3 cm in den Reaktorraum eingebracht werden.
Die in der DE 10 2016 206 918 A1 vorgestellte Erfindung betrifft einen Bioreaktor mit einer verbesserten Gaszuführung. Dieser Bioreaktor besteht aus mindestens einem Reaktorinnenraum mit einem Kopf- und Bodenbereich und einem, den Reaktorinnenraum nach unten abschließenden als Gaszuführleitung ausgebildeten Bodenteil, wobei der Bioreaktor eine die Gaszuführleitung und den Reaktorinnenraum verbindende spaltförmige Gasaustrittsöffnung aufweist. Hierbei soll in der spaltförmigen Gasaustrittsöffnung ein mikroporöser fester Träger angeordnet sein.
Einen Produktionsbehälter, bei dem durch einen Lüfter über Rohre und Schläuche Luft auf den Grund des Produktionsbehälters gebracht wird und aufsteigende Luftblasen eine vertikale Durchmischung bewirken, beschreibt die DE 10 2015 012 654 A1 .
Aus der DE 10 2010 008 093 A1 ist ein Endlos-Kammer-Bioreaktor auf Basis von PE oder anderen geeigneten Folienschläuchen bekannt. Er kann als vorgeschweißter oder vorgefertigter Reaktor von einer „Endlosrolle“ in beliebig lange Segmente unterteilt und installiert werden. Er ist für den Einsatz ohne Gewächshaushülle konzipiert. Das Aufhängungssystem ermöglicht es, den Abstand zwischen den einzelnen Fotobioreaktoren variabel zu gestalten und die Schattierung jeweils den Erfordernissen der Algenproduktion anzupassen.
Ein Fotobioreaktor aus einer formstabilen Bodenwanne und einer die Bodenwanne überspannenden, mit der Bodenwanne einen Hohlraum bildenden transparenten Hülle wird in der DE 10 2009 022 754 A1 vorgeschlagen.
Die DE 10 2008 023 368 B4 beschreibt einen Behälter zur Zucht von Algen, bei dem mindestens zwei Lagen einer Kunststofffolie durch Schweißnähte derart verschweißt sind, dass sich nach dem Befüllen und Aufhängen mehrere aufrechte Röhren und mindestens eine obere sowie mindestens eine untere horizontale Röhre bilden, wobei eine Gaszuführung aus mindestens einer Leitung besteht, die durch zusätzliche Verschweißungen der genannten Kunststofflagen gebildet sind und bei dem die Gasaustrittsöffnungen durch Unterbrechungen der Verschweißungen entstehen.
Daraus ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, einen Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen vorzuschlagen, mit der eine kontinuierliche Produktion von Mikroalgen unter kontrollierten Bedingungen möglich ist.
Ein derartiger Fotobioreaktor besteht aus einer lichtdurchlässigen Reaktorhülle, die an einer Stützstruktur befestigt ist. Der Reaktorraum steht in Fluidverbindung mit einer Versorgungseinrichtung, durch die ein Umwälzvorgang einer Trägerflüssigkeit im Inneren des Reaktorraums bewirkt wird. Der durch die Folie ausgebildete Reaktorraum (1) ist als Schlauch geformt. Erfindungsgemäß besteht der Reaktorraum (1) aus vorwiegend vertikal ausgerichteten, in einem Gestell aus oberen Tragstangen (61) und unteren Haltestangen (62) eingehängten Kunststoffschläuchen (11). Die Längserstreckung der Kunststoffschläuche (11) soll hierbei in einem Winkel zur Senkrechten zwischen 5 und 25° verlaufen. Jeder der Kunststoffschläuche (11) ist mit einem Zu- und Ablauf (12) für die Trägerflüssigkeit sowie einer Gaszuführung (13) versehen.
In einer Nährstoff-Mischkammer (2) wird die Trägerflüssigkeit mit den benötigten Düngemittelbestandteilen zubereitet. Die Düngemittelbestandteile werden über zwei bis sechs Zuführkammern (21), die darüber angeordnet sind, dosiert. Die Zuführkammern (21) sind nach unten durch Lochrasterplatten (22, 23) abgeschlossen. Indem die untere Lochrasterplatte (23) durch einen Antrieb verschiebbar gegenüber der oberen Lochrasterplatte (22) ist, können die Düngemittelbestandteile genau dosiert werden, indem der Zeitraum, während dem die Öffnungen exakt übereinanderstehen, individuell bestimmt wird oder indem die Größe der Durchlässe genau eingestellt wird.
