JP2014221051A - 光化学プロセスのための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つの反応器要素2から成る反応器、特にバイオソーラー反応器1が設けられている。反応器要素2は、直立し下側で連結された2本の管3から構成される。さらに、インレット4もアウトレット5も反応器の上縁に設けられている。反応媒体6の蛇行状の誘導は、垂直にまたはある角度で傾斜して、少なくとも1回、上から下にまたは重力方向に、そして下から上にまたは反重力方向に行われる。反応媒体6の反応器内への導入または反応器からの排出も、好ましくは連続的に、圧力なしで、大気に開放して、上側の反応媒体表面の上方に行われ、その際、流体静力学的圧力および液面均衡に基づき、微生物にとってストレスのない反応媒体6の流れが生成される。
【選択図】図1
Description
・廃水の光化学処理および/または光合成処理
・光合成微生物によるCO2の酸素への光合成代謝(photosynthetische Verstoffwechslung)
・研究目的のための光合成微生物の培養および生産
・光化学プロセスおよび/または光合成プロセスに関する研究
・食品生産物および食品原料のための光合成微生物の培養および生産
・製薬産業の原料のための光合成微生物の培養および生産
・動力用燃料製造およびエネルギー生産用の原料および燃料のための光合成微生物の培養および生産
・化学産業の原料のための光合成微生物の培養および生産
・光合成プロセス中に利用可能なガス(例えば水素)を放出する光合成微生物の培養および生産
・貫流速度
・反応器要素の断面積
・反応器要素の高さ
・投入されるガス状でない物質の数および性質
吹き込まれたガスの性質、数、密度、および圧力
・蛇行状の誘導部へと結合された反応器要素の数
・プロセス排ガスを排出する手段
・プロセス温度
・滞留期間および光に対する位置
・熟成槽および/または暗槽(Dunkeltank)中での滞在期間
・沈殿槽のための追加の高さ
・反応器相互間またはプロセスステップ間の流れ区間の乗り越えるべき追加の高さ
・下へ流れる水によるハイドロサイクロンの運転
・フィルタの通過
・反応媒体からの生成物の分離
・媒体を再利用するための浄化設備を、設備全体内でポンプのための追加のエネルギーを消費せずに通過
・プロセスのその段階で超えるべき高さの損失がない
・流速の優れた制御
・そのプロセスでのガスの需要が少ない場合には、適度な乱流(光供給およびフィルム造形)および経済的な運転
・プロセスのその段階中で、乗り越えるべき高さの大きな損失がない(後に接続されたガスリフト)
・流速の優れた制御
・そのプロセスでのガスの需要がほとんどない場合には、乱流のために必要な最低限のガス注入(光供給およびフィルム造形)、およびそれによる経済的な運転
・反応媒体6が同じ反応器を複数回通過するための輸送
・1回または複数回通過する一連の、場合によっては異なる反応器間および/または熟成槽間の輸送
・反応媒体6を槽と任意のバイオ反応器との間における交互の1回または複数回の輸送
・反応媒体を槽間での1回または複数回の輸送
・太陽光照射に追従するための回転要素としての機能
・反応器を設備全体の別の部分に対して持ち上げるまたは下げる
・太陽に向けて反応器を傾けるための傾斜機能
・反応器パネル18を支える
・反応器パネル18を蛇行状に相互に結合させる
・個々の反応器要素を気密に密閉できる
・少なくとも1つの反応器パネル18を、パネル軸に沿ってある角度で傾ける
・ソーラー反応器内での連続的な光触媒および光合成プロセスおよび輸送
・プロセス中の、制御され最適化されたエネルギー消費
・栄養溶液およびプロセス促進溶液の、制御され最適化された導入
・栄養ガスおよびプロセスガスの、制御され最適化された導入
・有害物質の、制御され最適化された低減
・ガス状のプロセス生成物の最適化された排出および採集
・制御され最適化された光の供給
・光誘導によるスペース使用の最小化
・制御され最適化されたプロセス温度
・反応媒体6中における微生物にとってストレスのない輸送
・流速の制御
Claims (23)
- 微生物の水栽培のための光化学プロセス方法であり、その際、反応媒体が反応器内で蛇行状に誘導される方法であって、前記反応媒体(6)の蛇行状の誘導が、垂直にまたはある角度で傾けて、少なくとも1回、上から下までまたは重力方向に、そして下から上までまたは反重力方向に行われ、そして前記反応媒体(6)の反応器内への導入も、そしてその反応器からの排出も、連続的に、加圧せずに、かつ大気に開放された状態で、反応媒体表面上より上で行い、その際、流体静力学的圧力−および液面均衡(Niveauausgleich)に基づき、反応媒体(6)の流れを生じさせることを特徴とする、上記方法。
- 液状および/またはガス状の添加物質(12)のプロセス中における、連続式またはバッチ式の導入を、下側で、前記反応媒体(6)が方向転換する区域内で行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 液体カラムの下端で添加物質(12)を導入することにより、前記反応媒体(6)中での添加物質(12)の混合および均一な分布を生じさせることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 導入可能な添加物質(12)を、所定温度で導入することを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。
