EP2406366A2 - Device for a photochemical process - Google Patents

Device for a photochemical process

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Publication number
EP2406366A2
EP2406366A2 EP10714553A EP10714553A EP2406366A2 EP 2406366 A2 EP2406366 A2 EP 2406366A2 EP 10714553 A EP10714553 A EP 10714553A EP 10714553 A EP10714553 A EP 10714553A EP 2406366 A2 EP2406366 A2 EP 2406366A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
light
reaction medium
tubes
conducting liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10714553A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Mohr
Franz Emminger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ECODUNA AG
Original Assignee
ECODUNA TECHNOLOGIE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ECODUNA TECHNOLOGIE GmbH filed Critical ECODUNA TECHNOLOGIE GmbH
Publication of EP2406366A2 publication Critical patent/EP2406366A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/16—Apparatus for enzymology or microbiology containing, or adapted to contain, solid media
    • C12M1/18—Multiple fields or compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M31/00—Means for providing, directing, scattering or concentrating light
    • C12M31/08—Means for providing, directing, scattering or concentrating light by conducting or reflecting elements located inside the reactor or in its structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M1/24—Apparatus for enzymology or microbiology tube or bottle type
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    • C12M21/02—Photobioreactors
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    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/06—Tubular
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    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/22—Transparent or translucent parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C12M3/02—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus with means providing suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/06—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of illumination
    • C12M41/10—Filtering the incident radiation

Definitions

  • the invention relates to a device for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for a breeding and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms, wherein a reactor, in particular a bioreactor, is provided and a reaction medium, for example an aqueous Solution or a suspension is meandered in the reactor.
  • a reactor in particular a bioreactor
  • a reaction medium for example an aqueous Solution or a suspension is meandered in the reactor.
  • a bioreactor for phototrophic microorganisms which consists of glass or plastic, known.
  • the culture medium is either pumped through the bioreactor or meandered down through the horizontally arranged web plates down. Furthermore, turbulence generating means are mounted in the webs. According to this method, carbon dioxide is introduced at the top and natural or artificial light is used for the operation.
  • the bioreactor is placed or tracked at right angles to the light source.
  • GB 2 235 210 A and DE 196 44 992 C1 also disclose bioreactors for phototrophic microorganisms or for photocatalytic processes.
  • WO 98/18903 describes an actively or passively heatable solar element made of multiple web plates with at least three straps. Layers within the reactor are used alternately for a photochemical or photosynthetic process. This is done in a closed reactor with sealed end face and horizontally arranged web plates, the culture medium is passed meandering downwards.
  • a bioreactor is known, which is flowed through horizontally by the reaction medium, wherein the bioreactor is arranged in a water basin.
  • the object of the invention is to provide a device of the initially cited type, on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand allows for a simple and economical production due to their construction, a qualitative and, above all, quantitative increase in yield or harvest.
  • the invention is characterized in that the reactor through which the reaction medium consists consists of at least one reactor element formed from two vertically or at an angle inclined, connected below, tubes or chambers, wherein both a contribution and an application of the reaction medium in or from the reactor, preferably continuously, without pressure and free to the atmosphere via the upper surface of the reaction medium takes place and due to the hydrostatic pressure and level compensation for the microorganisms stress-free flow of the reaction medium is given and that the reactor with his, preferably from transparent or translucent Material existing, tubes or chambers is arranged in a light-conducting liquid.
  • the invention makes it possible for the first time to produce a plant for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for cultivation and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms, both in the construction costs and in operation meets today's economic requirements, especially with regard to quality and operational safety.
  • a photochemical such as photocatalytic and / or photosynthetic process
  • the device according to the invention With the device according to the invention and the method on which this device is based, a transport that is gentle on the microorganisms is achieved so that damage in the course of its production process is avoided.
  • the flow rate of the reaction medium through the reactor element By controlled introduction of the reaction medium in the region of the upper liquid level, the flow rate of the reaction medium through the reactor element, provided of course it is filled, can be defined.
  • the reaction medium flows meandering through the upright interconnected reactor elements.
  • the reactor elements are interconnected so that the inlet and the outlet are located at the top.
  • the reactor elements are open completely or partially upwards.
  • the flow is achieved by utilizing hydrostatic pressure compensation with minimal loss of height throughout the reactor. Due to the largely pressure-free and appression-free transport of the reaction medium in a biosolar reactor, the reaction process is impaired as little as possible.
  • the method and the corresponding device or system according to the invention can be used, for example, for the following fields of application:
  • this device according to the invention has the advantage that the light-conducting liquid acts as a buffer for the day-night temperature fluctuations. The overall efficiency is thereby increased.
  • the light-conducting liquid should preferably be beauticianst inanimate to sterile and optionally have the density of seawater. It is quite conceivable that silicone oil can also be used.
  • reactor element when connected to a reactor panel of two or more reactor elements, its partition wall is lower than the partition between the tubes or chambers of the reactor element, thereby creating an overflow or communicating opening when the liquid level in the reactor elements higher than the partition between the reactor elements and the reactor panel can be flowed meandering.
  • a reactor element is designed like a communicating vessel. This type of series connection of reactor elements gives the possibility of forming a defined flow path.
  • the residence time within the reactor which is adapted to the particular phototrophic microorganisms or photochemical requirements and which corresponds to the process result, can be influenced by the following parameters:
  • the light-conducting liquid surrounding the reactor is provided in an open-topped container or basin, the inner surfaces of which are preferably designed to be light-reflecting.
  • the inner surfaces are formed as reflectors.
  • reflectors are provided above the light-conducting liquid or above the container or basin, which introduce light, preferably sunlight, into the light-conducting liquid, preferably at a right angle to the liquid surface. Such additional reflectors increase the light optimization for the process. Due to the optionally vertical introduction of light to the liquid surface and the mirroring of the container inner walls takes place virtually a multiplication of the light irradiation, whereby the process can be optimized.
  • light collectors are provided for collecting the light which can be introduced into the light-conducting liquid and are arranged in particular in front of the reflectors. This also allows a correspondingly increased supply of light for the process can be achieved.
  • the process can be optimized.
  • the tubes are made of, in particular made of plastic, film tubes whose ends are tightly connected with deflection devices.
  • These film tubes have a thin wall thickness and are inexpensive to procure on the market. Due to the pressureless fluid in fluid situation, the foil hoses are not exposed to forces that could cause any damage. Since there is virtually no load on the film hoses, a long service life is to be expected.
  • Such a longitudinally welded film allows an upright and low-resistance flow possible through a, enriched with microorganisms and nutrients, suspension for the cultivation of phototrophic microorganisms.
  • the deflection device is a U-shaped, preferably elliptical cross-section exhibiting, tube part which is connected to the chambers formed by the longitudinal welds.
  • These deflectors cause an upper or a lower deflection of the suspension without allowing contamination of the microorganisms in the environment.
  • film tube reactors single tubes of plastic film are pulled and fastened over the ends of the tubes.
  • longitudinally welded reactors the two sides are clamped to elliptical receiving tubes.
  • the, preferably prefabricated, deflection device is a U-shaped tube part, which for introduction at the bottom of the reactor in the reaction medium of liquid and / or gaseous additives, or for the application of gaseous process products at least one bore for having a, micro-holes, insertion tube or an integrated insertion tube.
  • gases or other substances accumulating in the process can be applied simultaneously to redirect the suspension without contaminating the suspension with foreign organisms from the environment the gas pipes are used for the extraction of gases generated in the process or excess gases.
  • the insertion tube in the region of the flowing from bottom to top reaction medium on a larger number and / or larger diameter having microbores as in the region of the flowing from top to bottom or in the direction of gravity reaction medium is raised in a kind of "gas lift effect" with respect to the tube or chamber through which the liquid flows from top to bottom such units and increased gas introduction into each ascending tube will result in an increase in the liquid level at the end of the last tube or chamber relative to the first tube or chamber, if the design of the reactor accounts for the increase in the liquid level.
  • Additives is a stress-free transport of microorganisms.
  • the insertion tube has an outer and / or an internal thread at both ends.
  • the gas pipes are, for example, designed in such a way that they can end in a gastight manner with the assembly by means of a union nut. At least one of these union nuts is provided with a connection for a gas line.
  • gas pipe can be provided via its internal thread with a connecting piece which can be screwed to another gas pipe.
  • the replacement of the gas pipes can fulfill the following functions within parts of the photo-bio-reactors or the whole plant:
  • an Archimedean screw or a Da Vinci spiral or a mammoth pump is provided for transporting the reaction medium both within the reactor and between reactors.
  • one or more hoses or webs are spirally wound on an axle once or multiple times and stably fixed in any technique, for example screwed, glued, etc.
  • the one or more hoses or webs are open at both ends.
  • the transport element is aligned and mounted so that the lower end of the tubes or webs draws reaction medium from a container.
  • hoses or webs are only so far submerged in the reaction medium, which passes with each revolution, the end of the hose or the web outside the reaction medium over the surface.
  • the reactor medium By slow rotation in a spiral direction, which does not generate any significant centrifugal forces, the reactor medium is made use of hydrostatic pressure equalization in the respective lower halves of the hoses or webs transported to the upper end of the screw. With each rotation, the liquid located in the uppermost half-turn is released and falls into a receptacle located higher up from the starting receptacle. By either full or partial closing the
  • Transport device spray loss and or gas leakage can be avoided.
  • a cover for example a dome, made of transparent or translucent material, for example a glass dome, is provided above the container or basin in which the device is provided, for a closed construction of the system.
  • FIG. 1 is a plan view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a side elevation of FIG. 1,
  • FIG. 5 is a plan view according to FIG. 4
  • FIG. 6 is a side elevation according to FIG. 4,
  • FIG. 10 is a schematic representation of the light guide, Fig. 11 and Fig. 12 a deflection device for film tubes,
  • FIG. 13 and FIG. 14 a deflection device for longitudinally welded foils
  • Fig. 15 is a schematic representation of a device of multiple web plates
  • FIG. 16 and FIG. 17 a deflection device for the device according to FIG. 15, FIG. Fig. 18 and Fig. 19, a contribution of the additives in the middle part of the film tubes.
  • a reactor in particular a biosolar reactor 1, consists of at least one reactor element 2, which is formed from two upright tubes 3 connected at the bottom. An inlet 4 as well as an outlet 5 are provided at the upper edge of the reactor.
  • a plurality of reactor elements 2 are connected in series, wherein always an outlet 5 is connected to an inlet 4.
  • Such a biosolar reactor 1 is used for a process for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for the cultivation and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms.
  • the biosolar reactor 1 is filled with a reaction medium 6, for example an aqueous solution or a suspension.
  • the biosolar reactor 1 is fed only via its first inlet 4.
  • the guide or flow direction of the reaction medium 6 is upright, preferably vertically, once from top to bottom and from bottom to top in a reactor element 2.
  • reaction medium 6 flows meandering through the reactor , Both the introduction or feed and the application of the reaction medium 6 in or out of the biosolar reactor 1, preferably carried out continuously, depressurized and free to the atmosphere over the upper reaction medium surface or just above the upper liquid level or in the region of the upper liquid level of the Reaction medium 6.
  • the reactor elements 2 are thus connected in a meandering manner with each other as communicating tubes 3, the inlet 4 and the outlet 5 being at the top.
  • the reactor elements 2 are wholly or partially, depending on requirements, open at the top. Due to the hydrostatic pressure and level compensation takes place via the feed of reaction medium 6 at the inlet 4, a flow of the reaction medium 6. For the process, this means that for the Microorganisms stress-free flow of the reaction medium 6 is generated. As a result, a free flow between the individual reactor elements 2 is made possible without the additional energy must be supplied.
  • the reaction medium 6 moves in the effort of the liquid to compensate for the difference in height between inlet 4 and outlet 5, with a minimum loss of height meandering through the reactor.
