MX2008010831A

MX2008010831A - Dispositivo de enfriamiento para uso en un horno de arco electrico.

Info

Publication number: MX2008010831A
Application number: MX2008010831A
Authority: MX
Inventors: Valery Shver
Original assignee: Process Technology Internat
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2009-03-02
Also published as: EP2002191A4; CA2642807A1; EP2002191A2; WO2007100441A2; US20070211780A1; TR200806339T1; US20090129428A1; US7483471B2; WO2007100441A3

Abstract

Se provee un dispositivo de enfriamiento para que se utilice en un horno de arco eléctrico. El dispositivo de enfriamiento provee un método novedoso y efectivo para enfriar quemadores, toberas, encerramientos, y otros dispositivos utilizados en ambientes de temperatura muy alta, tal como hornos de arco eléctrico. De acuerdo con un aspecto de la invención, utilizado en un proceso para hacer acero, en un horno de arco eléctrico, se inserta un tubo de enfriamiento dentro de una cavidad de enfriamiento en un quemador. El líquido de refrigeración se inyecta a través del tubo de enfriamiento entre la cavidad para enfriar las porciones del quemador adyacente a la cavidad de enfriamiento. El líquido de refrigeración es extraído entonces desde la cavidad a través de un espacio concéntrico entre el tubo de enfriamiento y la cavidad de enfriamiento. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, una brida de distribución de líquido de refrigeración, se provee para distribuir un líquido de refrigeración, una pluralidad de tubos de enfriamiento para inyectar líquido de refrigeración dentro de una pluralidad de cavidades de enfriamiento asociadas.

Description

FOTOBIORREACTOR Y USOS PARA EL MISMO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN las microalgas y cianobacterias (por brevedad, algas) son microplantas y requieren la mayoría de los nutrientes minerales simples para el crecimiento y reproducción. Al utilizar energía fotónica, tal como luz del sol e iluminación artificial, las algas convierten por medio de la fotosíntesis, el agua y dióxido de carbono a compuestos orgánicos de alto valor (por ejemplo, pigmentos, proteínas, ácidos grasos, carbohidratos y metabolitos secundarios), las algas exhiben un potencial de crecimiento de uno de esta magnitud mayor de las plantas superiores debido a su utilización de la luz y nutrientes extraordinariamente eficiente. Con más de 40,000 especies identificadas, las algas representan un grupo muy diverso de organismos. Producen naturalmente muchas clases nuevas, todavía estrictamente sin lugar de bioproductos . Globalmente, las ventas anuales de productos derivados de algas (por ejemplo, farmacéuticos, nutracéuticos , agroquímicos , alimentos humanos y alimento de animales) fueron estimadas de ser de 2 billones en 2004. Al tomar ventajas de los avances más recientes en biología molecular, diseños metabólicos e investigación de genoma funcional, las algas pueden servir como un excelente vehículo de expresión genética para la producción de proteínas recombinantes y otros compuestos biológicamente activos para salud y nutrición humana y animal. Debido a la habilidad de absorber rápidamente nutrientes (tal como dióxido de carbono, nitrógeno y fósforo) del medio ambiente circundante y convertidos en compuestos orgánicos tales como proteínas almacenadas en la célula, las algas han sido propuestas y probadas en sistemas naturales y diseñados para remover y reciclar nutrientes de desperdicios de agua residual y gases de composición ricos en dióxido de carbono emitidos de generadores de energía calentados por combustible fósil. La biomasa de algas producida como productos secundarios del proceso de bio-remediación pueden luego ser usadas como materia prima para producción de biocombustibles (tales como biodiesel, etanol o metano) , aditivos de alimentos animales y fertilizante orgánico. Aunque la aplicación de algas para biocombustibles renovables tanto de forma líquida como gaseosa y productos de alto valor y para bio-recuperación ambiental es científica y ambientalmente audible, la viabilidad económica de las aplicaciones de algas es determinada por la eficiencia y la efectividad en costo de los recipientes de cultivo a escala industrial o los llamados fotobiorreactores (por brevedad, reactores) en los cuales las algas crecen y proliferan. Los fotobiorreactores industriales actualmente están diseñados comúnmente como canales abiertos, esto es, lagunas poco profundas (nivel de agua de aproximadamente 15 a 30 cm de alto) , cada uno cubriendo un área de 1000 a 5000 m2 construidos como un bucle en -el cual el cultivo se hace circular por una rueda de paleta (Richmond, 1986) . Este modo de producción tiene la ventaja de ser relativamente simple en construcción y mantenimiento, pero tiene muchas desventajas que se relacionan a los factores que controlan la productividad del crecimiento de algas en exteriores (Richmond 1992; Tredici et al. 1991). La baja productividad global de los canales abiertos es debida principalmente a la pérdida de control de temperatura y a la trayectoria de luz larga, también como una mezcla deficiente. Los canales abiertos en los cuales los cultivos de algas están abiertos al aire son también responsables por la contaminación de cultivo con microorganismos y polvos transportados por aire, causados frecuentemente fallas o defectos de cultivo. Las deficiencias significativas de los canales abiertos ha seguido el desarrollo de sistemas cerrados, esto es, fotobiorreactores fabricados de tubos transparentes o recipientes en los cuales el cultivo es mezclado ya sea mediante una bomba p burbujeo de aire (Lee 1986; Chaumont 1993; Richmond 1990; Tredici 2004) . Un número de fotobiorreactores tubulares han sido propuestos y desarrollados desde los trabajos pioneros de Tamiya et al. (1953) y Pirt et al. (1983). Estos biorreactores receptores solares están en general en forma de serpentín o helicoidal, fabricados de vidrio o plástico con un recipiente de intercambio de gas en donde C02 y nutrientes son agregados y 02 removidos conectados a los dos extremos del tubo y con recirculación del cultivo entre el recipiente y la tubería llevada a cabo por una bomba (Gudin y Chaumont 1983) o un elevador de aire (Pirt et al. 1983; Chaumont et al. 1988; Richmond et al. 1993) . Debido a su mejora en trayectoria de la luz, temperatura de cultivo y mezcla, los fotobiorreactores tubulares no solamente incrementan considerablemente la productividad de biomasa de algas, si no que también permiten que más especies de algas de interés industrial crezcan y proliferen bajo condiciones de cultivo más controlables. Por otra parte, los fotobiorreactores tipo tubular sufren de sus propios problemas inherentes. Primero que todo, los fotobiorreactores tubulares tienen una "zona oscura o volumen oscuro" significativo (usualmente consisten de 10-15% del volumen de cultivo total) asociado con un depósito/tanque de desgasificación en donde el intercambio de cantidades en exceso de oxígeno disuelto con dióxido de carbono ocurre. Las células de algas que entran a la zona oscura no pueden efectuar la fotosíntesis, pero consumen, por medio de respiración celular, masa celular que ha sido previamente asimilada bajo la luz. Como resultado, un reactor tubular solamente sostendrá un rendimiento de biomasa de 85-90% de máximo teórico. En segundo lugar, los fotobiorreactores tubulares tienen el potencial de acumular en el cultivo concentraciones altas de suspensión de oxigeno molecular desprendido de la fotosíntesis, que a su vez inhibe la fotosíntesis y así el potencial de producción de biomasa. En tercer lugar, las bombas mecánicas que son utilizadas comúnmente por los fotobiorreactores tubulares para facilitar la mezcla de cultivo y circulación dentro de tubos largos pueden provocar varios daños serios a la célula. Por ejemplo, algo del 15% de los daños a las células ha sido reportado de estar asociado con la operación de biorreactores tipo tubular (Shilva et al. 1987). Gudin y Chaumont (1991) también ha observado aún que fragilidad celular significativa ocurría en un cultivo de Haematococcus mantenido en un fotobiorreactor tubular escala grande. Debido al esfuerzo hidrodinámico severo creado por varias bombas mecánicas, solamente un número limitado de especies de algas son capaces de sobrevivir en un biorreactor tubular. También, los altos costos de capital y mantenimiento asociados con los fotobiorreactores tubulares han limitados su aplicación solo por la producción de productos