DE102021106240A1 - Vorrichtung zum Kultivieren von Mikroorganismen - Google Patents

Vorrichtung zum Kultivieren von Mikroorganismen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kultivieren von Mikroorganismen, umfassend ein Behältnis (100) mit zwei ersten und zwei zweiten Begrenzungswandungen sowie zumindest eine zwischen diesen sich erstreckende Trennwandung, die mit einem ersten Rand von einer der ersten Begrenzungswandungen ausgeht, beabstandet zu der anderen Begrenzungswandung mit einem zweiten Rand zur Bildung einer Flüssigkeitdurchtrittsöffnung endet und verbleibende Ränder der Trennwandung sich entlang der zweiten Begrenzungswandungen erstrecken, wobei die zumindest eine Trennwandung horizontal oder im Wesentlichen horizontal verläuft.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kultivieren von Mikroorganismen, bevorzugterweise von phototrophen Mikroorganismen, vorzugsweise Phytoplankton, insbesondere Mikroalgen, wie Spirulina oder Chlorella, umfassend ein Behältnis mit zwei ersten und zwei zweiten Begrenzungswandungen sowie zumindest eine zwischen diesen sich erstreckende Trennwandung, die mit einem ersten Rand von einer der ersten Begrenzungswandungen ausgeht, beabstandet zu der anderen Begrenzungswandung mit einem zweiten Rand zur Bildung einer Flüssigkeitdurchtrittsöffnung endet und verbleibende Ränder der Trennwand sich entlang der zweiten Begrenzungswandungen erstrecken.
  • Mikroorganismen wie Mikroalgen werden für Pharmazeutika, Nahrungsmittel, Chemiestoffe genutzt, um nur beispielhaft einige Produkte zu nennen. Daher besteht ein Bedürfnis, diese in Massen zu produzieren. Aufgrund der bisherigen hohen Produktionskosten sind Schranken bei der Verwendung gesetzt. Nachteilig bekannter Produktionsanlagen ist auch, dass bei großen Produktionsanlagen bei Auftreten einer Kontamination aufwendige Reinigungsarbeiten erforderlich sind und häufig die Gesamtcharge, die sich in der Produktionsanlage befindet, vernichtet werden muss.
  • Der WO 2015/032389 ist eine Produktionsanlage zu entnehmen, die ein Gehäuse mit vertikal verlaufenden Trennwänden aufweist, um eine mäanderförmige Strömung der zur Algenproduktion benutzten Lösung zu ermöglichen. Die für das Algenwachstum erforderliche Beleuchtung ist an den Stirnflächen der Trennwände angebracht. Tritt eine Kontamination auf, so dass die Vorrichtung zu reinigen ist, muss diese vollständig entleert werden. Dabei müssen die durch die vertikalen Trennwände unterteilten Bereiche einzeln gesäubert werden.
  • Um bei Kontaminationen große Chargen nicht vernichten zu müssen, ist es bekannt, Mikroorganismen in relativ kleinen Gefäßen wie Flaschen zu produzieren ( EP 2 987 400 B1 , DE 10 2009 028 059 A1 ). Nachteilig ist dabei, dass die zum Wachstum benötigte Strahlung grundsätzlich nur von außen appliziert werden kann, so dass es erforderlich ist, den Inhalt der Behältnisse fortwährend zu durchmischen, wie z.B. durch Drehen, Schütteln oder Rollen. Auch werden Rühreinrichtungen benutzt, die in die Behältnisse eingebaut werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass großtechnisch Mikroorganismen kultiviert werden können, ohne dass ein hoher konstruktiver Aufwand betrieben werden muss.
  • Nach einem weiteren Aspekt soll die Möglichkeit eines einfachen Entleerens der Vorrichtung, insbesondere im Falle einer Kontamination gegeben sein.
  • Auch soll im Falle des Kultivierens phototropher Mikroorganismen gewährleistet sein, dass die Nährlösung, in der die Mikroorganismen wachsen, einer Strahlung in hinreichendem Umfang ausgesetzt werden, ohne dass zusätzliche aufwendige Maßnahmen zum Durchmischen der Nährflüssigkeit erforderlich sind.