  • a reactor element 2 consists of two, preferably rectangular, upright, formed from the web or web multiple plates 7 chambers 8, through a partition wall 9, which open at the bottom is, is formed. Both the inlet 4 for introduction and the inlet 5 and the outlet 5 is provided at the upper edge of the reactor. In the illustrated embodiment according to FIG. 4, two reactor elements 2 are already connected.
  • Reactor elements 2 is higher than the partition wall 10 between the reactor elements 2. As a result, the energy consumption is minimized by eliminating as far as possible pumps between the process steps and any number of equal or different process steps in the same flow height can be coupled to each other.
  • the individual reactor elements 2 can be made transparent or translucent or, if required, also light-tight. As materials, both glass or UV transparent plastic, e.g. Polymethylmethacrylate find use.
  • FIGS. 1 to 3 Versions of FIGS. 1 to 3. With regard to the light irradiation to the reactor elements 2 - which will be discussed in more detail later - is shown in FIG. 6, an inclined reactor. Despite the fact that the reactor is inclined at an angle, the reaction medium 6 flows once from top to bottom or in the direction of gravity and from bottom to top or against the direction of gravity.
  • FIG. 4 is for the, continuous or batchwise, introduction of additives 12, such as nutrient solutions or - gases and / or oxidants and / or active substances and / or the process promoting solutes or gases, preferably during the process, at the reactor bottom, in the region of the deflection of the reaction medium 6, at least one introduction inlet 11, for example a controllable valve provided.
  • additives 12 such as nutrient solutions or - gases and / or oxidants and / or active substances and / or the process promoting solutes or gases, preferably during the process, at the reactor bottom, in the region of the deflection of the reaction medium 6, at least one introduction inlet 11, for example a controllable valve provided.
  • the reaction medium 6 is optionally saturated before entering the reactor with CO2 or other gases, the degree of saturation is enriched according to the needs of the process and / or supplied while staying in the reactor with CO2 other gases.
  • the decreasing CO2 content in the reaction medium 6 in the photosynthetic process, due to constant growth of the microorganisms, can be compensated for by the continuous or pulsed introduction of CO2.
  • additives 12 such as fluids and gases further optimizes the supply of light, since by the resulting turbulence in the reaction medium 6, all molecules or phototrophic microorganisms sufficiently to the light-flooded, near the outside wall light zone - indicated by the arrows 13 - the reactor element 2 are performed.
  • heating or cooling of the reaction medium 6 can also take place by means of defined introduced fluids and gases.
  • the introduced additives 12 can thus be used for the controlled temperature control of the reaction medium 6.
  • the introduction of liquid and / or gaseous substances or additives 12 on the underside in the region of the deflection of the reaction medium 6 is performed.
  • a larger amount of liquid and / or gaseous substances or additives 12 is introduced in the area of the reaction medium 6 flowing from bottom to top or against the direction of gravity than in the area from top to bottom or in Direction of gravity flowing
  • the reactor through which the reaction medium 6 flows consists of at least one reactor element 2 formed from two tubes 3 or chambers 8 which are inclined at an angle or are inclined at an angle.
  • a multiplicity of these reactor elements 2 are standard in the form of a reactor panel 13 connected. The, preferably series-connected,
  • Reactor panels 13 are frame-like almost parallel to each other, preferably fixedly mounted, to a reactor, in particular biosolar reactor 1, respectively.
  • the biosolar reactor 1 is arranged with its reactor panels 13 in a light-conducting liquid 14.
  • This light-conducting liquid 14 may be provided in a basin or a container 15.
  • Both an introduction and an application of the reaction medium 6 into or out of the reactor takes place, preferably continuously, without pressure and free to the atmosphere via the upper reaction medium surface. Due to the hydrostatic pressure and level compensation for the microorganisms stress-free flow of the reaction medium 6 is given.
  • the top of the respective Reaktorpaneies 13 is either provided with a floating body or attached hanging from above, so that the upper edge of the reactor can not submerge under the upper edge of the surrounding liquid and thus is given an open-top situation.
  • Reaktorpaneies 13 The lower side of Reaktorpaneies 13 is designed so that it allows either by its own weight or by additional weights a nearly vertical hanging in the light-conducting liquid 14.
  • the light supply to the surface of the reactor panels 13 of the biosolar reactor 1 is of immense importance.
  • the light-conducting liquid 14 surrounding the reactor is in one provided above open container 15 or basin whose inner surfaces 16 are designed to be light reflective.
  • a cover for example a dome, of transparent or translucent material, for example a glass dome, can be provided for a closed construction of the system.
  • Container 15 or basin reflectors 17 are provided, the light, preferably the sunlight 18, in the light-conducting liquid 14, preferably at a right angle to the liquid surface, initiate.
  • light collectors can be provided in front of the reflectors 17 -not shown.
  • the tubes 3 consist of foil tubes 19, which are produced in particular from plastic and thin-walled.
  • the ends of these film tubes 19 are connected tightly with deflection devices 20.
  • The, preferably prefabricated, deflection device 20 is a U-shaped tube part, which is for insertion at the bottom of the reactor in the reaction medium 6 of liquid and / or gaseous additives 12, or for the application of gaseous process products at least one bore 21 for a , Micro-bores 22 exhibiting, insertion tube 23 or an integrated insertion tube 24 has.
  • FIG. 13 and Fig. 14 an alternative solution for forming a reactor panel 13 is shown.
  • the meandering interconnected chambers 8 are made of two sheets 25, which are parallel Longitudinal welds 26 have formed.
  • the deflection takes place again via deflection devices 27.
  • the deflection device 27 is a U-shaped, preferably elliptical cross-section exhibiting, tube part which is connected to the chambers 8 formed by the longitudinal welds.
  • a biosolar reactor 1 is shown from a multi-wall plate 7.
  • the device is designed as a compact device, wherein the deflecting device 28 is sealed to the upper and lower end of the web plate 7.
  • the reactor may have upstream of the inlet 4 or after the outlet 5 from the reactor Sifone 29.
  • Reaction medium 6 can thus be fed through the siphon 29 to the first reactor element 2 without pressure or without pressure.
  • the reactor has the insertion tubes 23 for the introduction of the additives 12.
  • further insertion tubes 30 are provided for the application of gaseous process products, such as oxygen, preferably during the process. These insertion tubes 30 are provided above the reaction medium surface or above the top of the reactor elements 2.
  • a collecting device provided above the liquid level of the reaction medium 6 or above the upper side of the reactor elements can be provided.
  • an individual-part deflection device 28 for a biosolar reactor 1 produced from web plates 7 is shown.
  • the individual webs 31 of the respective inner shape of the web plate 7 are adapted.
  • the insertion tubes 23 for the introduction of the additives 12 are integrated.
  • a film tube 19 is shown, wherein the introduction of the additives can also take place along the height, for example at half the height, of the film tubes 19.
  • the film tube 19 may be severed in its half height and a plastic spacer 32 is provided for connecting the two parts.
  • This plastic spacer 32 has the microbored lines 33 for introducing the additives 12.
  • an Archimedean screw or a Da Vinci spiral or a mammoth pump can be provided both within the reactor and between reactors.

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Abstract

The invention relates to a device for a photochemical process, such as a photocatalytic and/or a photosynthetic process, especially for the cultivation and production or hydrocultivation of preferably phototrophic micro-organisms. A reactor, especially a bioreactor, is provided, and a reaction medium, for example an aqueous solution or a suspension, is guided in the reactor in a meandering manner. The reactor through which the reaction medium (6) flows consists of at least one reactor element (2) comprising two interconnected pipes (3) or chambers (8) that are vertical or inclined at an angle. The reaction medium (6) is introduced into the reactor and released therefrom, over the upper reaction medium surface, preferably continuously, without pressure and freely to the atmosphere. As a result of the hydrostatic pressure and level compensation, the flow of the reaction medium (6) is stress-free for the micro-organisms. The reactor and its pipes (3) or chambers (8) preferably consisting of a transparent or translucent material are arranged in a light-conducting liquid (14).

Description

Einrichtung für einen photochemischen Prozess Device for a photochemical process
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für einen photochemischen, wie photokatalytischen und/oder photosynthetischen Prozess, insbesondere für eine Zucht und Produktion bzw. Hydrokultivierung von, vorzugsweise phototrophen, Mikroorganismen, wobei ein Reaktor, insbesondere ein Bioreaktor, vorgesehen ist und ein Reaktionsmedium, beispielsweise eine wässerige Lösung oder eine Suspension, mäanderförmig in dem Reaktor geführt ist.The invention relates to a device for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for a breeding and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms, wherein a reactor, in particular a bioreactor, is provided and a reaction medium, for example an aqueous Solution or a suspension is meandered in the reactor.
Aus der DE 41 34 813 A1 ist ein Bioreaktor für phototrophe Mikroorganismen, welcher aus Glas oder Kunststoff besteht, bekannt. Das Kulturmedium wird entweder durch den Bioreaktor gepumpt oder mäanderförmig durch die waagrecht angeordneten Stegplatten nach unten geleitet. Weiters sind Turbulenz erzeugende Mittel in den Stegen angebracht. Entsprechend diesem Verfahren wird Kohlenstoffdioxid oben eingeleitet und zum Betrieb wird natürliches oder Kunstlicht verwendet. Der Bioreaktor wird in rechtem Winkel zur Lichtquelle gestellt bzw. nachgeführt.From DE 41 34 813 A1 a bioreactor for phototrophic microorganisms, which consists of glass or plastic, known. The culture medium is either pumped through the bioreactor or meandered down through the horizontally arranged web plates down. Furthermore, turbulence generating means are mounted in the webs. According to this method, carbon dioxide is introduced at the top and natural or artificial light is used for the operation. The bioreactor is placed or tracked at right angles to the light source.
Weiters sind auch aus der GB 2 235 210 A und der DE 196 44 992 C1 Bioreaktoren für phototrophe Mikroorganismen bzw. für photokatalytische Prozesse bekannt.Furthermore, GB 2 235 210 A and DE 196 44 992 C1 also disclose bioreactors for phototrophic microorganisms or for photocatalytic processes.
Aus der EP 738 686 A1 ist die photokatalytische Abwasserreinigung in einem Bioreaktor, wo die zu reinigende Flüssigkeit durch Stegmehrfachplatten aus transparentem Kunststoff geleitet wird, bekannt. Für die Regulierung der Temperatur können transluzente handelsübliche Mehrfachstegplatten Verwendung finden.From EP 738 686 A1, the photocatalytic wastewater treatment in a bioreactor, where the liquid to be purified is passed through multi-plate webs of transparent plastic known. Translucent commercial multi-wall sheets can be used to regulate the temperature.
Ferner ist in der WO 98/18903 ein aktiv oder passiv temperierbares Solarelement aus Mehrfachstegplatten mit mindestens drei Gurten beschrieben. Schichten innerhalb des Reaktors werden wechselweise für einen photochemischen bzw. photosynthetischen Prozess genutzt. Dabei wird in einem geschlossenen Reaktor mit abgedichteter Stirnseite und waagrecht angeordneten Stegplatten das Kulturmedium mäanderförmig nach unten geleitet.Furthermore, WO 98/18903 describes an actively or passively heatable solar element made of multiple web plates with at least three straps. Layers within the reactor are used alternately for a photochemical or photosynthetic process. This is done in a closed reactor with sealed end face and horizontally arranged web plates, the culture medium is passed meandering downwards.
Aus der WO 2008/079724 A2 ist ein Bioreaktor bekannt, der vom Reaktionsmedium horizontal durchflössen wird, wobei der Bioreaktor in einem Wasserbecken angeordnet ist.From WO 2008/079724 A2 a bioreactor is known, which is flowed through horizontally by the reaction medium, wherein the bioreactor is arranged in a water basin.