de especialidad de alto valor en pequeña cantidad. Durante los últimos diez años, sin embargo, la atención se ha enfocado sobre los fotobiorreactores tipo placa plana. Este tipo de reactor fue descrito por Samson y Leudy (1985) y por Ramos de Ortega y Roux (1986) y refinados adicionalmente por Tredici et al. (1991, 1997) y Hu et al. (1996, 1998 a, b) . Los diseños tipo placa plana ofrecen mayores ventajas con respecto a los sistemas tipo tubular: 1) ninguna "zona oscura" está asociada con el diseño de placa plana y los reactores son iluminados en su totalidad, reforzando asi la productividad fotosintética; 2) la aireación que facilita la mezcla de cultivo y turbulencia ejerce poco daño a las células de algas debido a la fuerza hidrodinámica mínima creada por el burbujeo de aire; 3) los niveles peligrosos de oxígeno no son acumulados en el sistema tipo placa plana debido a su corta altura del reactor (esto es, 09 metros (3 pies) a 3 metros (10 pies)); 4) los reactores de placa plana pueden ser dados a varias orientaciones y/o implicados a ángulos aumentados a exposición máxima a la energía solar en todo el año para mejorar adicionalmente el requerimiento de biomasa fotosintética y 5) en comparación con los reactores tubulares, los reactores de placa plana requieren considerablemente menos costos de capital y mantenimiento. Sin embargo, la aplicación de reactores tipo placa plana ha encontrado un obstáculo de diseño principal, esto es, dificultades de escalamiento al diseño tipo placa plana a un nivel comercial. Por consiguiente, los reactores de placa plana solamente han sido usados como dispositivos de cultivo de referencia y unidades de cultivo en exteriores pequeñas para el estudio de fisiología de crecimiento de algas y nunca han aplicado al cultivo industrial de algas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un aspecto, la invención proporciona fotobiorreactores que comprenden: (a) un recipiente adaptado para contener fluido, que comprende (i) primeras y segundas paredes laterales opuestas, en donde por lo menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente; (ii) primeras y segundas paredes laterales en extremo opuestas ; (iii) un fondo de recipiente y (iv) una cubierta de recipiente. en donde las primeras y segundas paredes laterales comprenden una pluralidad de secciones separadas y en donde las secciones separadas están en comunicación fluida; (b) contornos de soporte para conectar la pluralidad de secciones separadas de las primeras y segundas paredes laterales ; (c) por lo menos una compuerta de entrada en comunicación fluida con el recipiente; (d) por lo menos una compuerta de salida en comunicación fluida con el recipiente; (e) un sistema de aireación en comunicación fluida con el recipiente y (f) un sistema de control de temperatura conectado al recipiente para controlar la temperatura del fluido dentro del recipiente. En una modalidad preferida, el fotobiorreactor comprede además uno o más deflectores conectados a las primeras y segundas paredes laterales, para formar una barrera y para separar parcialmente el recipiente en múltiples compartimientos . En otra modalidad, la invención proporciona módulos de fotobiorreactor que comprende dos o más fotobiorreactores del primer aspecto de la invención, en donde el recipiente de cada fotobiorreactor está en comunicación fluida. Recipientes de fotobiorreactor individuales pueden ser también ser agrupados en paralelo y el fluido de los recipientes de fotobiorreactor individuales pueden ser cultivados a través de compuertas de salida conectados a un sistema de múltiple de cosecha/drenado común. En un segundo aspecto, la presente invención proporciona una unidad de panel de fotobiorreactor que comprende : (a) un recipiente adaptado para contener fluido, que comprende primeras y segundas paredes laterales opuestas y primeras y segundas paredes del extremo opuestas, en donde el recipiente define un interior, una abertura superior y una abertura inferior, en donde por lo menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente y en donde las primeras y segundas paredes laterales son sustancialmente planas ; (b) una tapa superior que ajusta sobre la abertura superior del cuerpo del panel y (c) una tapa de