  • Zur Lösung einer oder mehrerer Aspekte sieht die Erfindung vor, dass die zumindest eine Trennwandung horizontal oder im Wesentlichen horizontal verläuft.
  • Abweichend von vorbekannten Vorrichtungen verlaufen die ein mäanderförmiges Durchströmen ermöglichenden Trennwandungen nicht vertikal, sondern horizontal, so dass ein problemloses Ablassen von der Nährflüssigkeit über eine Öffnung im Bodenbereich der Vorrichtung ermöglicht wird. Auch ist ein problemloses Durchströmen vom Kopf- zum Bodenbereich der Vorrichtung möglich.
  • Die Vorrichtung kann kompakt ausgeführt werden, so dass eine Vielzahl strömungstechnisch in Reihe geschalteter Vorrichtungen miteinander verbunden werden können, um großtechnisch Mikroorganismen zu kultivieren. Im Falle der Kontamination einer Vorrichtung kann diese strömungstechnisch überbrückt werden, ohne dass die Anlage außer Betrieb gesetzt werden muss, in der entsprechende Vorrichtungen genutzt werden.
  • Eine besonders einfache Konstruktion der Vorrichtung ergibt sich dann, wenn das Behältnis aus mehreren übereinander angeordneten Segmenten zusammengesetzt ist, deren Umfangswandungen die ersten und zweiten Begrenzungswandungen bilden, und dass zumindest einige der Segmente jeweils zumindest eine quer zu den Umfangswandungen verlaufende jeweils die Trennwandung bildende Segmenttrennwandung aufweist, wobei die Segmente derart übereinander angeordnet sind, dass die durchströmbaren Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen alternierend zu den aus den Umfangswandungen gebildeten ersten Begrenzungswandungen verlaufen.
  • Somit ist nur erforderlich, die Segmente herzustellen und diese sodann miteinander zu verbinden.
  • Die Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen sind alternierend angeordnet, so dass die Nährflüssigkeit von Flüssigkeitdurchtrittsöffnung zu Flüssigkeitdurchtrittsöffnung über die gesamte Länge eines Segmentes strömen muss.
  • Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, phototrophe Mikroorganismen mit der zum Wachsen erforderlichen Strahlung im hinreichenden Umfang auszusetzten, wobei zumindest eine langgesteckte Lichtquelle in einem inneren Segment sich entlang der Segmenttrennwandung erstreckt oder in dieser integriert ist. Integriert bedeutet dabei, dass die Segmenttrennwandung eine in dessen Längsrichtung verlaufende Aufnahme für eine Lichtquelle, wie LED-Röhre, aufweist, die sich somit über die gesamte oder nahezu gesamte Länge des Segments erstreckt.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die horizontal verlaufende Segmenttrennwandung Kopf- und/oder Bodenwandung des Segments ist oder beabstandet zum kopf- und/oder bodenseitig verlaufenden Rand des Segments verläuft.
  • Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass oberstes Segment eine Flüssigkeitseinlassöffnung und/oder unterstes Segment eine Flüssigkeitsauslassöffnung aufweist oder umgekehrt.
  • Somit kann durch die bodenseitig verlaufende Öffnung problemlos Flüssigkeit abgelassen werden, um sodann die Vorrichtung zu reinigen.
  • Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente durch eine senkrecht verlaufende Zwischenwandung unterteilt sind, die sich über gesamte Höhe der Segmente und zwischen gegenüberliegenden Umfangswandungen erstreckt, die die Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen begrenzen, wobei die Zwischenwandung in kopfseitig oder bodenseitig verlaufendem Segment im Bereich der Umfangswandung, von der die nächstliegende Segmenttrennwandung unmittelbar ausgeht, eine Verbindungsöffnung zum Durchströmen von Flüssigkeit von einem Segmentbereich zum von der Zwischenwandung getrennten anderen Segmentbereich aufweist. Die Verbindungsöffnung befindet sich folglich im Bereich der angrenzenden Segmenttrennwand, in dem sich eine Flüssigkeitdurchtrittsöffnung nicht befindet.