Bekannt sind auch natürlich auch die Archimedische Schraube und die Spirale nach Da Vinci, beispielsweise aus Florian Manfred Grätz „Teilautomatische Generierung von Stromlauf- und Fluidplänen für mechatronische Systeme (Diss. München Techn. Univ. 2006) ISBN 10 3-8316-0643-9.Also known of course are the Archimedean screw and the Da Vinci spiral, for example, from Florian Manfred Grätz "Semi-automatic generation of circuit diagrams and fluid plans for mechatronic systems (Diss. Munich Techn. Univ. 2006) ISBN 10 3-8316-0643-9 ,
Darüber hinaus ist aus der DE 195 07 149 C2 eine Wasserkraftschnecke mit einem Trog und einem Generator zur Stromgewinnung bekannt. Aus der DE 41 39 134 C2 ist eine Wasserkraftschnecke zur Energieumwandlung bekannt.In addition, from DE 195 07 149 C2 a hydrodynamic screw with a trough and a generator for power generation known. From DE 41 39 134 C2 a hydrodynamic screw for energy conversion is known.
Natürlich ist der hydrostatische Kräfteausgleich als hydrostatisches Paradoxon, auch genannt Pascalsches Paradoxon, bekannt. Dieser ist ein scheinbares Paradoxon, welches das Phänomen beschreibt, dass eine Flüssigkeit einen Schweredruck, abhängig von der Füllhöhe der Flüssigkeit auf den Boden eines Gefäßes, bewirkt, die Form des Gefäßes aber keinen Einfluss ausübt.Of course, the hydrostatic balance of forces is known as a hydrostatic paradox, also called Pascal's paradox. This is an apparent paradox, which describes the phenomenon that a liquid causes a gravitational pressure, depending on the filling level of the liquid on the bottom of a vessel, but the shape of the vessel exerts no influence.
Als kommunizierende Gefäße oder kommunizierende Röhren benennt man oben offene, unten verbundene Gefäße. Ein homogenes Fluid steht in ihnen in gleicher Höhe, weil der Luftdruck und die Schwerkraft auf die Gefäße gleichermaßen wirken. Bei inhomogenen Flüssigkeiten verhalten sich die Flüssigkeitssäulen in der Höhe umgekehrt zu ihrem spezifischen Gewicht.As communicating vessels or communicating tubes one names open-topped, below connected vessels. A homogeneous fluid is in the same height in them, because the air pressure and gravity act equally on the vessels. For inhomogeneous liquids, the liquid columns behave in height inversely to their specific gravity.
Üblicherweise wird - wie auch in einigen oben angeführten Verfahren - der Transport in Solarreaktoren durch handelsübliche Pumpverfahren durchgeführt. Diese Vorgehensweise verursacht Stress im Reaktionsmedium, sei es durch hohen Druck, Unterdruck, starke Beschleunigung oder Quetschung. Diesem Stress ausgesetzt, fallen die meisten phototrophen Mikroorganismen in ihren potenziellen photosynthetischen Fähigkeiten ab. Zellen werden zerstört, geschädigt und oder die Mikroorganismen brauchen Zeit und/oder Stoffwechselprodukte zur Regeneration, bevor sie die ihnen zugewiesenen Prozesse wieder voll aufnehmen können. Ebenso fallen, diesem Stress ausgesetzt, die meisten photochemischen Prozesse in ihren potenziellen photokatalytischen Fähigkeiten ab, da Moleküle zerstört oder geschädigt werden und/oder Zeit und/oder weitere Oxidationsmittel benötigen, bevor sie die Ihnen zugewiesenen Prozesse wieder voll aufnehmen können.Usually - as in some of the above methods - the transport in solar reactors carried out by commercial pumping. This procedure causes stress in the reaction medium, be it by high pressure, negative pressure, high acceleration or crushing. this When exposed to stress, most phototrophic microorganisms lose their potential for photosynthetic ability. Cells are destroyed, damaged and or the microorganisms need time and / or metabolic products for regeneration before they can fully absorb their assigned processes. Likewise, when exposed to this stress, most photochemical processes fail in their potential photocatalytic abilities as molecules are destroyed or damaged and / or require time and / or additional oxidants before they can fully resume the processes assigned to them.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs zitierten Art zu schaffen, die einerseits die obigen Nachteile vermeidet und die anderseits bei einer einfachen und wirtschaftlichen Herstellung aufgrund ihrer Bauweise eine qualitative und vor allem quantitative Erhöhung der Ausbeute bzw. der Ernte ermöglicht.The object of the invention is to provide a device of the initially cited type, on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand allows for a simple and economical production due to their construction, a qualitative and, above all, quantitative increase in yield or harvest.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The object is achieved by the invention.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der vom Reaktionsmedium durchflossene Reaktor aus mindestens einem, aus zwei senkrecht oder in einem Winkel geneigten, unten verbundenen, Röhren bzw. Kammern gebildeten, Reaktorelement besteht, wobei sowohl eine Einbringung als auch eine Ausbringung des Reaktionsmediums in bzw. aus dem Reaktor, vorzugsweise kontinuierlich, drucklos und frei zur Atmosphäre über die obere Reaktionsmediums-Oberfläche erfolgt und auf Grund des hydrostatischen Druck- und Niveauausgleich eine für die Mikroorganismen stressfreie Strömung des Reaktionsmediums gegeben ist und dass der Reaktor mit seinen, vorzugsweise aus transparenten oder transluzenten Material bestehenden, Röhren bzw. Kammern in einer Licht leitenden Flüssigkeit angeordnet ist. Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, eine Anlage für einen photochemischen, wie photokatalytischen und/oder photosynthetischen Prozess, insbesondere für eine Zucht und Produktion bzw. Hydrokultivierung von, vorzugsweise phototrophen, Mikroorganismen herzustellen, die sowohl in den Baukosten, wie auch im Betrieb den heutigen wirtschaftlichen Anforderungen, insbesondere in Hinblick auf Qualität und Betriebssicherheit, gerecht wird.The invention is characterized in that the reactor through which the reaction medium consists consists of at least one reactor element formed from two vertically or at an angle inclined, connected below, tubes or chambers, wherein both a contribution and an application of the reaction medium in or from the reactor, preferably continuously, without pressure and free to the atmosphere via the upper surface of the reaction medium takes place and due to the hydrostatic pressure and level compensation for the microorganisms stress-free flow of the reaction medium is given and that the reactor with his, preferably from transparent or translucent Material existing, tubes or chambers is arranged in a light-conducting liquid. The invention makes it possible for the first time to produce a plant for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for cultivation and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms, both in the construction costs and in operation meets today's economic requirements, especially with regard to quality and operational safety.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und dem dieser Einrichtung zugrunde liegenden Verfahren wird ein für die Mikroorganismen schonender Transport erreicht, so dass eine Schädigung im Zuge ihres Produktionsverfahrens vermieden wird. Durch ein kontrolliertes Einbringen des Reaktionsmediums im Bereich des oberen Flüssigkeitsspiegels kann die Durchflussgeschwindigkeit des Reaktionsmediums durch das Reaktorelement, vorausgesetzt natürlich es ist gefüllt, definiert werden. Das Reaktionsmedium fließt mäanderartig durch die aufrechten miteinander verbundenen Reaktorelemente. Die Reaktorelemente sind so miteinander verbunden, das der Einlass und der Auslass oben angeordnet sind. Die Reaktorelemente sind ganz oder teilweise nach oben hin offen. Der Durchfluss wird unter Ausnutzung des hydrostatischen Druckausgleiches mit minimalem Höhenverlust innerhalb des gesamten Reaktors erreicht. Durch den weitestgehend druckfreien und appressionsfreien Transport des Reaktionsmediums in einem Biosolarreaktor wird der Reaktionsprozess möglichst wenig beeinträchtigt.With the device according to the invention and the method on which this device is based, a transport that is gentle on the microorganisms is achieved so that damage in the course of its production process is avoided. By controlled introduction of the reaction medium in the region of the upper liquid level, the flow rate of the reaction medium through the reactor element, provided of course it is filled, can be defined. The reaction medium flows meandering through the upright interconnected reactor elements. The reactor elements are interconnected so that the inlet and the outlet are located at the top. The reactor elements are open completely or partially upwards. The flow is achieved by utilizing hydrostatic pressure compensation with minimal loss of height throughout the reactor. Due to the largely pressure-free and appression-free transport of the reaction medium in a biosolar reactor, the reaction process is impaired as little as possible.
Darüber hinaus ist für den Bau eines derartigen Bioreaktors ein minimaler Materialaufwand notwendig, der die Wirtschaftlichkeit steigert.In addition, for the construction of such a bioreactor a minimum cost of materials is necessary, which increases the efficiency.
Das Verfahren und die entsprechende erfindungsgemäße Einrichtung bzw. Anlage kann beispielsweise für folgende Anwendungsbereiche eingesetzt werden: • Die photokatalytische Reinigung von AbwasserThe method and the corresponding device or system according to the invention can be used, for example, for the following fields of application: The photocatalytic purification of wastewater
• Die photosynthetische Verstoffwechslung von CO2 zu Sauerstoff, durch phototrophe Mikroorganismen• The photosynthetic metabolism of CO2 to oxygen by phototrophic microorganisms
• Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen für Forschungszwecke • Forschung an photochemischen und oder photosynthetischen Prozessen• Breeding and production of phototrophic microorganisms for research purposes • Research on photochemical and / or photosynthetic processes
• Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen für Nahrungsmittelprodukte und Nahrungsmittelgrundstoffe • Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen für Grundstoffe der pharmazeutischen Industrie• Breeding and production of phototrophic microorganisms for food products and food ingredients • Breeding and production of phototrophic microorganisms for basic pharmaceuticals
• Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen für Kraftstoffe und Grundstoffe für Kraftstoffproduktion und Energiegewinnung • Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen für Grundstoffe der chemischen Industrie• Breeding and production of phototrophic microorganisms for fuels and raw materials for fuel production and energy production • Breeding and production of phototrophic microorganisms for basic chemicals of the chemical industry
• Zucht und Produktion von phototrophen Mikroorganismen die nutzbare Gase z.B. Wasserstoff) im photosynthetischen Prozess abgeben• Breeding and production of phototrophic microorganisms the usable gases e.g. Hydrogen) in the photosynthetic process
Durch die Nutzung des hydrostatischen Kräfteausgleichs beim Durchfließen des Reaktionsmediums der Reaktorelemente erfolgt quasi ein stressfreier Transport der gegebenenfalls mitgeführten Mikroorganismen. Ferner kann eine Energieoptimierung, eine definierte Lichtführung, eine Platzoptimierung, eine Versorgung mit Zusatzstoffen, eine definierte Temperierung, eine gezielte Steuerung sowie eine verbesserte Gasausbringung erzielt werden.By using the hydrostatic balance of forces when flowing through the reaction medium of the reactor elements is virtually a stress-free transport of any entrained microorganisms. Furthermore, an energy optimization, a defined light guide, a space optimization, a supply of additives, a defined temperature, a targeted control and improved gas output can be achieved.
Ein gravierender Vorteil dieser erfindungsgemäßen Einrichtung ist auch darin zu sehen, dass die Temperatur des Reaktionsmediums über die Licht leitende Flüssigkeit und auch über die in das Reaktionsmedium einzubringenden Stoffe kontrolliert werden kann. Weiters bringt diese erfindungsgemäße Einrichtung bei einem Einsatz in warmen Regionen den Vorteil mit sich, dass die Licht leitende Flüssigkeit wie ein Puffer für die Tag-Nacht Temperaturschwankungen wirkt. Die Gesamteffizienz wird dadurch erhöht.A serious advantage of this device according to the invention is also to be seen in the fact that the temperature of the reaction medium can be controlled via the light-conducting liquid and also via the substances to be introduced into the reaction medium. Furthermore, when used in warm regions, this device according to the invention has the advantage that the light-conducting liquid acts as a buffer for the day-night temperature fluctuations. The overall efficiency is thereby increased.