- 液状および/またはガス状の物質および/または添加物質(12)の導入を、前記反応媒体(6)が方向転換する区域内の下側で行い、その際、上から下までまたは重力方向で流れる前記反応媒体(6)の領域内におけるよりも、多量の液状および/またはガス状の物質または添加物質(12)を下から上までまたは反重力方向で流れる前記反応媒体(6)の領域内において導入することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか一つに記載の方法。
- ガス状のプロセス生成物、の排出をプロセス中に、前記反応媒体表面より上で行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- 前記反応器が、地平線の太陽軌道の円弧全体にわたり、太陽放射に対応して回転式に誘導または制御されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法を実施するための装置であり、その際、管から成る反応器が設けられた上記装置であって、前記反応器が、少なくとも1つの反応器要素(2)から成り、該反応器要素が、直立した、下方で連結された2つの管(3)から成り、そしてインレット(4)もアウトレット(5)も、前記反応器の上縁に設けられていることを特徴とする、上記装置。
- 請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法を実施するための装置であり、その際、ウェブプレートまたはウェブマルチプレートから成る要素を備える、反応器が設けられた上記装置であって、前記反応器が、少なくとも1つの反応器要素(2)から成り、該反応器要素が、長方形で直立した、ウェブプレートまたはウェブマルチプレート(7)から形成された2つのチャンバ(8)から形成され、該反応器は底部が開放された隔壁(9)によって形成されており、そしてインレット(4)もアウトレット(5)も、前記反応器の上縁に設けられていることを特徴とする、上記装置。
- 2つまたはより多くの反応器要素(2)が1つの反応器パネル(18)へと結合された場合において、反応器要素間の隔壁(10)が、前記反応器要素(2)の管(3)またはチャンバ(8)の間の隔壁(9)より低く形成されており、それにより、前記反応器要素(2)内の液位が、その反応器要素(2)間の前記隔壁(10)より高い場合に、溢流口および/または連通口が生じることを特徴とする、請求項8または9に記載の装置。
- 直列に相互に結合された反応器パネル(18)が、枠状の収容装置(25)内で互いに平行に固定して組み立てられて、1つの反応器へと配置されており、前記反応器が、少なくとも1つの垂直な軸(26)を介した回転機構によって光が照射するように調節可能であり、その際、前記反応器が、起立させて、懸架されて、あるいは浮揚体上に浮遊させて設けられることを特徴とする、請求項10に記載の装置。
- 太陽軌道を捉えるためにセンサが設けられ、前記反応器に対する光の照射のために、前記センサを介して回転運動の制御を行うことを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記反応器のための光の照射を、人工光照明によって行うことを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 複数の反応器から成る設備において、光照射のための回転運動が、全ての反応器に関して同期されていることを特徴とする、請求項11〜13のいずれか一つに記載の装置。
- 反応器パネル(18)および/または反応器の、少なくとも一部が光を反射して機能することを特徴とする、請求項11〜14のいずれか一つに記載の装置。
- 前記装置のために、連続的なまたはバッチ式による添加物質(12)の導入のために、プロセス中に、前記反応器の下側で、前記反応媒体が方向転換する区域内に、少なくとも1つの導入口(11)を設けることを特徴とする、請求項8〜15のいずれか一つに記載の装置。
- 前記反応器要素(2)および/または前記反応器パネル(18)内の方向転換の区域内で添加剤を導入するために、微細孔(22)を有する貫通した管(21)の配置のための孔(20)を設けることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 前記ガス管(21)が、下から上までまたは逆重力方向に流れる反応媒体(6)の領域内では、上から下までまたは重力方向に流れる反応媒体(6)の領域内において有する場合よりも、多数のおよび/または大きい径の微細孔を有することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- ガス管(21)が、両端に雄ねじ山および/または雌ねじ山(23)を有することを特徴とする、請求項16または17に記載の装置。
- ガス状のプロセス生成物をプロセス中に排出するために、排出口(16)が設けられ、この排出口が、前記反応媒体表面または前記反応器要素(2)の上面より上に設けられていることを特徴とする、請求項8〜19のいずれか一つに記載の装置。
- ガス状のプロセス生成物を排出するために、前記反応媒体表面または前記反応器要素の上面より上に設けられた採集装置(17)が、排出口(16)を設けられていることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
- インレット(4)の前および/またはアウトレット(5)の後ろに、サイフォン(15)が設けられていることを特徴とする、請求項8〜21のいずれか一つに記載の装置。
- 前記の反応器内にも、反応器間にも、前記反応媒体(6)を輸送するために、アルキメディアン・スクリュー(14)またはダ・ヴィンチの螺旋が設けられていることを特徴とする、請求項8〜22のいずれか一つに記載の装置。
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