  • Somit strömt in der Vorrichtung Nährflüssigkeit in eine Hälfte vom Kopf- zum Bodenbereich und in der anderen Hälfte vom Boden- zum Kopfbereich. Die Verbindung zwischen den Bereichen erfolgt über die Zwischenwandung im Boden- oder Kopfbereich, und zwar dort, wo die nachfolgende Segmenttrennwandung unmittelbar von einer Umfangswandung ausgeht. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Nährflüssigkeit stets entlang der Gesamtlänge der Segmenttrennwand strömen muss, um sodann über eine Flüssigkeitdurchtrittsöffnung in einen weiteren Abschnitt des Segments bzw. eines benachbarten Segments zu gelangen.
  • Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das bodenseitige Segment wannenförmig und/oder das kopfseitige Segment als ein von einem Abdeckelement kopfseitig zu verschließender Rahmen ausgebildet ist.
  • Auch besteht die Möglichkeit, dass das innere Segment bzw. die inneren Segmente als Rahmen ausgebildet ist bzw. sind.
  • Somit ist die Vorrichtung aus geometrisch einfachen Elementen aufgebaut, die problemlos hergestellt und untereinander verbunden werden können. Die Lichtquelle wird über eine Öffnung einer Begrenzungswandung in die Vorrichtung hineingeschoben, die vorrichtungsinnenraumseitig von einer Umhüllenden wie Rohr umgeben ist, so dass bei laufendem Betrieb ein Austausch der Lichtquelle erfolgen kann. Die entsprechende insbesondere als Rohr ausgebildete Umhüllende besteht insbesondere aus PMMA (Polymethylmethacrylat).
  • Die Segmente selbst bestehen aus Stahl, insbesondere V2A-Stahl. Gleiches gilt für die Zwischenwandung sowie die Abdeckung des kopfseitigen Segments.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • 1 einen Ausschnitt einer Anlage mit aneinandergereihten Fermentern,
    • 2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Fermenters,
    • 3 der Fermenter gemäß 2 mit entfernter Seitenwandung,
    • 4 ein in Bezug auf die 1 und 2 abgewandelter Fermenter in auseinandergezogener Darstellung,
    • 5 eine zweite Ausführungsform eines Fermenters,
    • 6 ein Bodensegment des Fermenters gemäß 5,
    • 7 ein mittleres Segment des Fermenters gemäß 5 und
    • 8 ein kopfseitiges Segment des Fermenters gemäß 5.
  • Anhand der Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, soll eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kultivieren von Mikroorganismen erläutert werden. Dabei sollen in den entsprechenden Vorrichtungen phototrophe Mikroorganismen gezüchtet werden. Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung ist jedoch auch geeignet, heterotrophe Mikroorganismen zu kultivieren. In diesem Fall wird anstelle von Licht und CO2 Zucker und Essigsäure (Acetat) zum Wachsen der Mikroorganismen in einer Nährstofflösung benutzt.
  • Um entsprechende phototrophe Mikroorganismen zu kultivieren, werden in einer Anlage 10 nachstehend zu beschreibende, als Fermenter zu bezeichnende Vorrichtungen 100, 101, 200 strömungstechnisch in Reihe geschaltet, um durch die Fermenter 100, 101, 200 Mikroorganismen, wie Mikroalgen, enthaltende Flüssigkeit mittels einer Kreislaufpumpe 16 durch die Fermenter 100, 101, 200 im Kreislauf gefördert und einer Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 680 nm ausgesetzt, wie dies nachstehend beschrieben wird.
  • Mittels nicht dargestellter Sensoren werden z.B. pH-Wert, Sauerstoffgehalt, Temperatur, Leitfähigkeit, optische Dichte gemessen, um gegebenenfalls CO2, NaOH und einen Dünger, wie Stickstoff-Kalium-Phosphor-Dünger, zuzudosieren. Nach Erreichen des erforderlichen Wachstums, das insbesondere durch die optische Dichte und den Sauerstoffgehalt der Flüssigkeit bestimmt wird, wird ein Teil der Suspension abgezogen und die entnommene Suspension aufkonzentriert und sodann den erforderlichen Verfahrensschritten unterzogen, um z.B. Omega 3, Proteine, Reinigungsmittel, Biokraftstoffe, Tierfutter oder Kunststoffe bzw. Substanzen für diese zu gewinnen.