Die Licht leitende Flüssigkeit sollte vorzugsweise weitgehenst unbelebt bis steril sein und gegebenenfalls die Dichte von Meerwasser aufweisen. Es ist durchaus vorstellbar, dass auch Silikonöl Verwendung finden kann.The light-conducting liquid should preferably be weitebenst inanimate to sterile and optionally have the density of seawater. It is quite conceivable that silicone oil can also be used.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist bei einer Verbindung zu einem Reaktorpanel von zwei oder mehr Reaktorelementen deren Trennwand niedriger als die Trennwand zwischen den Röhren bzw. Kammern des Reaktorelementes ausgebildet, wodurch ein Überlauf bzw. eine kommunizierende Öffnung entsteht, wenn der Flüssigkeitsstand in den Reaktorelementen höher als die Trennwand zwischen den Reaktorelementen ist und das Reaktorpaneel mäanderförmig durchfließbar ist. Ein Reaktorelement ist wie ein kommunizierendes Gefäß ausgebildet. Durch diese Art der Serienschaltung von Reaktorelementen ist die Möglichkeit gegeben, eine definierte Durchflussstrecke zu bilden.According to a particular feature of the invention, when connected to a reactor panel of two or more reactor elements, its partition wall is lower than the partition between the tubes or chambers of the reactor element, thereby creating an overflow or communicating opening when the liquid level in the reactor elements higher than the partition between the reactor elements and the reactor panel can be flowed meandering. A reactor element is designed like a communicating vessel. This type of series connection of reactor elements gives the possibility of forming a defined flow path.
Die den jeweiligen phototrophen Mikroorganismen oder photochemischen Anforderungen angepasste und dem Prozessergebnis entsprechend optimale Verweildauer innerhalb des gesamten Reaktors kann durch folgende Parameter beeinflusst werden:The residence time within the reactor, which is adapted to the particular phototrophic microorganisms or photochemical requirements and which corresponds to the process result, can be influenced by the following parameters:
• Durchflussgeschwindigkeit• Flow rate
• Querschnitt der Reaktorelemente• Cross section of the reactor elements
• Höhe der Reaktorelemente• height of the reactor elements
• Anzahl und Beschaffenheit der eingebrachten, nicht gasförmigen Stoffe Beschaffenheit, Anzahl, Dichte und Druck der eingeblasenen Gase• Number and nature of the non-gaseous substances introduced. Nature, number, density and pressure of the injected gases
• Die Anzahl der in mäanderartiger Führung verbundenen Reaktorelemente• The number of reactor elements connected in a meandering guide
• Die Möglichkeit Prozessabgase auszubringen . Prozesstemperaturen• The possibility to dispense process exhaust gases. process temperatures
• Verweildauer und Stellung zu Licht • Verweildauer in Reifungstanks und oder Dunkeltanks• Dwell time and position to light • Dwell time in ripening tanks and / or dark tanks
Für den gesamten Prozess ist gegebenenfalls im Idealfall und bei entsprechender baulicher Gegebenheit ein einmaliges kontinuierliches Transportieren des Mediums vom Einlass zum Auslass möglich.Ideally, and given the appropriate structural conditions, a single continuous transport of the medium from the inlet to the outlet may possibly be possible for the entire process.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die den Reaktor umgebende Licht leitende Flüssigkeit in einem oben offenen Behälter oder Becken, dessen Innenflächen vorzugsweise Licht reflektierend ausgeführt sind, vorgesehen. Wie an sich bekannt ist Licht für einen photochemischen, wie photokatalytischen und/oder photosynthetischen Prozess unabdingbare Voraussetzung. Um nun das Licht optimal dem Biosolarreaktor zur Verfügung zu stellen, werden die Innenflächen als Reflektoren ausgebildet. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind über der Licht leitenden Flüssigkeit bzw. über dem Behälter oder Becken Reflektoren vorgesehen, die Licht, vorzugsweise das Sonnenlicht, in die Licht leitende Flüssigkeit, vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Flüssigkeitsoberfläche, einleiten. Derartige weitere Reflektoren erhöhen die Lichtoptimierung für den Prozess. Durch die gegebenenfalls senkrechte Lichteinbringung zur Flüssigkeitsoberfläche und der Verspiegelung der Behälterinnenwände erfolgt quasi eine Multiplikation der Lichteinstrahlung, wodurch der Prozess optimiert werden kann.According to a further feature of the invention, the light-conducting liquid surrounding the reactor is provided in an open-topped container or basin, the inner surfaces of which are preferably designed to be light-reflecting. As is known, light is a prerequisite for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process. In order to make the light optimally available to the biosolar reactor, the inner surfaces are formed as reflectors. According to a development of the invention, reflectors are provided above the light-conducting liquid or above the container or basin, which introduce light, preferably sunlight, into the light-conducting liquid, preferably at a right angle to the liquid surface. Such additional reflectors increase the light optimization for the process. Due to the optionally vertical introduction of light to the liquid surface and the mirroring of the container inner walls takes place virtually a multiplication of the light irradiation, whereby the process can be optimized.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zur Sammlung des in die Licht leitende Flüssigkeit einleitbaren Lichtes Licht-Kollektoren vorgesehen, die insbesondere vor den Reflektoren angeordnet sind. Auch dadurch kann eine entsprechend gesteigerte Lichtzufuhr für den Prozess erreicht werden.According to a further embodiment of the invention, light collectors are provided for collecting the light which can be introduced into the light-conducting liquid and are arranged in particular in front of the reflectors. This also allows a correspondingly increased supply of light for the process can be achieved.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind vor dem Einleiten des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit Filter, insbesondere zur Filterung der für die Mikroorganismen schädlichen Wellenlängen, vorgesehen. Mit derartigen, entsprechenden Filtern kann der Prozess optimiert werden.According to a particular embodiment of the invention are prior to the introduction of the light in the light-conducting liquid filter, in particular for filtering the harmful for the microorganisms wavelengths provided. With such appropriate filters, the process can be optimized.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dieAccording to another particular embodiment of the invention, the
Einleitung des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit gepulst. Entsprechend den Erfordernissen des Prozesses kann auch eine gepulste Lichtzufuhr noch bessere Ergebnisse mit sich bringen.Initiation of the light pulsed into the light-conducting liquid. Depending on the requirements of the process, a pulsed light supply can bring even better results.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung bestehen die Röhren aus, insbesondere aus Kunststoff hergestellten, Folienschläuchen, deren Enden mit Umlenkeinrichtungen dicht verbunden sind. Diese Folienschläuche weisen eine dünne Wandstärke auf und sind kostengünstig am Markt zu beschaffen. Durch die drucklose Flüssigkeit in Flüssigkeit Situation werden die Folienschläuche keinen Kräften ausgesetzt, die etwaige Beschädigungen verursachen könnten. Da somit praktisch keine Belastung der Folienschläuche gegeben ist, ist eine hohe Lebensdauer zu erwarten. Entsprechend einer alternativen Ausführung der Erfindung sind die mäanderförmig miteinander verbundenen Kammern aus zwei Folien, die parallele Längsverschweißungen aufweisen, gebildet, wobei die Umlenkung über Umlenkeinrichtungen erfolgt. Auch die Herstellung einer derart geschweißten Folie ist problemlos und kostengünstig. Eine solche längsverschweißte Folie ermöglicht ein aufrechtes und möglichst widerstandsarmes Durchfließen von einer, mit Mikroorganismen und Nährstoffen angereicherten, Suspension zur Zucht von phototrophen Mikroorganismen.According to a particular feature of the invention, the tubes are made of, in particular made of plastic, film tubes whose ends are tightly connected with deflection devices. These film tubes have a thin wall thickness and are inexpensive to procure on the market. Due to the pressureless fluid in fluid situation, the foil hoses are not exposed to forces that could cause any damage. Since there is virtually no load on the film hoses, a long service life is to be expected. According to an alternative embodiment of the invention, the meandering interconnected chambers of two films having parallel Längsverschweißungen formed, wherein the deflection takes place via deflection. The production of such a welded film is easy and inexpensive. Such a longitudinally welded film allows an upright and low-resistance flow possible through a, enriched with microorganisms and nutrients, suspension for the cultivation of phototrophic microorganisms.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Umlenkeinrichtung ein U- förmiger, vorzugsweise einen elliptischen Querschnitt aufweisender, Rohrteil, der mit den durch die Längsschweißungen gebildeten Kammern verbunden ist. Diese Umlenkeinrichtungen erwirken eine obere bzw. eine untere Umlenkung der Suspension, ohne dass eine Kontamination der Mikroorganismen in der Umgebung zugelassen wird. Bei der Einrichtung für Folienschlauchreaktoren werden Einzelschläuche aus Kunststofffolie über die Enden der Rohre gezogen und befestigt. Bei den längsverschweißten Reaktoren werden die beiden Seiten an elliptische Aufnahmerohre geklemmt.According to one embodiment of the invention, the deflection device is a U-shaped, preferably elliptical cross-section exhibiting, tube part which is connected to the chambers formed by the longitudinal welds. These deflectors cause an upper or a lower deflection of the suspension without allowing contamination of the microorganisms in the environment. In the case of film tube reactors, single tubes of plastic film are pulled and fastened over the ends of the tubes. In the longitudinally welded reactors, the two sides are clamped to elliptical receiving tubes.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die, vorzugsweise vorgefertigte, Umlenkeinrichtung ein U-förmiger Rohrteil, der für eine Einbringung an der Unterseite des Reaktors in das Reaktionsmedium von flüssigen und/oder gasförmigen Zusatzstoffen, bzw. für die Ausbringung von gasförmigen Prozessprodukten mindestens eine Bohrung für ein, Mikrobohrungen aufweisendes, Einschubrohr oder ein integriertes Einschubrohr aufweist. Diese unteren Umlenkungen schaffen die Möglichkeit der Versorgung der Mikroorganismen mit wenigstens einem flüssigen und/oder gasförmigen Nährstoff. Entsprechend dem ablaufenden Prozess kann die Einbringung in jeder Umlenkung oder in Abständen erfolgen.According to a particular embodiment of the invention, the, preferably prefabricated, deflection device is a U-shaped tube part, which for introduction at the bottom of the reactor in the reaction medium of liquid and / or gaseous additives, or for the application of gaseous process products at least one bore for having a, micro-holes, insertion tube or an integrated insertion tube. These lower deflections create the possibility of supplying the microorganisms with at least one liquid and / or gaseous nutrient. According to the process running, the introduction can take place in each diversion or at intervals.