base que se ajusta debajo de la abertura de fondo del cuerpo del panel; una o ambas de las tapa superior y de la tapa de fondo pueden además comprender uno o más canales para proporcionar conexión fluida a una unidad de panel de fotobiorreactor separada. En una modalidad preferida, la unidad de panel de fotobiorreactor comprende además uno o más deflectores que se extienden entre las primeras y segundas paredes laterales, de tal manera que el interior comprende una pluralidad de compartimientos . En otra modalidad, la invención proporciona módulos de fotobiorreactor, que comprenden dos o más unidades de de panel de fotobiorreactor del segundo aspecto de la invención, en donde el recipiente de cada fotobiorreactor está en comunicación fluida con todos los otros recipientes en el módulo de fotobiorreactor . En un tercer aspecto, la presente invención proporciona métodos para la fabricación de los fotobiorreactores del primero segundo aspecto de la invención, que comprende ensamblar el fotobiorreactor del primer o asegundo aspecto de la invención de sus partes components. En un cuarto aspecto, la presente invención proporciona métodos para el cultivo de algas, que comprende incubar algas en un medio de cultivo en un fotobiorreáctor del primero o segundo aspecto de la invención y exponer las algas a la luz. En una modalidad preferida, el método comprende además cosechar células de algas. En una modalidad preferida adicional, el método comprende aislar productos biológicos de las células de algas cultivadas. En una modalidad adicional, los métodos de cultivo de algas comprenden incubar las algas en presencia de una fuente de nutrientes seleccionadas del grupo que consiste de aguas residuales de operaciones de alimentación de animales concentradas, agua de escurrimiento de agricultura, aguas salinas subterráneas, aguas de desperdicio industrial, aguas de desperdicio doméstico, aguas freáticas contaminadas, gases residuales emitidos de generadores de energía y emisiones de gas de producción de plantas de energía descargadas de combustible fósil.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. Una configuración geométrica ejemplar del reactor. Los materiales transparentes claros pueden ser de vidrio o plástico rígido/flexible (por ejemplo, policarbonatos , PVC, acrílico, polietileno) . Figura 2. Una unidad de reactor con múltiples compartimientos separados parcialmente por deflectores. Figura 3. Ejemplos de configuración de una unidad de un solo reactor con una forma lineal y en serpentín son representadas . Figura 4. Otra configuración geométrica del reactor.

Las unidades de reactor pueden ser colocadas utilizando tecnología de extrusión de plásticos. Una unidad de reactor consiste de tres partes: panel de cuerpo y tapa superior y tapas base. Figura 5. Otra configuración geométrica del reactor que consiste de múltiples unidades de reactor, la suspensión del cultivo en unidades individuales es conectada por medio de estructuras de tapa superior y tapa de base. Figura 6. Ejemplos de la unidad de un solo reactor con varias longitudes de trayectoria de luz (Pl, P2, P3 y Px) representan diferentes longitudes de trayectoria de luz de reactores . Figura 7. Ejemplos de módulos de reactor con varias longitudes de trayectoria de luz de reactores. Figura 8. Sistema de aireación. CO2 puro o flujo de gas rico en C02 pueden ser combinados con aire a una cierta proporción para facilitar la mezcla del cultivo en la que se proporciona fuente de carbono para la fotosíntesis de algas. Figura 9. Enfriamiento evaporativo opcional. El reactor puede ser mantenido a temperaturas de cultivo óptimas durante el verano o cuando la temperatura es mayor que el intervalo de temperatura óptimo mediante el enfriamiento evaporativo . Figura 10. Opción de control de temperatura interno. Una temperatura de cultivo óptima puede ser también mantenida en el reactor por un sistema de control de temperatura interno. La tubería de metal es insertada a unidades de reactor, en las cuales agua caliente o fría se hace circular para afectar la temperatura de cultivo. El calor de desperdicio del generador de energía que tenga residuos de algas o biogás derivado de algas puede ser usado para mantener la temperatura de cultivo durante