  • Den 2, 3 und 4 und 5 bis 8 sind drei Ausführungsformen von Fermentern 100, 101, 200 zu entnehmen, die in einer der 1 entsprechenden Anlage 10 in Reihe geschaltet und aneinandergereiht werden können.
  • Charakteristisch für alle Ausführungsformen der Fermenter 100, 101, 200 ist, dass diese horizontal verlaufende Trennwandungen aufweisen, um die Nährflüssigkeit quasi über Stufen durch die Fermenter 100, 200 strömen zu lassen, wobei ein mäanderförmiger Strömungsweg aufgezwungen wird.
  • Charakteristisch für die Fermenter 100, 101, 200 ist auch, dass diese aus Segmenten zusammengesetzt sind, so dass sich ein konstruktiver einfacher Aufbau ergibt.
  • Der Fermenter 100 gemäß 2 und 3 besteht aus vier Segmenten 102, 104, 106, 108, die jeweils einen quaderförmigen Raum begrenzen. Dabei ist das bodenseitig verlaufende Segment 102 wannen- oder kastenförmig ausgebildet und weist eine Auslassöffnung 104 auf, die bei nachfolgendem Fermenter mit einer im kopfseitigen Segment verlaufenden Einlassöffnung verbunden ist. Entsprechend weist der Fermenter 100 in seinem kopfseitigen Segment 108 eine Auslassöffnung 112 auf.
  • Selbstverständlich wird die Erfindung nicht verlassen, wenn Ein- und Auslassöffnung ausgetauscht werden.
  • Die Segmente 104, 106, 108 weisen die Form eines Rahmens auf, sind also boden- und kopfseitig offen. Das kopfseitige Segment 108 wird mit einem Deckel 114 verschlossen, so dass bei zusammengesetzten Segmenten 102, 104, 106, 108 ein geschlossenes Gehäuse 109 zur Verfügung steht, durch das Nährflüssigkeit entlang einer mäanderförmig verlaufenden Bahn strömt.
  • In den mittleren Segmenten 104, 106 sind stabförmige Lichtquellen in Form von LED-Leuchten, die sich in Längsrichtung der Segmente 104, 106 erstrecken, angeordnet und von transparenten Rohren, z.B. aus PMMA, umgeben. Die entsprechenden Rohre sind mit den Bezugszeichen 116, 118 gekennzeichnet.
  • Charakteristisch für die Segmente 104, 106, 108 ist des Weiteren, dass diese in ihren Längsrichtungen verlaufende Segmenttrennwandungen 120, 122, 124, 126 aufweisen, die zur Bildung des gewünschten mäanderförmigen Strömungswegs, wie dieser durch die Pfeile 128, 130, 132 symbolisiert ist, alternierend von gegenüberliegenden Stirnwandungen der Segmente 104, 106, 108 ausgehen, wie die zeichnerischen Darstellungen selbsterklärend verdeutlichen.
  • So geht von dem Segment 104 die Segmenttrennwand 126 von der Stirnseite, also Stirnwandung 134 aus und endet im Abstand zur gegenüberliegenden Stirnseite, also Stirnwandung 136, so dass sich ein als Flüssigkeitdurchtrittsöffnung zu bezeichnender Spalt 138 ergibt, durch den die Flüssigkeit entsprechend dem Pfeil 132 strömen kann. Die Segmenttrennwandung 126 ist gegenüber Seitenwandungen 135, 137 des Segments 104 abgedichtet.
  • Um den mäanderförmigen Strömungsweg zu erzielen, geht die Segmenttrennwandung 124 des Segments 106 von der in Bezug auf die Stirnwandung 134 gegenüberliegenden Stirnwandung 140 aus, so dass eine Durchtrittsöffnung im Bereich der Stirnwandung 142 zur Verfügung steht, die mit dem Bezugszeichen 144 gekennzeichnet ist.