In der oberen Umlenkung können im Prozess anfallende Gase oder andere Stoffe gleichzeitig zur Umlenkung der Suspension ausgebracht werden, ohne die Suspension mit Fremdorganismen aus der Umgebung zu kontaminieren in dem die Gasrohre zum Absaugen von im Prozess entstehenden oder überschüssigen Gasen eingesetzt werden.In the upper deflection, gases or other substances accumulating in the process can be applied simultaneously to redirect the suspension without contaminating the suspension with foreign organisms from the environment the gas pipes are used for the extraction of gases generated in the process or excess gases.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Einschubrohr im Bereich des von unten nach oben fließenden Reaktionsmediums eine größere Anzahl und/oder einen größeren Durchmesser aufweisende Mikrobohrungen als im Bereich des von oben nach unten bzw. in Richtung der Schwerkraft fließenden Reaktionsmediums auf. Dadurch wird - entsprechend der Arbeitsweise einer Mammutpumpe - der Flüssigkeitsspiegel in der von unten nach oben durchflossenen Röhre oder Kammer in einer Art „Gaslifteffekt" gegenüber der von oben nach unten durchflossenen Röhre bzw. Kammer angehoben. Diese Differenz des Flüssigkeitsspiegels kann bei einer oftmaligen Hintereinanderschaltung von solchen Einheiten und vermehrter Gaseinbringung in jede aufsteigende Röhre zu einem Anstieg des Flüssigkeitsspiegels am Ende der letzten Röhre bzw. Kammer gegenüber der ersten Röhre oder Kammer führen, wenn die Konstruktion des Reaktors den Anstieg des Flüssigkeitsspiegel berücksichtigt. Trotz dieser vermehrten Einbringung von, vorzugsweise gasförmigen, Zusatzstoffe erfolgt ein stressfreier Transport der Mikroorganismen.According to an advantageous embodiment of the invention, the insertion tube in the region of the flowing from bottom to top reaction medium on a larger number and / or larger diameter having microbores as in the region of the flowing from top to bottom or in the direction of gravity reaction medium. In this way, according to the mode of operation of a mammoth pump, the liquid level in the tube or chamber which flows through from below is raised in a kind of "gas lift effect" with respect to the tube or chamber through which the liquid flows from top to bottom such units and increased gas introduction into each ascending tube will result in an increase in the liquid level at the end of the last tube or chamber relative to the first tube or chamber, if the design of the reactor accounts for the increase in the liquid level. Additives is a stress-free transport of microorganisms.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Einschubrohr an beiden Enden ein Außen- und/oder ein Innengewinde auf. Die Gasrohre sind beispielsweise derart ausgeführt, dass sie durch eine Überwurfmutter gasdicht mit der Baugruppe abschließen können. Wenigstens einer dieser Überwurfmuttern ist mit einem Anschluss für eine Gasleitung versehen.According to one embodiment of the invention, the insertion tube has an outer and / or an internal thread at both ends. The gas pipes are, for example, designed in such a way that they can end in a gastight manner with the assembly by means of a union nut. At least one of these union nuts is provided with a connection for a gas line.
Weiters kann das Gasrohr über sein Innengewinde mit einem Verbindungsstück versehen sein, das an ein weiteres Gasrohr geschraubt werden kann.Furthermore, the gas pipe can be provided via its internal thread with a connecting piece which can be screwed to another gas pipe.
Zum Wechseln wird an einer Seite die Überwurfmutter abgeschraubt, das Verbindungsstück angebracht und das neue Gasrohr an das andere Ende des Verbindungsstückes angebracht. Mit dem neuen Gasrohr wird das zu tauschende Gasrohr durch die Baugruppe geschoben und nimmt dabei gleichzeitig seine Stelle ein. So wird gewährleistet, dass bei minimalem Gasverlust oder Flüssigkeitsverlust das zu wechselnde Gasrohr mit dem neuem Gasrohr durch die Baugruppe geschoben wird. Diese Ausführung ermöglicht ein Warten oder Verändern der Eingasvorrichtung ohne Betriebsunterbrechung bzw. einer nur minimalen Beeinträchtigung des Prozesses.To change the union nut is unscrewed on one side, attached the connector and the new gas pipe attached to the other end of the connector. With the new gas pipe, the gas pipe to be replaced is pushed through the assembly while at the same time taking its place. This ensures that with minimal gas loss or Loss of fluid to be changed gas pipe with the new gas pipe is pushed through the assembly. This embodiment allows a waiting or changing the Eingasvorrichtung without interruption or a minimal impairment of the process.
Das Wechseln der Gasrohre kann folgenden Funktionen innerhalb von Teilen der Photo-Bio-Reaktoren oder der Gesamtanlage erfüllen:The replacement of the gas pipes can fulfill the following functions within parts of the photo-bio-reactors or the whole plant:
• zur Wartung• for maintenance
• zur Änderung der Fließgeschwindigkeit • zur Änderung der Nährlösung• to change the flow rate • to change the nutrient solution
• zum Anpassen der Nährlösung an die Lebensphase der phototrophen Mikroorganismen• to adapt the nutrient solution to the life phase of the phototrophic microorganisms
• zum Bekämpfen von Krankheiten• to fight diseases
• zum Ernten der Mikroorganismen • zum Abtöten von Teilen oder der Gesamtheit der Mikroorganismen• to harvest the microorganisms • to kill parts or all of the microorganisms
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist zum Transport des Reaktionsmediums sowohl innerhalb des Reaktors als auch zwischen Reaktoren eine Archimedische Schraube oder eine Spirale nach Da Vinci oder eine Mammutpumpe vorgesehen. Bei einer derartigen Einrichtung sind auf einer Achse einmalig oder mehrfach gelagert ein oder mehrere Schläuche oder Stege spiralförmig aufgewickelt und in einer beliebigen Technik, beispielsweise geschraubt, verklebt, etc., stabil befestigt. Der oder die jeweiligen Schläuche oder Stege sind an beiden Enden offen. Das Transportelement ist so ausgerichtet und gelagert, dass das untere Ende der Schläuche oder Stege Reaktionsmedium aus einem Behältnis schöpft.According to a particular embodiment of the invention, an Archimedean screw or a Da Vinci spiral or a mammoth pump is provided for transporting the reaction medium both within the reactor and between reactors. In such a device, one or more hoses or webs are spirally wound on an axle once or multiple times and stably fixed in any technique, for example screwed, glued, etc. The one or more hoses or webs are open at both ends. The transport element is aligned and mounted so that the lower end of the tubes or webs draws reaction medium from a container.
Schläuche oder Stege sind jedoch nur soweit ins Reaktionsmedium getaucht, das bei jeder Umdrehung das Schlauchende oder der Steg außerhalb des Reaktionsmediums über die Oberfläche gelangt.However, hoses or webs are only so far submerged in the reaction medium, which passes with each revolution, the end of the hose or the web outside the reaction medium over the surface.
Durch eine langsame Drehung in Spiralrichtung, die keine wesentlichen Zentrifugalkräfte erzeugt, wird das Reaktormedium unter Ausnutzung des hydrostatischen Druckausgleiches in den jeweiligen unteren Hälften der Schläuche oder Stege ans obere Ende der Schraube transportiert. Bei jeder Drehung wird die, in der zuoberst gelegen Halbwindung befindliche Flüssigkeit freigegeben und fällt in ein gegenüber dem Ausgangsbehältnis höher gelegenes Behältnis. Durch wahlweise ganzes oder teilweises Verschließen derBy slow rotation in a spiral direction, which does not generate any significant centrifugal forces, the reactor medium is made use of hydrostatic pressure equalization in the respective lower halves of the hoses or webs transported to the upper end of the screw. With each rotation, the liquid located in the uppermost half-turn is released and falls into a receptacle located higher up from the starting receptacle. By either full or partial closing the
Transportvorrichtung kann Spritzverlust und oder Gasaustritt vermieden werden.Transport device spray loss and or gas leakage can be avoided.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist über dem Behälter oder Becken, in dem die Einrichtung vorgesehen ist, eine Abdeckung, beispielsweise eine Kuppel, aus transparenten oder transluzenten Material, beispielsweise eine Glaskuppel, für eine geschlossene Bauweise der Anlage vorgesehen. Dadurch ist bei einem Einsatz in so genannten warmen Regionen der Vorteil gegeben, dass durch die geschlossene Bauweise eine Rückgewinnung der verdunsteten Flüssigkeit möglich ist.According to a particular feature of the invention, a cover, for example a dome, made of transparent or translucent material, for example a glass dome, is provided above the container or basin in which the device is provided, for a closed construction of the system. As a result, in the case of use in so-called warm regions, there is the advantage that the closed construction makes it possible to recover the evaporated liquid.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments, which are illustrated in the drawing.
Es zeigen: Fig. 1 einen Bioreaktor bestehend aus Röhren,1 shows a bioreactor consisting of tubes,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1 ,2 is a plan view of FIG. 1,
Fig. 3 einen Seitenriss gemäß Fig. 1 ,3 is a side elevation of FIG. 1,
Fig. 4 einen Bioreaktor bestehend aus Stegplatten,4 a bioreactor consisting of web plates,
Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Fig. 4, Fig. 6 einen Seitenriss gemäß Fig. 4,5 is a plan view according to FIG. 4, FIG. 6 is a side elevation according to FIG. 4,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Röhre,7 is a schematic representation of a tube,
Fig. 8 eine Prinzipskizze für den „Gasliff-Effekt,8 is a schematic diagram of the "Gasliff effect,
Fig. 9 eine Einrichtung für einen photochemischen Prozess in einem Becken,9 shows a device for a photochemical process in a basin,
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Lichtführung, Fig. 11 und Fig. 12 eine Umlenkeinrichtung für Folienschläuche,10 is a schematic representation of the light guide, Fig. 11 and Fig. 12 a deflection device for film tubes,
Fig. 13 und Fig. 14 eine Umlenkeinrichtung für längsgeschweißte Folien,13 and FIG. 14 a deflection device for longitudinally welded foils, FIG.
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer Einrichtung aus MehrfachstegplattenFig. 15 is a schematic representation of a device of multiple web plates
Fig. 16 und Fig. 17 eine Umlenkeinrichtung für die Einrichtung gemäß Fig. 15, Fig. 18 und Fig. 19 eine Einbringung der Zusatzstoffe in Mittelteil der Folienschläuche.16 and FIG. 17 a deflection device for the device according to FIG. 15, FIG. Fig. 18 and Fig. 19, a contribution of the additives in the middle part of the film tubes.
Gemäß der Fig. 1 bis 3 besteht ein Reaktor, insbesondere ein Biosolarreaktor 1 , aus mindestens einem Reaktorelement 2, das aus zwei aufrechten, unten verbundenen Röhren 3 gebildet ist. Ein Einlass 4 sowie auch ein Auslass 5 sind am oberen Reaktorrand vorgesehen. Für den Aufbau eines Biosolarreaktors 1 werden eine Vielzahl an Reaktorelementen 2 in Serie geschaltet, wobei immer ein Auslass 5 mit einem Einlass 4 verbunden ist.According to FIGS. 1 to 3, a reactor, in particular a biosolar reactor 1, consists of at least one reactor element 2, which is formed from two upright tubes 3 connected at the bottom. An inlet 4 as well as an outlet 5 are provided at the upper edge of the reactor. For the construction of a biosolar reactor 1, a plurality of reactor elements 2 are connected in series, wherein always an outlet 5 is connected to an inlet 4.
Ein derartiger Biosolarreaktor 1 wird für ein Verfahren für einen photochemischen, wie photokatalytischen und/oder photosynthetischen Prozess, insbesondere für eine Zucht und Produktion bzw. Hydrokultivierung von, vorzugsweise phototrophen, Mikroorganismen eingesetzt. Für seinen Betrieb wird der Biosolarreaktor 1 mit einem Reaktionsmedium 6, beispielsweise einer wässerigen Lösung oder einer Suspension, gefüllt. Im Betrieb wird der Biosolarreaktor 1 nur mehr über seinen ersten Einlass 4 gespeist. Die Führung bzw. Flussrichtung des Reaktionsmediums 6 erfolgt aufrecht, vorzugsweise senkrecht, einmal von oben nach unten und von unten nach oben in einem Reaktorelement 2. Bei einer Hintereinanderschaltung von mehreren Reaktorelementen 2, die miteinander verbunden sind, fließt das Reaktionsmedium 6 mäanderförmig durch den Reaktor. Sowohl die Einbringung bzw. Einspeisung als auch die Ausbringung des Reaktionsmediums 6 in bzw. aus dem Biosolarreaktor 1 , erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, drucklos und frei zur Atmosphäre über die obere Reaktionsmediums-Oberfläche bzw. knapp über dem oberen Flüssigkeitsspiegel oder im Bereich des oberen Flüssigkeitsspiegels des Reaktionsmediums 6.Such a biosolar reactor 1 is used for a process for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for the cultivation and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms. For its operation, the biosolar reactor 1 is filled with a reaction medium 6, for example an aqueous solution or a suspension. In operation, the biosolar reactor 1 is fed only via its first inlet 4. The guide or flow direction of the reaction medium 6 is upright, preferably vertically, once from top to bottom and from bottom to top in a reactor element 2. In a series connection of several reactor elements 2, which are interconnected, the reaction medium 6 flows meandering through the reactor , Both the introduction or feed and the application of the reaction medium 6 in or out of the biosolar reactor 1, preferably carried out continuously, depressurized and free to the atmosphere over the upper reaction medium surface or just above the upper liquid level or in the region of the upper liquid level of the Reaction medium 6.