Jeder Zuführkammer (21) ist ein Nährstoffbehälter (26) mit einer Düngerkomponente zugeordnet, der über ein Ventil mit der Zuführkammer (21) so verbunden ist, dass der Nährstoff geregelt nachgefüllt werden kann. Die Nährstoff-Mischkammer (2) verfügt über einen Füllstandssensor (27), der direkt oder über die Zentralsteuereinheit ein Füllventil (28) ansteuert, um eine vorbestimmte Füllhöhe einzustellen. Mindestens ein Rührwerk (29) in der Nährstoff-Mischkammer (2) sorgt für die gute Durchmischung der Nährlösung.
Zur Ermittlung der Algenkonzentration in der Trägerflüssigkeit kann als Detektor (3) ein Laser-Durchflusszytometer (31) eingesetzt werden, welches über durch die rechnergestützte Zentralsteuereinheit (5) gesteuerte Magnetventile (31 in regelmäßigen Abständen mit Proben aus den Kunststoffschläuchen (11) gespeist wird. Ebenso ist es im Sinne der Erfindung, wenn als Detektor (3) zur Ermittlung der Algenkonzentration in den Reaktorräumen (1) eine Lichtschranke (32), insbesondere eine Streulichtschranke im oberen Bereich der Kunststoffschläuche (11) so angeordnet wird, wobei aus der Streulichtmenge auf die Algenkonzentration geschlossen werden kann.
Beim Erreichen der gewünschten Algenkonzentration wird der Inhalt des jeweiligen Kunststoffschlauchs (11) der Algenabscheideeinheit (4) zugeführt. Diese besteht aus einem Vorratstank (41) für die algenhaltige Trägerflüssigkeit, einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge (42), einem mit einer Schutzgashaube (43) versehenen Erntebehälter (44) und einer Bandtrockeneinrichtung.
Um das Anwachsen der Algen an den Reaktorwänden zu verhindern, sind die Kunststoffschläuche (11) an den oberen Tragstangen (61) über Schwingungsgeneratoren (19) befestigt, die die flüssigkeitsgefüllten Kunststoffschläuche (11) in Schwingungen versetzen und damit die Algen in der Schwebe halten.
In der Nähe der unteren Haltestangen (62) sind die Anschlüsse für den Zu- und Ablauf der Trägerflüssigkeit (12) und die Anschlüsse der Gaszuführung (13) für einen im Inneren der Kunststoffschläuche (11) von unten nach oben verlaufenden Luftverteilerschlauch (14) vorhanden, die die Membran der Kunststoffschläuche flüssigkeitsdicht durchdringen.
Um die Dichtheit der Anschlussstellen an den Kunststoffschläuchen (11) zu gewährleisten, sind die Reaktorwände (73) an den entsprechenden Stellen durch Anschluss-Pads (7) verstärkt, die mit der Folie durch Verschweißen oder Verkleben kraftschlüssig verbunden sind. Diese Anschluss-Pads (7) sind mit einer Einstecköffnung (71) versehen, deren Durchmesser kleiner als die jeweils einzusteckenden Schläuche (72) sind. Dadurch wölben sich die inneren Ränder der Anschluss-Pads (7) und die Schlauchfolie der Reaktoren nach innen, legen sich flüssigkeitsdicht an die Schläuche (72) an und verhindern, dass die Schläuche (72) herausgezogen werden können.
An den Luftverteilerschläuchen sind eine Anzahl zwischen 5 bis 20 Pulsationsballons (15) über Gaszuführungsdüsen (16) angeschlossen.
Diese Pulsationsballons (15) sind dünnwandige Kunststoffbeutel, die mit einem druckabhängigen Auslassventil (17) versehen sind. Die Auslassventile (17) öffnen sich beim Überschreiten eines Maximaldruckes und entlassen das angestaute CO₂-haltige Gasgemisch als Blase, die nach oben steigt und die Flüssigkeit verwirbelt. Nach der Entleerung des Kunststoffbeutels schließt das Auslassventil (17) bis der Pulsationsballon (15) durch die Gaszuführungsdüsen (16) wieder gefüllt ist. Durch die regelmäßige Volumenänderung des Pulsationsballons (15) erfolgt eine ständige Durchmischung der Flüssigkeit im Kunststoffschlauch (11).
Für das verbrauchte Gasgemisch ist am oberen Ende der Kunststoffschläuche (11) über einen Gasauslass (18) eine Abzugsleitung angeschlossen, die das Gasgemisch einer Aufbereitung zuführt, in der im Gasgemisch das von den Algen aufgenommene CO₂ ergänzt wird.