  • Damit das Segment 106 über seine gesamte Länge durchströmt werden kann, geht die von dem kopfseitigen Segment 108 ausgehende Segmenttrennwandung 120 von der Stirnwandung 144 aus, die auf derselben Seite wie die Stirnwandung 134 des unteren mittleren Segments 104 verläuft. Gegenüberliegend befindet sich sodann eine Flüssigkeitdurchtrittsöffnung 146, wie sich aus der 3 ergibt.
  • Weist der Fermenter 102 in seinen mittleren Segmenten 104, 106 jeweils zumindest eine langgestreckte Lichtquelle aus LED's auf, so kann der Fermenter auch derart ausgebildet sein, dass nur ein mittleres Segment und somit nur eine Lichtquelle vorhanden ist.
  • Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, mehr als zwei Lichtquellen in einem Fermenter zu integrieren.
  • Wie sich aus der zeichnerischen Darstellung ergibt, weisen die Stirnwandungen 134,142 der Segmente 104, 106 abgedichtete Öffnungen auf, um über diese Rohre 116, 118 und die Lichtquellen in das aus den Segmenten 102, 104, 106, 108 und dem Deckel 114 gebildete Gehäuse einzubringen bzw. zu entfernen.
  • Der Fermenter 101 in 4 entspricht dem Grunde nach vom Aufbau dem Fermenter 100 mit der Einschränkung, dass die Rohre 116, 118 für die Lichtquellen in flächigen Flüssigkeitsführungselementen 125, 127 integriert sind, die gleichfalls die Funktion der zuvor erläuterten Segmenttrennwandungen ausüben, um die mäanderförmig verlaufende Strömung sicherzustellen.
  • Da das Segment 104 zwei Segmenttrennwände 126, 127 aufweist, verlaufen die von diesen freigegebenen Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen 138, 139 im Bereich der gegenüberliegenden Stirnwandungen 134, 136. Infolgedessen verläuft die Segmenttrennwandung 124 beabstandet zur Stirnwandung 140 und geht von der gegenüberliegenden Stirnwandung 142 aus, um sodann die Durchtrittsöffnung 143 zu durchströmen, die zwischen der Segmenttrennwandung 125 und der Stirnwandung 142 verläuft.
  • Entsprechend muss die Segmenttrennwandung 120 von der Stirnwandung 144 ausgehen, um beabstandet zur gegenüberliegenden Stirnwandung 145 zu enden. Prinzipieller Aufbau des Fermenters 101 entspricht jedoch dem Fermenter 100, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.
  • Die Segmente 102, 104, 106, 108 werden miteinander verbunden. Die Stirnwandungen der rechten bzw. linken Seite der Segmente 100, 200, 400, 508 gehen genauso bündig ineinander über wie die Längsseitenwandungen, so dass der Fermenter 100, 101 ein Gehäuse in Quaderform aufweist.
  • Der Fermenter 200 entsprechen der Darstellung in 8 unterscheidet sich von den Fermentern 100, 101 dahingehend, dass in diesen zwei in derselben Ebene verlaufende Lichtquellen in Längsrichtung des Gehäuses 250 verlaufen, das gleichfalls durch Segmente 202, 204, 208 wie die Fermenter 100, 101 gebildet wird, also aus diesen zusammengesetzt ist. Abweichend weist der Fermenter 200 nur ein mittleres Segment 204 auf. Auch sind die Einlass- und Auslassöffnungen 210, 212 im kopfseitigen Segment 208 vorhanden, wenngleich dies eine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre nicht bildet. Vielmehr können Einlass- und Auslassöffnung auch im bodenseitigen Segment 202 vorgesehen sein.
  • Das Gehäuse 250, also die Segmente 202, 204, 208, ist durch eine Zwischenwandung 252 in Bereiche 255, 256 unterteilt, die sich von der Bodenwandung 254 des bodenseitigen Segments 202 bis zur Unterseite des Deckels 214 erstreckt. Jeder Bereich 255, 256 wird mäanderförmig von der Nährflüssigkeit durchströmt, in der die phototrophen Mikroorganismen wachsen sollen.