Die Reaktorelemente 2, sind somit mäanderartig als kommunizierende Röhren 3 miteinander verbunden, wobei der Einlass 4 und der Auslass 5 oben liegen. Die Reaktorelemente 2 sind ganz oder teilweise, je nach Bedarf, nach oben hin offen. Auf Grund des hydrostatischen Druck- und Niveauausgleichs erfolgt über die Einspeisung von Reaktionsmedium 6 am Einlass 4 eine Strömung des Reaktionsmediums 6. Für das Verfahren bedeutet das, dass für die Mikroorganismen eine stressfreie Strömung des Reaktionsmediums 6 erzeugt wird. Dadurch wird ein freies Fließen zwischen den einzelnen Reaktorelementen 2 ermöglicht, ohne das weitere Energie zugeführt werden muss. Das Reaktionsmedium 6 bewegt sich, im Bestreben der Flüssigkeit den Höhenunterschied zwischen Einlass 4 und Auslass 5 auszugleichen, mit minimalem Höhenverlust mäanderartig durch den Reaktor.The reactor elements 2 are thus connected in a meandering manner with each other as communicating tubes 3, the inlet 4 and the outlet 5 being at the top. The reactor elements 2 are wholly or partially, depending on requirements, open at the top. Due to the hydrostatic pressure and level compensation takes place via the feed of reaction medium 6 at the inlet 4, a flow of the reaction medium 6. For the process, this means that for the Microorganisms stress-free flow of the reaction medium 6 is generated. As a result, a free flow between the individual reactor elements 2 is made possible without the additional energy must be supplied. The reaction medium 6 moves in the effort of the liquid to compensate for the difference in height between inlet 4 and outlet 5, with a minimum loss of height meandering through the reactor.
Gemäß den Fig. 4 bis 6 ist eine alternative Bauart eines Biosolarreaktors 1 aufgezeigt. Dieser Biosolarreaktor 1 , besteht aus Steg- bzw. Stegmehrfachplatten 7. Bei dieser Bauart besteht ein Reaktorelement 2 aus zwei, vorzugsweise rechteckigen, aufrechten, aus den Steg- bzw. Stegmehrfachplatten 7 gebildeten Kammern 8, die durch eine Trennwand 9, die am Boden offen ist, gebildet ist. Sowohl der Einlass 4 für die Einbringung bzw. Einspeisung als auch der Auslass 5 ist am oberen Reaktorrand vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 sind bereits zwei Reaktorelemente 2 verbunden.According to FIGS. 4 to 6, an alternative type of biosolar reactor 1 is shown. In this design, a reactor element 2 consists of two, preferably rectangular, upright, formed from the web or web multiple plates 7 chambers 8, through a partition wall 9, which open at the bottom is, is formed. Both the inlet 4 for introduction and the inlet 5 and the outlet 5 is provided at the upper edge of the reactor. In the illustrated embodiment according to FIG. 4, two reactor elements 2 are already connected.
Bei einer Verbindung von zwei oder mehr Reaktorelementen 2 ist deren Trennwand 10 niedriger als die Trennwand 9 zwischen den Röhren 3 bzw. Kammern 8 eines Reaktorelementes 2 ausgebildet. Dadurch entsteht ein Überlauf bzw. eine kommunizierende Öffnung, wenn der Flüssigkeitsstand in denIn a compound of two or more reactor elements 2 whose partition wall 10 is lower than the partition wall 9 between the tubes 3 and chambers 8 of a reactor element 2 is formed. This creates an overflow or a communicating opening when the liquid level in the
Reaktorelementen 2 höher als die Trennwand 10 zwischen den Reaktorelementen 2 ist. Dadurch wird der Energieverbrauch minimiert, indem auf Pumpen zwischen den Prozessschritten weitestgehend verzichtet werden kann und beliebig viele gleich oder verschiedene Prozessschritte in selber Durchflusshöhe aneinander gekoppelt werden können.Reactor elements 2 is higher than the partition wall 10 between the reactor elements 2. As a result, the energy consumption is minimized by eliminating as far as possible pumps between the process steps and any number of equal or different process steps in the same flow height can be coupled to each other.
Die einzelnen Reaktorelemente 2 können transparent oder transluzent oder bei Bedarf auch lichtdicht ausgeführt sein. Als Materialien können sowohl Glas oder UV-durchlässiger Kunststoff, wie z.B. Polymethylmethacrylat Verwendung finden.The individual reactor elements 2 can be made transparent or translucent or, if required, also light-tight. As materials, both glass or UV transparent plastic, e.g. Polymethylmethacrylate find use.
Die Befüllung sowie der Betrieb des Biosolarreaktors 1 erfolgen analog denThe filling and operation of the biosolar reactor 1 are analogous to
Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3. In Hinblick auf die Lichteinstrahlung auf die Reaktorelemente 2 - auf die noch später näher eingegangen wird - ist gemäß der Fig. 6 ein geneigter Reaktor gezeigt. Trotzdem, dass der Reaktor in einem Winkel geneigt ist, fließt das Reaktionsmedium 6 einmal von oben nach unten bzw. in Richtung Schwerkraft und von unten nach oben bzw. gegen die Richtung der Schwerkraft.Versions of FIGS. 1 to 3. With regard to the light irradiation to the reactor elements 2 - which will be discussed in more detail later - is shown in FIG. 6, an inclined reactor. Despite the fact that the reactor is inclined at an angle, the reaction medium 6 flows once from top to bottom or in the direction of gravity and from bottom to top or against the direction of gravity.
Gemäß der Fig. 1 und der Fig. 4 ist für die, kontinuierliche oder chargenweise, Einbringung von Zusatzstoffen 12, wie beispielsweise Nährstofflösungen bzw. - gasen und/oder Oxidationsmittel und/oder Wirksubstanzen und/oder den Prozess fördernde gelöste Stoffe bzw. Gase, vorzugsweise während des Prozesses, an der Reaktorunterseite, im Bereich der Umlenkung des Reaktionsmediums 6, mindestens ein Einbringungseinlass 11 , beispielsweise ein steuerbares Ventil, vorgesehen.1 and FIG. 4 is for the, continuous or batchwise, introduction of additives 12, such as nutrient solutions or - gases and / or oxidants and / or active substances and / or the process promoting solutes or gases, preferably during the process, at the reactor bottom, in the region of the deflection of the reaction medium 6, at least one introduction inlet 11, for example a controllable valve provided.
Entsprechend dem Verfahren wird das Reaktionsmedium 6 wahlweise vor dem Eintritt in den Reaktor mit CO2 oder anderen Gasen gesättigt, der Sättigungsgrad wird den Bedürfnissen des Prozesses entsprechend angereichert und /oder während des Verweilen im Reaktor mit CO2 anderen Gasen versorgt. Der im photosynthetischen Prozess, durch stetes Heranwachsen der Mikroorganismen, sinkende CO2 Gehalt im Reaktionsmedium 6 kann durch die kontinuierliche oder gepagte Einbringung von CO2 ausgeglichen werden.According to the method, the reaction medium 6 is optionally saturated before entering the reactor with CO2 or other gases, the degree of saturation is enriched according to the needs of the process and / or supplied while staying in the reactor with CO2 other gases. The decreasing CO2 content in the reaction medium 6 in the photosynthetic process, due to constant growth of the microorganisms, can be compensated for by the continuous or pulsed introduction of CO2.
Der im photochemischen Prozess, durch stetes Reagieren sinkende Wirkungsgrad im Reaktionsmedium kann durch die, kontinuierliche und/oder chargenweise, Einbringung weiterer Wirkgase ausgeglichen werden.In the photochemical process, by constantly reacting decreasing efficiency in the reaction medium can be compensated by the, continuous and / or batchwise, introducing additional active gases.
Durch die Einbringung der Zusatzstoffe am unteren Ende der Flüssigkeitssäule über die Einbringungseinlässe 11 gemäß der Fig. 7 erfolgt eine Durchmischung und gleichmäßige Verteilung der Zusatzstoffe im Reaktionsmedium 6.By introducing the additives at the lower end of the liquid column via the introduction inlets 11 as shown in FIG. 7, a thorough mixing and uniform distribution of the additives in the reaction medium 6 takes place.
Das Einbringen von Zusatzstoffen 12, wie Fluide und Gase optimiert weiters die Versorgung mit Licht, da durch die somit entstehende Verwirbelung im Reaktionsmedium 6 alle Moleküle oder phototrophen Mikroorganismen ausreichend an die mit Licht durchflutete, außenwandnahe Lichtzone - angedeutet mit den Pfeilen 13 - des Reaktorelementes 2 geführt werden.The introduction of additives 12, such as fluids and gases further optimizes the supply of light, since by the resulting turbulence in the reaction medium 6, all molecules or phototrophic microorganisms sufficiently to the light-flooded, near the outside wall light zone - indicated by the arrows 13 - the reactor element 2 are performed.
Die Einbringung von Fluiden und Gasen erzeugt eine Verwirbelung im Reaktionsmedium 6, wodurch ein weiterer vorteilhafter Effekt zum Tragen kommt, nämlich dass durch das Aufsteigen der Gasbläschen eine kontinuierliche Reinigung der Reaktorinnenflächen bewirkt wird.The introduction of fluids and gases creates a turbulence in the reaction medium 6, whereby a further advantageous effect comes into play, namely that the rising of the gas bubbles, a continuous cleaning of the reactor inner surfaces is effected.
Ferner kann auch durch definiert eingebrachten Fluide und Gase eine Erwärmung oder Abkühlung des Reaktionsmediums 6 erfolgen. Die eingebrachten Zusatzstoffe 12 können somit zum kontrollierten Temperieren des Reaktionsmediums 6 herangezogen werden.Furthermore, heating or cooling of the reaction medium 6 can also take place by means of defined introduced fluids and gases. The introduced additives 12 can thus be used for the controlled temperature control of the reaction medium 6.