Die gesamte Anlage wird durch eine rechnergestützte Zentralsteuereinheit überwacht und gesteuert.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Zeichnungen 1 bis 6 in einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
Dabei zeigt

1 einen Ausschnitt aus dem Reaktorraum 1,
2 den vergrößerten Ausschnitt A aus 1,
3 die angeschnittene Nährstoff-Mischkammer 2 mit den Lochrasterplatten 22, 23,
4 die angeschnittenen Lochrasterplatten 22, 23,
5 die Algenabscheideeinheit 4 und
6 eine Übersicht über die gesamte Anlage ohne die Zentralsteuerung.
7a und 7b den Anschluss der Schläuche (72) für die Anschlussleitungen über Anschluss-Pads (7)

Ein erfindungsgemäßer Fotobioreaktor besteht aus einer lichtdurchlässigen Reaktorhülle, die an einer Stützstruktur aus oberen Tragstangen 61 und unteren Haltestangen 62 befestigt ist. Der Reaktorraum steht in Fluidverbindung mit einer Versorgungseinrichtung, durch die ein Umwälzvorgang einer Trägerflüssigkeit im Inneren des Reaktorraums bewirkt wird. Der durch die Folie ausgebildete Reaktorraum 1 ist als Schlauch geformt. Erfindungsgemäß besteht der Reaktorraum 1 aus vorwiegend vertikal ausgerichteten, in einem Gestell aus oberen Tragstangen 61 und unteren Haltestangen 62 eingehängten Kunststoffschläuchen 11. Die Längserstreckung der Kunststoffschläuche 11 soll hierbei in einem Winkel zur Senkrechten von 15° verlaufen. Jeder der Kunststoffschläuche 11 ist mit einem Zu- und Ablauf 12 für die Trägerflüssigkeit sowie einer Gaszuführung 13 versehen.
In einer Nährstoff-Mischkammer 2 wird die Trägerflüssigkeit mit den benötigten Düngemittelbestandteilen zubereitet. Die Düngemittelbestandteile werden über drei Zuführkammern 21, die darüber angeordnet sind, dosiert. Die Zuführkammern 21 sind nach unten durch Lochrasterplatten 22, 23 abgeschlossen. Indem die untere Lochrasterplatte 23 durch einen Antrieb verschiebbar gegenüber der oberen Lochrasterplatte 22 ist, können die Düngemittelbestandteile genau dosiert werden, indem der Zeitraum, in dem die Öffnungen exakt übereinanderstehen, individuell bestimmt wird.
Jeder Zuführkammer 21 ist ein Nährstoffbehälter26 mit den Düngerkomponenten N, P und K zugeordnet, der über ein Ventil mit der Zuführkammer 21 so verbunden ist, dass der Nährstoff geregelt nachgefüllt werden kann. Die Nährstoff-Mischkammer 2 verfügt über einen Füllstandssensor 27, der direkt oder über die Zentralsteuereinheit ein Füllventil 28 ansteuert, um durch Zuführung der von der Zentrifuge abgeschiedenen Flüssigkeit und ggf. einer ergänzenden Wassermenge eine vorbestimmte Füllhöhe einzustellen. Das Rührwerk 29 in der Nährstoff-Mischkammer 2 sorgt für die gute Durchmischung der Nährlösung.
Zur Ermittlung der Algenkonzentration in der Trägerflüssigkeit wird als Detektor ein Laser-Durchflusszytometer eingesetzt, welches über durch die rechnergestützte Zentralsteuereinheit gesteuerte Magnetventile in regelmäßigen Abständen mit Proben aus den Kunststoffschläuchen 11 gespeist wird. Hierin werden aus dem Streulicht die Algenkonzentration und eventuell auftretende Verunreinigung ermittelt.
Beim Erreichen der gewünschten Algenkonzentration wird der Inhalt des jeweiligen Kunststoffschlauchs 11 der Algenabscheideeinheit 4 zugeführt.
Diese besteht aus einem Vorratstank 41 für die algenhaltige Trägerflüssigkeit, einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge 42, einem mit einer Schutzgashaube 43 versehenen Erntebehälter 44 und einer nicht dargestellten Bandtrockeneinrichtung.