  • Damit die Flüssigkeit von dem Bereich 255 in den Bereich 256 strömen kann und erwähntermaßen in jedem Bereich 255, 256 einen mäanderförmigen Strömungsweg beschreibt, wie dieser anhand der 3 erläutert worden ist, weist die Trennwand 252 im Bodenbereich eine Aussparung 260 auf in dem Bereich, in dem eine von der Zwischenwand 252 ausgehende Segmenttrennwandung 262 von der Stirnwandung 264 des bodenseitigen Segments 202 ausgeht, so dass die Flüssigkeit zunächst entlang des gegenüber der Seitenwandung 266 des Segments 202 abgedichteten Abschnitts 268 der Segmenttrennwandung 262 strömen muss, um sodann über die im Bereich der der Stirnwandung 264 gegenüberliegenden Stirnwandung 270 vorhandenen Flüssigkeitdurchtrittsöffnung 272 in das mittlere Segment 204 strömen zu können.
  • Das mittlere Segment 204 ist in 7 dargestellt und weist - wie die weiteren Segmente mit Ausnahme des bodenseitigen Segments 202 und die der der Fermenter 100, 101 - eine Rahmenstruktur auf, die aus Stirnwandungen 234, 236 und Seitenwandungen 237, 238 gebildet wird. Die Stirnwandung 234 weist zwei Öffnungen auf, über die nicht dargestellte rohrförmige Aufnahmen für Lichtquellen eingesetzt werden können, die von Halterungen 274, 276 aufgenommen werden, die in ihren Enden halbringförmige Abschnitte aufweisen, in die die Rohre für die Lichtquellen eingebracht werden. Einige der halbkreisförmigen Abschnitte sind mit den Bezugszeichen 276, 278 gekennzeichnet.
  • In den angrenzenden Bereichen weisen die Halterungen 276, 278 plattenförmige Bereiche 280, 282, 286 auf, die in einer Ebene verlaufen und dann, wenn die Aufnahmen für die Lichtquellen in die Halterungen 276, 278 eingebracht sind, eine weitere Segmenttrennwandung bilden, die beabstandet zu der Stirnwandung 234 endet, um eine Flüssigkeitdurchtrittsöffnung zur Verfügung zu stellen.
  • Das Kopfsegment 208 ist isoliert in 8 dargestellt. Auch dieses Segment 208 weist eine Rahmenstruktur mit Stirnwänden 244, 245 und Seitenwandungen 246, 247 auf. An den Stirnwandungen sind abgedichtete Öffnungen für den Zufluss 212 und den Auslass 210 vorhanden. Die in dem Segment 208 vorhandene Segmenttrennwandung 220 geht von der Stirnwandung 244 aus und endet beabstandet zur Stirnwandung 245, um die Flüssigkeitdurchtrittsöffnung 246 zur Verfügung zu stellen.
  • Die Zwischenwandung 252 durchsetzt abdichtend die Segmenttrennwandung 220 und erstreckt sich zwischen den die Halterungen 274, 276 aufweisenden eine Segmenttrennwand bildenden Abschnitten 282, 286, so dass das aus den Segmenten 202, 204, 208 gebildete Gehäuse 250 des Fermenters 200 in die Bereiche 254, 256 unterteilt ist, die von der Nährflüssigkeit mäanderförmig durchströmt werden.
  • Die Segmente 102, 104, 106, 108, 202, 204, 208 bestehen insbesondere aus V2A-Stahl. Gleiches gilt in Bezug auf die Halterungen 274, 276, die Zwischenwandung 252 sowie die Segmenttrennwandungen 120, 124, 125, 126, 127, 262, 274, 276.
  • Die die LED-Lichtquellen aufnehmenden Rohre sollten aus PMMA bestehen.
  • Die Fermenter 100, 101 können ein Fassungsvermögen von 250 Liter und der Fermenter 200 ein Fassungsvermögen von ca. 350 Liter aufweisen.