Gemäß der Fig. 8 wird die Einbringung von flüssigen und/oder gasförmigen Stoffen bzw. Zusatzstoffen 12 an der Unterseite im Bereich der Umlenkung des Reaktionsmediums 6 durchgeführt. Bei einer besonderen Ausführungsform des Reaktors wird im Bereich des von unten nach oben bzw. gegen die Richtung der Schwerkraft fließenden Reaktionsmediums 6 eine größere Menge von flüssigen und/oder gasförmigen Stoffen bzw. Zusatzstoffen 12 eingebracht als im Bereich des von oben nach unten bzw. in Richtung der Schwerkraft fließendenAccording to FIG. 8, the introduction of liquid and / or gaseous substances or additives 12 on the underside in the region of the deflection of the reaction medium 6 is performed. In a particular embodiment of the reactor, a larger amount of liquid and / or gaseous substances or additives 12 is introduced in the area of the reaction medium 6 flowing from bottom to top or against the direction of gravity than in the area from top to bottom or in Direction of gravity flowing
Reaktionsmediums 6. Dadurch wird - wie bereits angesprochen, entsprechend der Arbeitsweise einer Mammutpumpe - der Flüssigkeitsspiegel in der von unten nach oben durchflossenen Röhre 3 oder Kammer in einer Art „Gaslifteffekt" gegenüber der von oben nach unten durchflossenen Röhre 3 bzw. Kammer 8 angehoben. Diese Differenz des Flüssigkeitsspiegels a kann bei einer oftmaligen Hintereinanderschaltung von Reaktorelementen 2 mit vermehrter Gaseinbringung in jede aufsteigende Röhre 3 zu einem Anstieg des Flüssigkeitsspiegels am Ende der letzten Röhre 3 bzw. Kammer 8 gegenüber der ersten Röhre 3 oder Kammer 8 führen, wenn die Konstruktion des Reaktors den Anstieg des Flüssigkeitsspiegels berücksichtigt. Trotz dieser vermehrten Einbringung von, vorzugsweise gasförmigen, Zusatzstoffe 12 erfolgt ein stressfreier Transport der Mikroorganismen. Gemäß der Fig. 9 besteht der vom Reaktionsmedium 6 durchflossene Reaktor aus mindestens einem, aus zwei senkrecht oder in einem Winkel geneigten, unten verbundenen, Röhren 3 bzw. Kammern 8 gebildeten, Reaktorelement 2. Eine Vielzahl dieser Reaktorelemente 2 sind serienmäßig zu einem Reaktorpanel 13 verbunden. Die, vorzugsweise serienmäßig miteinander verbundenen,As a result, as already mentioned, according to the mode of operation of a mammoth pump, the liquid level in the tube 3 or chamber, which flows from bottom to top, is raised in a kind of "gas lift effect" with respect to the tube 3 or chamber 8 which flows through from top to bottom. This difference in the liquid level a can lead to an increase of the liquid level at the end of the last tube 3 or chamber 8 with respect to the first tube 3 or chamber 8 in a series connection of multiple reactor elements 2 with increased gas introduction into each ascending tube 3, if the construction of the Despite this increased introduction of, preferably gaseous, additives 12 takes place a stress-free transport of the microorganisms. According to FIG. 9, the reactor through which the reaction medium 6 flows consists of at least one reactor element 2 formed from two tubes 3 or chambers 8 which are inclined at an angle or are inclined at an angle. A multiplicity of these reactor elements 2 are standard in the form of a reactor panel 13 connected. The, preferably series-connected,
Reaktorpanele 13 sind rahmenartige nahezu parallel zueinander, vorzugsweise fest montiert, zu einem Reaktor, insbesondere Biosolarreaktor 1 , angeordnet. Der Biosolarreaktor 1 ist mit seinen Reaktorpanelen 13 in einer Licht leitenden Flüssigkeit 14 angeordnet. Diese Licht leitende Flüssigkeit 14 kann in einem Becken oder einem Behälter 15 vorgesehen sein.Reactor panels 13 are frame-like almost parallel to each other, preferably fixedly mounted, to a reactor, in particular biosolar reactor 1, respectively. The biosolar reactor 1 is arranged with its reactor panels 13 in a light-conducting liquid 14. This light-conducting liquid 14 may be provided in a basin or a container 15.
Sowohl eine Einbringung als auch eine Ausbringung des Reaktionsmediums 6 in bzw. aus dem Reaktor erfolgt, vorzugsweise kontinuierlich, drucklos und frei zur Atmosphäre über die obere Reaktionsmediums-Oberfläche. Auf Grund des hydrostatischen Druck- und Niveauausgleich ist eine für die Mikroorganismen stressfreie Strömung des Reaktionsmediums 6 gegeben.Both an introduction and an application of the reaction medium 6 into or out of the reactor takes place, preferably continuously, without pressure and free to the atmosphere via the upper reaction medium surface. Due to the hydrostatic pressure and level compensation for the microorganisms stress-free flow of the reaction medium 6 is given.
Natürlich werden in der Praxis - entgegen der Darstellung in der Zeichnung - die Reaktorpanele 13 serienmäßig miteinander zu einem Biosolarreaktor 1 verbunden und die Einbringung bzw. die Ausbringung erfolgt an einer Stelle.Of course, in practice - contrary to the representation in the drawing - the reactor panels 13 are connected in series with each other to a biosolar reactor 1 and the introduction or the application takes place at one point.
Die Oberseite des jeweiligen Reaktorpaneies 13 ist entweder mit einem Schwimmkörper versehen oder von oben hängend befestigt, so dass die oberer Reaktorkante nicht unter den oberen Rand der Umgebungsflüssigkeit eintauchen kann und somit eine oben offene Situation gegeben ist.The top of the respective Reaktorpaneies 13 is either provided with a floating body or attached hanging from above, so that the upper edge of the reactor can not submerge under the upper edge of the surrounding liquid and thus is given an open-top situation.
Die untere Seite des Reaktorpaneies 13 ist so ausgeführt, dass sie entweder durch das Eigengewicht oder durch zusätzliche Gewichte ein nahezu senkrechtes Hängen in der Licht leitenden Flüssigkeit 14 zulässt.The lower side of Reaktorpaneies 13 is designed so that it allows either by its own weight or by additional weights a nearly vertical hanging in the light-conducting liquid 14.
Wie bereits erwähnt, ist die Lichtzufuhr zur Oberfläche der Reaktorpanele 13 des Biosolarreaktors 1 von immenser Bedeutung. Um diese Voraussetzung zu schaffen, ist die den Reaktor umgebende Licht leitende Flüssigkeit 14 in einem oben offenen Behälter 15 oder Becken vorgesehen, dessen Innenflächen 16 Licht reflektierend ausgeführt sind.As already mentioned, the light supply to the surface of the reactor panels 13 of the biosolar reactor 1 is of immense importance. To create this condition, the light-conducting liquid 14 surrounding the reactor is in one provided above open container 15 or basin whose inner surfaces 16 are designed to be light reflective.
Über dem Behälter 15 oder Becken, in dem der Biosolarreaktor 1 vorgesehen ist, kann eine Abdeckung, beispielsweise eine Kuppel, aus transparenten oder transluzenten Material, beispielsweise eine Glaskuppel, für eine geschlossene Bauweise der Anlage vorgesehen sein.Above the container 15 or basin in which the biosolar reactor 1 is provided, a cover, for example a dome, of transparent or translucent material, for example a glass dome, can be provided for a closed construction of the system.
Um die Lichtverhältnisse für den Biosolarreaktor 1 noch weiter zu verbessern, werden gemäß Fig. 10 über der Licht leitenden Flüssigkeit 14 bzw. über demIn order to improve the lighting conditions for the biosolar reactor 1 even further, as shown in Fig. 10 on the light-conducting liquid 14 and on the
Behälter 15 oder Becken Reflektoren 17 vorgesehen, die Licht, vorzugsweise das Sonnenlicht 18, in die Licht leitende Flüssigkeit 14, vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Flüssigkeitsoberfläche, einleiten. Zur Sammlung des in die Licht leitende Flüssigkeit 14 einleitbaren Lichtes können vor den Reflektoren 17 - nicht dargestellte - Licht-Kollektoren vorgesehen sein. Ebenso können vor demContainer 15 or basin reflectors 17 are provided, the light, preferably the sunlight 18, in the light-conducting liquid 14, preferably at a right angle to the liquid surface, initiate. To collect the light which can be introduced into the light-conducting liquid 14, light collectors can be provided in front of the reflectors 17 -not shown. Likewise, before the
Einleiten des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit 14 Filter, insbesondere zur Filterung der für die Mikroorganismen schädlichen Wellenlängen, vorgesehen sein. Auch eine gepulste Einleitung des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit 14 ist durchführbar.Introducing the light into the light-conducting liquid 14 filter, in particular for filtering the harmful for the microorganisms wavelengths, be provided. Also, a pulsed introduction of the light into the light-conducting liquid 14 is feasible.
Gemäß der Fig. 11 und Fig. 12 bestehen die Röhren 3 aus Folienschläuchen 19, die insbesondere aus Kunststoff und dünnwandig hergestellt sind. Die Enden dieser Folienschläuche 19 sind mit Umlenkeinrichtungen 20 dicht verbunden. Die, vorzugsweise vorgefertigte, Umlenkeinrichtung 20 ist ein U-förmiger Rohrteil, der für eine Einbringung an der Unterseite des Reaktors in das Reaktionsmedium 6 von flüssigen und/oder gasförmigen Zusatzstoffen 12, bzw. für die Ausbringung von gasförmigen Prozessprodukten mindestens eine Bohrung 21 für ein, Mikrobohrungen 22 aufweisendes, Einschubrohr 23 oder ein integriertes Einschubrohr 24 aufweist.According to FIGS. 11 and 12, the tubes 3 consist of foil tubes 19, which are produced in particular from plastic and thin-walled. The ends of these film tubes 19 are connected tightly with deflection devices 20. The, preferably prefabricated, deflection device 20 is a U-shaped tube part, which is for insertion at the bottom of the reactor in the reaction medium 6 of liquid and / or gaseous additives 12, or for the application of gaseous process products at least one bore 21 for a , Micro-bores 22 exhibiting, insertion tube 23 or an integrated insertion tube 24 has.
Gemäß der Fig. 13 und der Fig. 14 ist eine alternative Lösung für die Bildung eines Reaktorpaneies 13 aufgezeigt. Die mäanderförmig miteinander verbundenen Kammern 8 sind aus zwei Folien 25, die parallele Längsverschweißungen 26 aufweisen, gebildet. Die Umlenkung erfolgt wieder über Umlenkeinrichtungen 27. Die Umlenkeinrichtung 27 ist ein U-förmiger, vorzugsweise einen elliptischen Querschnitt aufweisender, Rohrteil, der mit den durch die Längsschweißungen gebildeten Kammern 8 verbunden ist.Referring to Fig. 13 and Fig. 14, an alternative solution for forming a reactor panel 13 is shown. The meandering interconnected chambers 8 are made of two sheets 25, which are parallel Longitudinal welds 26 have formed. The deflection takes place again via deflection devices 27. The deflection device 27 is a U-shaped, preferably elliptical cross-section exhibiting, tube part which is connected to the chambers 8 formed by the longitudinal welds.
Gemäß der Fig. 15 ist ein Biosolarreaktor 1 aus einer Mehrfach-Stegplatte 7 gezeigt. Im Falle dieser Ausführungsart ist die Einrichtung als Kompakteinrichtung ausgeführt, wobei die Umlenkeinrichtung 28 mit dem oberen und unteren Ende der Stegplatte 7 dicht verbunden ist. Der Reaktor kann vor dem Einlass 4 bzw. nach dem Auslass 5 aus dem Reaktor Sifone 29 aufweisen. DasReferring to FIG. 15, a biosolar reactor 1 is shown from a multi-wall plate 7. In the case of this embodiment, the device is designed as a compact device, wherein the deflecting device 28 is sealed to the upper and lower end of the web plate 7. The reactor may have upstream of the inlet 4 or after the outlet 5 from the reactor Sifone 29. The
Reaktionsmedium 6 kann somit durch den Sifon 29 dem ersten Reaktorelement 2 druckfrei bzw. drucklos zugeführt werden. An seiner unteren Seite weist der Reaktor die Einschubrohre 23 für die Einbringung der Zusatzstoffe 12 auf. An seiner oberen Seite sind weitere Einschubrohre 30 für die Ausbringung von gasförmigen Prozessprodukten, wie beispielsweise Sauerstoff, vorzugsweise während des Prozesses, vorgesehen. Diese Einschubrohre 30 sind über der Reaktionsmediums-Oberfläche bzw. über der Oberseite der Reaktorelemente 2 vorgesehen. Zur Ausbringung dieser gasförmigen Prozessprodukte kann eine über dem Flüssigkeitsspiegel des Reaktionsmediums 6 bzw. über der Oberseite der Reaktorelemente vorgesehene Sammeleinrichtung vorgesehen sein.Reaction medium 6 can thus be fed through the siphon 29 to the first reactor element 2 without pressure or without pressure. At its lower side, the reactor has the insertion tubes 23 for the introduction of the additives 12. On its upper side, further insertion tubes 30 are provided for the application of gaseous process products, such as oxygen, preferably during the process. These insertion tubes 30 are provided above the reaction medium surface or above the top of the reactor elements 2. To dispense these gaseous process products, a collecting device provided above the liquid level of the reaction medium 6 or above the upper side of the reactor elements can be provided.