la estación de invierno o siempre que es deseable una temperatura más alta. Figura 11. Un sistema de monitoreo basado en computadora es integrado a las unidades de reactor y/o módulos para monitorear y regular el pH del cultivo, temperatura, niveles de 03_/P04~3 y concentraciones de 02 y C02. Como un componente integrado de sistema de cultivo de algas, detectores de densidad óptica son insertados a unidades de reactor seleccionadas en un módulo de reactor para el monitoreo en línea de la densidad de células de algas y que, a su vez, serán usadas para controlar la cosecha de algas. Figura 12. Inclinación del reactor en relación con la radiación del sol. Figura 13: Unidades de reactor y/o módulos de reactor pueden ser ajustados al mismo nivel o a niveles diferentes. En este caso particular, las unidades de reactor están ajustadas de manera gradual. Figura 14. Diagrama esquemático de un reactor de interiores. Las secciones de reactor en lineas continuas representan una sola unidad, Las secciones son lineas continuas que indican la extensión potencial de la unidad de reactor individual a cualquier longitud deseada. Las unidades de reactor individuales pueden ser conectadas en cascada y la dirección del flujo de cultivo de las unidades de selección de luz más largas a unidades de detección de luz estrechas o viceversa . Figura 15. Sistemas de reactor de laguna cerrada abiertos híbridos. En tanto que las lagunas abiertas sirven para múltiples funciones a) como una laguna de contención de desperdicios; b) adaptación de algas inicial al medio ambiente de campo y c) remoción de nutrientes inicial y etapas de producción de biomasa, el reactor cerrado i) proporcionará un cultivo de semillas al canal abierto; ii) pulirá el agua residual para remover completamente nutrientes del agua residual; iii) mejorará la producción de biomasa y iv) inducirá la acumulación celular de productos deseables (tal como pigmentos de alto valor, lípidos/aceite, proteínas o polisacáridos ) . Figura 16. Ejemplos de cubierta de parte superior del reactor. Se prefiere que sean materiales transparentes, tales como vidrio o plástico claro. Figura 17. Vistas superior (A) y lateral (B) de montante del extremo. El montante del extremo puede ser fabricado de por ejemplo, acero inoxidable o lámina de plástico .' Figura 18. Vistas superior (A) y lateral (B) de montantes de esquina. Los montantes de esquina pueden ser fabricados de por ejemplo, materiales plásticos de alta resistencia o metal. Figura 19. Configuración de montantes de soporte, los montantes pueden ser fabricados de por ejemplo, metal, plástico o concreto. Las paredes laterales pueden ser enlazadas directamente a los montantes o a una tira delgada de por ejemplo, metal u hoja de plástico. En el último caso, el montante solamente sirve para una función de soporte. Figura 20. Vistas superior (A) y lateral (B) de de montante de deflector. El deflector puede ser fabricado de por ejemplo, de metal, vidrio u hoja de plástico de alta resistencia. Figura 21. Vistas superior y lateral de secciones de reactor en donde la longitud de la trayectoria de luz cambia como se desee. Los conectores de forma Z pueden ser fabricados de por ejemplo, una hija de plástico (tal como PVC) o una hoja de metal (tal como acero inoxidable) . Tal diseño permite que una sola unidad de reactor tenga diferentes longitudes de trayectoria de luz, como se desee. Figura 22. Unidades de fotobiorreactor y/o módulos de fotobiorreactor pueden ser ajustados al mismo nivel en el suelo. Los sistemas de múltiple son ajustados para el suministro del medio de cultivo/algas y cosecha y/o drenado del cultivo de algas de las unidades/módulos de reactor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION En un primer aspecto, la presente invención proporciona un fotobiorreactor que comprende: (a) un recipiente adaptado para mantener el fluido, que comprende: (i) primeras y segundas paredes laterales opuestas, en donde por lo menos uno de las primeras y segundas paredes laterales es transparente; (ii) primeras y segundas paredes laterales de extremo opuestas; (v) un fondo de recipiente y (vi) una cubierta de recipiente, en donde las primeras y segundas paredes laterales comprenden una pluralidad de secciones