  • Fermenter 100, 101, 200 können derart aneinandergereiht werden, dass sich z.B. ein Gesamtvolumen von 10 m3 ergibt. Mit einer entsprechenden Anlage können 500 kg Algen pro Tag produziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/032389 [0003]
    • EP 2987400 B1 [0004]
    • DE 102009028059 A1 [0004]

Claims (13)

  1. Vorrichtung (100, 101, 200) zum Kultivieren von Mikroorganismen, bevorzugterweise von phototrophen Mikroorganismen, vorzugsweise Phytoplankton, insbesondere Mikroalgen, wie Spirulina oder Chlorella, umfassend ein Behältnis mit zwei ersten und zwei zweiten Begrenzungswandungen sowie zumindest eine zwischen diesen sich erstreckende Trennwandung (120, 124, 125, 126, 127, 262), die mit einem ersten Rand von einer der ersten Begrenzungswandungen ausgeht, beabstandet zu der anderen Begrenzungswandung mit einem zweiten Rand zur Bildung einer Flüssigkeitdurchtrittsöffnung (138, 142, 143, 146) endet und verbleibende Ränder der Trennwandung sich entlang der zweiten Begrenzungswandungen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Trennwandung (120, 124, 125, 126, 127, 262) horizontal oder im Wesentlichen horizontal verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Behältnis aus mehreren übereinander angeordneten Segmenten (102, 104, 106, 108, 202, 204, 208) zusammengesetzt ist, deren Umfangswandungen (134, 136, 140, 142, 144, 135, 137) die ersten und zweiten Begrenzungswandungen bilden, und dass zumindest einige der Segmente jeweils zumindest eine quer zu den Umfangswandungen verlaufende jeweils die Trennwandung bildende Segmenttrennwandung (120, 124, 125, 126, 262) aufweist, wobei die Segmente derart übereinander angeordnet sind, dass die durchströmbaren Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen alternierend zu den aus den Umfangswandungen gebildeten ersten Begrenzungswandungen verlaufen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verlaufende Segmenttrennwandung (120, 124, 125, 126, 262) Kopf- und/oder Bodenwandung des Segments (102, 104, 106, 108, 202, 204, 208) ist oder beabstandet zum kopf- und/oder bodenseitig verlaufenden Rand des Segments verläuft.
  4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine langgestreckte Lichtquelle in einem inneren Segment (104, 106, 206) sich entlang der Segmenttrennwandung erstreckt.
  5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmenttrennwandung (120, 124, 125, 126, 262) mit einer Aufnahme (276, 278) der sich entlang der Segmenttrennwandung erstreckenden Lichtquelle verbunden oder integraler Bestandteil dieser ist.
  6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberstes Segment (108, 208) eine Flüssigkeitseinlassöffnung und/oder unterstes Segment eine Flüssigkeitsauslassöffnung aufweist oder umgekehrt.
  7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (202, 204, 206) durch eine senkrecht verlaufende Zwischenwandung (252) unterteilt sind, die sich über gesamte Höhe der Segmente und zwischen gegenüberliegenden Umfangswandungen erstreckt, die die Flüssigkeitdurchtrittsöffnungen begrenzen, wobei die Zwischenwandung in kopfseitig oder bodenseitig verlaufendem Segment im Bereich der Umfangswandung, von der die nächstliegende Segmenttrennwandung ausgeht, eine Verbindungsöffnung (260) zum Durchströmen von Flüssigkeit von einem Segmentbereich (255) zum von der Zwischenwandung getrennten anderen Segmentbereich (256) aufweist.
  8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den kopf- und bodenseitig verlaufenden Segmenten (102, 108, 202, 208) zumindest ein eine langgestreckte Lichtquelle aufweisendes inneres Segment (104, 106,204) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bodenseitige Segment (102, 202) wannenförmig ausgebildet ist und/oder das kopfseitige Segment (108, 208) als ein von einem Abdeckelement (114, 214) kopfseitig zu verschließender Rahmen ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Segment bzw. die inneren Segmente (104, 106, 208) als Rahmen ausgebildet ist bzw. sind.
  11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckte Lichtquelle innerhalb eines beabstandet zur Lichtquelle verlaufenden Rohr (116, 118) angeordnet ist, das insbesondere aus PMMA (Polymethylmethacrylat) besteht.
  12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (102, 104, 106, 108, 202, 204, 208), die Segmenttrennwandungen (120, 124, 125, 126, 262) sowie die Zwischenwandung (252) aus Stahl, insbesondere V2A-Stahl, bestehen.
  13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behältnisse (100, 101, 200) strömungstechnisch in Reihe miteinander verbunden sind.
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