Gemäß der Fig. 16 und Fig. 17 ist eine aus Einzelteilen bestehende Umlenkeinrichtung 28 für einen aus Stegplatten 7 hergestellten Biosolarreaktor 1 gezeigt. Dabei sind die einzelnen Steges 31 der jeweiligen Innenform der Stegplatte 7 angepasst. Die Einschubrohre 23 für die Einbringung der Zusatzstoffe 12 sind integriert.According to FIGS. 16 and 17, an individual-part deflection device 28 for a biosolar reactor 1 produced from web plates 7 is shown. The individual webs 31 of the respective inner shape of the web plate 7 are adapted. The insertion tubes 23 for the introduction of the additives 12 are integrated.
Gemäß der Fig. 18 und Fig. 19 ist ein Folienschlauch 19 gezeigt, wobei die Einbringung der Zusatzstoffe auch entlang der Höhe, beispielsweise in der halben Höhe, der Folienschläuche 19 erfolgen kann. Dabei kann der Folienschlauch 19 in seiner halben Höhe durchtrennt sein und ein Kunststoffzwischenstück 32 ist zur Verbindung der beiden Teile vorgesehen. Dieses Kunststoffzwischenstück 32 weist die mit Mikrobohrungen versehenen Leitungen 33 zur Einbringung der Zusatzstoffe 12 auf.According to FIGS. 18 and 19, a film tube 19 is shown, wherein the introduction of the additives can also take place along the height, for example at half the height, of the film tubes 19. In this case, the film tube 19 may be severed in its half height and a plastic spacer 32 is provided for connecting the two parts. This plastic spacer 32 has the microbored lines 33 for introducing the additives 12.
Zu den Einschubrohren 23 muss noch erwähnt werden, dass an beiden Enden ein Außen- und/oder ein Innengewinde vorgesehen ist. Zum Wechseln wird an einer Seite die Überwurfmutter abgeschraubt, ein Verbindungsstück angebracht und das neue Gasrohr an das andere Ende des Verbindungsstückes angebracht. Mit dem neuen Gasrohr wird das zu tauschende Gasrohr durch die Baugruppe geschoben und nimmt dabei gleichzeitig seine Stelle ein. So wird gewährleistet, dass bei minimalem Gasverlust oder Flüssigkeitsverlust das zu wechselnde Einschubrohr 23 mit dem neuem Gasrohr 21 durch die Baugruppe geschoben wird. Diese Ausführung ermöglicht ein Warten oder Verändern der Eingasvorrichtung ohne Betriebsunterbrechung bzw. einer nur minimalen Beeinträchtigung des Prozesses.To the insertion tubes 23 has yet to be mentioned that at both ends an outer and / or an internal thread is provided. To change the cap nut is unscrewed on one side, a connector attached and attached the new gas pipe to the other end of the connector. With the new gas pipe, the gas pipe to be replaced is pushed through the assembly while at the same time taking its place. This ensures that with minimal gas loss or loss of fluid to be changed insertion tube 23 is pushed with the new gas pipe 21 through the assembly. This embodiment allows a waiting or changing the Eingasvorrichtung without interruption or a minimal impairment of the process.
Zum stressfreien Transport des Reaktionsmediums 6 kann sowohl innerhalb des Reaktors als auch zwischen Reaktoren eine Archimedische Schraube oder eine Spirale nach Da Vinci oder eine Mammutpumpe vorgesehen sein. For stress-free transport of the reaction medium 6, an Archimedean screw or a Da Vinci spiral or a mammoth pump can be provided both within the reactor and between reactors.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Einrichtung für einen photochemischen, wie photokatalytischen und/oder photosynthetischen Prozess, insbesondere für eine Zucht und Produktion bzw. Hydrokultivierung von, vorzugsweise phototrophen, Mikroorganismen, wobei ein Reaktor, insbesondere ein Bioreaktor, vorgesehen ist und ein Reaktionsmedium, beispielsweise eine wässerige Lösung oder eine Suspension, mäanderförmig in dem Reaktor geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Reaktionsmedium (6) durchflossene Reaktor aus mindestens einem, aus zwei senkrecht oder in einem Winkel geneigten, unten verbundenen, Röhren (3) bzw. Kammern (8) gebildeten, Reaktorelement (2) besteht, wobei sowohl eine Einbringung als auch eine Ausbringung des Reaktionsmediums (6) in bzw. aus dem Reaktor, vorzugsweise kontinuierlich, drucklos und frei zur Atmosphäre über die obere Reaktionsmediums-Oberfläche erfolgt und auf Grund des hydrostatischen Druck- und Niveauausgleich eine für die Mikroorganismen stressfreie Strömung des Reaktionsmediums (6) gegeben ist und dass der Reaktor mit seinen, vorzugsweise aus transparenten oder transluzenten1. A device for a photochemical, such as photocatalytic and / or photosynthetic process, in particular for a breeding and production or hydroculturing of, preferably phototrophic, microorganisms, wherein a reactor, in particular a bioreactor, is provided and a reaction medium, for example an aqueous solution or a suspension meandering in the reactor, characterized in that the reactor through which the reaction medium (6) consists of at least one of two vertically or at an angle inclined, downwardly connected, tubes (3) and chambers (8) formed, Reactor element (2), wherein both an introduction and an application of the reaction medium (6) into or out of the reactor, preferably continuously, depressurized and free to the atmosphere via the upper reaction medium surface and due to the hydrostatic pressure and level compensation a stress-free flow of the reaction for the microorganisms is given to the medium and that the reactor with its, preferably from transparent or translucent
Material bestehenden, Röhren (3) bzw. Kammern (8) in einer Licht leitenden Flüssigkeit (14) angeordnet ist.Material existing, tubes (3) or chambers (8) in a light-conducting liquid (14) is arranged.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verbindung zu einem Reaktorpanel (13) von zwei oder mehr2. Device according to claim 1, characterized in that when connected to a reactor panel (13) of two or more
Reaktorelementen (2) deren Trennwand (10) niedriger als die Trennwand (9) zwischen den Röhren (3) bzw. Kammern (8) des Reaktorelementes (2) ausgebildet ist, wodurch ein Überlauf bzw. eine kommunizierende Öffnung entsteht, wenn der Flüssigkeitsstand in den Reaktorelementen (2) höher als die Trennwand (10) zwischen den Reaktorelementen (2) ist und dasReactor elements (2) whose partition (10) is lower than the partition wall (9) between the tubes (3) and chambers (8) of the reactor element (2) is formed, whereby an overflow or a communicating opening is formed when the liquid level in the reactor elements (2) is higher than the dividing wall (10) between the reactor elements (2) and that
Reaktorpaneel (13) mäanderförmig durchfließbar ist. Reactor panel (13) can be flowed meandering.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Reaktor umgebende Licht leitende Flüssigkeit (14) in einem oben offenen Behälter (15) oder Becken, dessen Innenflächen (16) vorzugsweise Licht reflektierend ausgeführt sind, vorgesehen ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the reactor surrounding the light-conducting liquid (14) in an open-topped container (15) or basin whose inner surfaces (16) are preferably designed to be reflective light is provided.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über der Licht leitenden Flüssigkeit (14) bzw. über dem Behälter (15) oder Becken Reflektoren (17) vorgesehen sind, die Licht, vorzugsweise das Sonnenlicht (18), in die Licht leitende Flüssigkeit (14), vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Flüssigkeitsoberfläche, einleiten.4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that above the light-conducting liquid (14) or above the container (15) or basin reflectors (17) are provided, the light, preferably the sunlight (18 ) into the light-conducting liquid (14), preferably at a right angle to the liquid surface.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sammlung des in die Licht leitende Flüssigkeit (14) einleitbaren Lichtes Licht-Kollektoren vorgesehen sind, die insbesondere vor den Reflektoren (17) angeordnet sind.5. Device according to claim 4, characterized in that light collectors are provided for collecting the light which can be conducted into the light-conducting liquid (14), light collectors being arranged in particular in front of the reflectors (17).
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit (14) Filter, insbesondere zur Filterung der für die Mikroorganismen schädlichen Wellenlängen, vorgesehen sind.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that prior to the introduction of the light in the light-conducting liquid (14) filters, in particular for filtering the harmful for the microorganisms wavelengths are provided.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung des Lichtes in die Licht leitende Flüssigkeit (14) gepulst erfolgt.7. Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the introduction of the light into the light-conducting liquid (14) is pulsed.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (3) aus, insbesondere aus Kunststoff hergestellten, Folienschläuchen (19), bestehen, deren Enden mit Umlenkeinrichtungen (20 dicht verbunden sind.8. Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the tubes (3) made of, in particular made of plastic, film tubes (19), consist, the ends of which are connected tightly with deflecting means (20).
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderförmig miteinander verbundenen Kammern (8) aus zwei Folien (25), die parallele Längsverschweißungen (26) aufweisen, gebildet sind, wobei die Umlenkung über Umlenkeinrichtungen (27) erfolgt.9. Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the meandering interconnected chambers (8) of two films (25), the parallel Längsverschweißungen (26), are formed, wherein the deflection takes place via deflection devices (27).
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (27) ein U-förmiger, vorzugsweise einen elliptischen10. Device according to claim 9, characterized in that the deflection device (27) has a U-shaped, preferably an elliptical
Querschnitt aufweisender, Rohrteil ist, der mit den durch die Längsschweißungen (26) gebildeten Kammern (8) verbunden ist.Having a cross-section, the tube part is connected to the chambers (8) formed by the longitudinal welds (26).
11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise vorgefertigte, Umlenkeinrichtung11. Device according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that the, preferably prefabricated, deflection device
(20, 27, 28) ein U-förmiger Rohrteil ist, der für eine Einbringung an der Unterseite des Reaktors in das Reaktionsmedium (6) von flüssigen und/oder gasförmigen Zusatzstoffen (12), bzw. für die Ausbringung von gasförmigen Prozessprodukten mindestens eine Bohrung (21) für ein, Mikrobohrungen (22) aufweisendes, Einschubrohr (23, 30) oder ein integriertes Einschubrohr (24) aufweist.(20, 27, 28) is a U-shaped tube part, which is for introduction at the bottom of the reactor in the reaction medium (6) of liquid and / or gaseous additives (12), or for the application of gaseous process products at least one Bore (21) for a, microbores (22) exhibiting, insertion tube (23, 30) or an integrated insertion tube (24).
12. Einrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubrohr (23, 30) im Bereich des von unten nach oben fließenden Reaktionsmediums (6) eine größere Anzahl und/oder einen größeren12. The device according to claim 11, characterized in that the insertion tube (23, 30) in the region of the flowing from bottom to top reaction medium (6) a larger number and / or a larger
Durchmesser aufweisende Mikrobohrungen (22) als im Bereich des von oben nach unten bzw. in Richtung der Schwerkraft fließenden Reaktionsmediums (6) aufweist.Having micro-bore diameter (22) as in the region of the flowing from top to bottom or in the direction of gravity reaction medium (6).
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das13. Device according to claim 12, characterized in that the
Einschubrohr (23, 30) an beiden Enden ein Außen- und/oder ein Innengewinde aufweist.Insertion tube (23, 30) has an outer and / or an internal thread at both ends.
14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Transport des Reaktionsmediums (6) sowohl innerhalb des Reaktors als auch zwischen Reaktoren eine Archimedische Schraube oder eine Spirale nach Da Vinci oder eine Mammutpumpe vorgesehen ist. 14. Device according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that for transporting the reaction medium (6) both within the reactor and between reactors an Archimedean screw or a Da Vinci spiral or a mammoth pump is provided.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Behälter (15) oder Becken, in dem die Einrichtung vorgesehen ist, eine Abdeckung, beispielsweise eine Kuppel, aus transparenten oder transluzenten Material, beispielsweise eine Glaskuppel, für eine geschlossene Bauweise der Anlage vorgesehen ist. 5. Device according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that above the container (15) or basin in which the device is provided, a cover, such as a dome, made of transparent or translucent material, such as a glass dome, is intended for a closed design of the system.
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