Um das Anwachsen der Algen an den Reaktorwänden zu verhindern, sind die Kunststoffschläuche 11 an den oberen Tragstangen 61 über Schwingungsgeneratoren 19 befestigt, die die flüssigkeitsgefüllten Kunststoffschläuche 11 in Schwingungen versetzen, um damit die Algen in der Schwebe zu halten.
In der Nähe der unteren Haltestangen 62 sind die Anschlüsse 12 für den Zu- und Ablauf der Trägerflüssigkeit und die Anschlüsse der Gaszuführung 13 für einen im Inneren der Kunststoffschläuche 11 von unten nach oben verlaufenden Luftverteilerschlauch 14 vorhanden, die die Membran der Kunststoffschläuche flüssigkeitsdicht durchdringen. Um die Dichtheit der Anschlussstellen an den Kunststoffschläuchen 11 zu gewährleisten, sind die Reaktorwände 73 an den entsprechenden Stellen durch Anschluss-Pads 7 verstärkt, die mit der Folie durch Verschweißen kraftschlüssig verbunden sind. Diese Anschluss-Pads 7 sind mit einer Einstecköffnung 71 versehen, deren Durchmesser kleiner als die jeweils einzusteckenden Schläuche 72 sind. Dadurch wölben sich beim Einstecken der Schläuche 72 die inneren Ränder der Anschluss-Pads 7 und die Schlauchfolie der Reaktoren nach Innen auf, legen sich flüssigkeitsdicht an die Schläuche 72 an und verhindern, dass die Schläuche 72 herausgezogen werden können.
An den Luftverteilerschläuchen sind 11 Pulsationsballons 15 über Gaszuführungsdüsen 16 angeschlossen.
Diese Pulsationsballons 15 sind dünnwandige Kunststoffbeutel, die mit einem druckabhängigen Auslassventil 17 versehen sind. Diese Auslassventile 17 öffnen sich beim Überschreiten eines Maximaldruckes und entlassen das angestaute CO₂-haltige Gasgemisch G als Blase, die nach oben steigt und die Flüssigkeit verwirbelt. Nach der Entleerung des Kunststoffbeutels schließt das Auslassventil 17 bis der Pulsationsballon 15 durch die Gaszuführungsdüsen 16 wieder gefüllt ist. Durch die regelmäßige Volumenänderung des Pulsationsballons 15 erfolgt eine ständige Durchmischung der Flüssigkeit im Kunststoffschlauch 11.
Für das verbrauchte Gasgemisch ist am oberen Ende der Kunststoffschläuche 11 über einen Gasauslass 18 eine Abzugsleitung angeschlossen, die das Gasgemisch einer Aufbereitung zuführt. In der Aufbereitung wird das von den Algen aufgenommene CO₂ ergänzt.
Die gesamte Anlage wird durch eine rechnergestützte Zentralsteuereinheit überwacht und gesteuert.
Bezugszeichenliste

(1): Reaktorraum
(11): Kunststoffschlauch
(12): Zu- und Ablauf der Nährlösung
(13): Gaszuführung
(14): Luftverteilerschlauch
(15): Pulsationsballon
(16): Gaszuführungsdüse
(17): Auslassventil
(18): Gasauslass
(19): Schwingungsgenerator
(2): Nährstoff-Mischkammer
(21): Zuführkammer
(22): Obere Lochrasterplatte
(23): Untere Lochrasterplatte
(26): Nährstoffbehälter
(27): Füllstandssensor
(28): Füllventil
(29): Rührwerk
(3): Detektor
(31): Laser-Durchflusszytometer
(32): Lichtschranke
(33): Magnetventil
(4): Algenabscheideeinheit
(41): Vorratstank
(42): Zentrifuge
(43): Schutzgashaube
(44): Erntebehälter
(45): Bandtrockeneinrichtung
(6): Traggestell
(61): Tragstangen
(62): Haltestangen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/106733 A1 [0003]
EP 2228432 A1 [0004]
DE 102016206918 A1 [0005]
DE 102015012654 A1 [0006]
DE 102010008093 A1 [0007]
DE 102009022754 A1 [0008]
DE 102008023368 B4 [0009]

Claims

Fotobioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen, insbesondere von Algen mit einer lichtdurchlässigen Reaktorhülle, die an einer Stützstruktur befestigt ist und bei der der Reaktorraum in Fluidverbindung mit einer Versorgungseinrichtung steht, durch die ein Umwälzvorgang einer Trägerflüssigkeit im Inneren des Reaktorraums bewirkt wird, und wobei der durch die Folie ausgebildete Reaktorraum (1) als Schlauch geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotobioreaktor aus 1.1. einem Reaktorraum (1), der aus vorwiegend vertikal ausgerichteten, in einem Gestell (6) aus oberen Tragstangen (61) und unteren Haltestangen (62) eingehängten Kunststoffschläuchen (11), deren Längserstreckung in einem Winkel zur Senkrechten zwischen 5 und 25° verläuft und die mit einem Zu- und Ablauf (12) für die Trägerflüssigkeit sowie einer Gaszuführung (13) versehen sind, 1.2. einer Nährstoff-Mischkammer (2), über der zwei bis sechs Zuführkammern (21) angeordnet sind, die nach unten durch Lochrasterplatten (22, 23) abgeschlossen sind, 1.3. einem Detektor (3) zur Ermittlung der Algenkonzentration in der Trägerflüssigkeit, 1.4. der Algenabscheideeinheit (4), 1.4.1. die aus einem Vorratstank (41) für die algenhaltige Trägerflüssigkeit, 1.4.2. einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge (42), 1.4.3. einem mit einer Schutzgashaube (43) versehenen Erntebehälter (44) und 1.4.4. einer Bandtrockeneinrichtung (45) zusammengesetzt ist, 1.5. sowie einer rechnergestützten Zentralsteuereinheit (5) besteht.
Fotobioreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschläuche (11) an den oberen Tragstangen (61) über Schwingungsgeneratoren (19) befestigt sind, wobei in der Nähe der unteren Haltestangen (62) die Anschlüsse (12) für den Zu- und Ablauf der Trägerflüssigkeit und die Anschlüsse der Gaszuführung (13) für einen im Inneren der Kunststoffschläuche (11) von unten nach oben verlaufenden Luftverteilerschlauch (14) die Membran der Kunststoffschläuche flüssigkeitsdicht durchdringen, dass an den Luftverteilerschläuchen eine Anzahl zwischen 5 bis 20 Pulsationsballons (15) über Gaszuführungsdüsen (16) angeschlossen sind, dass diese Pulsationsballons (15) dünnwandige Kunststoffbeutel sind, die mit einem druckabhängigen Auslassventil (17) versehen sind, welches beim Überschreiten eines Maximaldruckes öffnet und nach der Entleerung des Kunststoffbeutels schließt, dass weiterhin am oberen Ende der Kunststoffschläuche (11) über einen Gasauslass (18) eine Abzugsleitung für das verbrauchte Gasgemisch angeschlossen ist.
Fotobioreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Detektor (3) zur Ermittlung der Algenkonzentration in der Trägerflüssigkeit ein Laser-Durchflusszytometer (31) vorhanden ist, welches über durch die rechnergestützte Zentralsteuereinheit (5) gesteuerte Magnetventile (31 in regelmäßigen Abständen mit Proben aus den Kunststoffschläuchen (11) gespeist wird.
Fotobioreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Detektor (3) zur Ermittlung der Algenkonzentration in der Trägerflüssigkeit eine Lichtschranke (32), insbesondere eine Streulichtschranke im oberen Bereich der Kunststoffschläuche (11) so angeordnet ist, dass aus der Streulichtmenge auf die Algenkonzentration geschlossen werden kann.
Fotobioreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkammern (21) über der Nährstoff-Mischkammer (2) angeordnet sind, die nach unten durch Lochrasterplatten (22, 23) abgeschlossen sind, wobei die untere Lochrasterplatte (23) durch einen Antrieb verschiebbar gegenüber der oberen Lochrasterplatte (22) angeordnet ist, dass jeder Zuführkammer (21) ein Nährstoffbehälter (26) zugeordnet ist, der über ein Ventil mit der Zuführkammer (21) so verbunden ist, dass der Nährstoff geregelt zuführbar ist, wobei die Nährstoff-Mischkammer (2) über einen Füllstandssensor (27) verfügt, der direkt oder über die Zentralsteuereinheit ein Füllventil (28) ansteuert und dass in der Nährstoff-Mischkammer (2) mindestens ein Rührwerk (29) vorhanden ist.
Fotobioreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktorwände (73) an den Anschlussstellen der einzusteckenden Schläuche (72) durch Anschluss-Pads (7) verstärkt sind, die mit der Folie durch Verschweißen oder Verkleben kraftschlüssig verbunden sind, wobei diese Anschluss-Pads (7) jeweils mit einer Einstecköffnung (71) versehen sind, deren Durchmesser kleiner als die jeweils einzusteckenden Schläuche (72) ist.