separadas y en donde las secciones separadas están en comunicación fluida; (b) montantes de soporte para conectar la pluralidad de secciones separadas de las primeras y segundas paredes laterales ; (c) por lo menos una compuerta de entrada en comunicación fluida con el recipiente: (d) por lo menos una compuerta de salida en comunicación fluida con el recipiente; (e) un sistema de aireación en comunicación fluida con el recipiente y (f) un sistema de control de temperatura conectado al recipiente para controlar la temperatura del fluido dentro del recipiente. El fotobiorreactor de este primer aspecto de la invención puede ser expandido como se desee por medio del uso de las secciones de pared lateral y montantes, para permitir un fotobiorreactor de panel plano industrialmente útil, como se describe en más detalle posteriormente en la presente, que satisface una mayor necesidad en el arte. Los fotobiorreactores de la presente invención y módulos que comprenden una pluralidad de tales fotobiorreactores , están diseñados para sostener alto desempeño de cultivo de masas de algas, particularmente utilizando radiación solar, para la producción comercial de por ejemplo, biocombustibles renovables y otros productos de valor agregado, también como para bio-recuperación de por ejemplo, corrientes de desperdicios de origen industrial, agrícola y doméstico. Como se usa en la presente, el término "en comunicación fluida con" significa una conexión que permite el paso de líquidos o gases entre los componentes citados. Un dibujo esquemático de un fotobiorreactor ejemplar de este primer aspecto de la invención es mostrado en la Figura 1. Por lo menos uno de las primeras y segundas paredes laterales del recipiente es transparente. En modalidades en donde solamente una de las paredes laterales es transparente, aquella es la pared lateral que estará de frente al sol cuando el fotobiorreactor es usado para el cultivo de algas en exteriores. Paredes laterales transparentes del recipiente pueden ser fabricadas de cualquier material transparente en los que se incluyen pero no limitados a vidrio o placas de plástico. Las paredes laterales de plástico pueden ser fabricadas de materiales en los que se incluyen pero no limitados a PVC, policarbonato, acrílico o polietileno. Las paredes laterales no transparentes pueden ser fabricadas de cualquier material apropiado, en los que se incluyen pero no limitados a plástico (tales como PVC, policarbonato, acrílico o polietileno) , fibra de vidrio, acero inoxidable, concreto y revestimientos de plástico. Tales paredes laterales no transparentes pueden ser usadas como la pared lateral de frente a lo lejos del sol cuando el fotobiorreactor es usado para el crecimiento de algas en exteriores. Como se usa en la presente, el término "pluralidad" significa dos o más; asi, las paredes laterales comprenden por lo menos dos secciones separadas. La pared lateral transparente que estará de frente a sol ("pared lateral frontal") comprende una pluralidad de secciones, en tanto la "pared lateral posterior" (que puede ser transparente o no transparente) puede ser una sola sección a lo largo de la longitud del fotobiorreactor o puede también comprender una pluralidad de secciones . La distancia entre los lados internos y las dos paredes laterales es la "trayectoria de luz", que afecta la concentración de algas sostenible, eficiencia fotosintética y productividad de biomasa. La trayectoria- de luz puede ser entre aproximadamente 5 milímetros y 40 centímetros; preferiblemente entre 100 milímetros y 30 centímetros, más preferiblemente entre 50 milímetros y 20 centímetros, aún más preferiblemente entre 1 centímetro y 15 centímetros y más preferiblemente entre 2 centímetros y 10 centímetros. La trayectoria de luz más óptima para una aplicación dada dependerá, por olo menos en parte de factores que incluyen la especie/cepa de algas específicas a ser cultivadas y/o producto (s) deseados y/o específicos a ser producidos. La altura de las paredes laterales del reactor pueden fluctuar de 0.6 m (2 pies) a 2.4 m (8 pies) o más, dependiendo del tipo y espesor de los materiales de pared lateral usados y consideraciones económicas. Por ejemplo, mientras más alta es la pared lateral, más grueso es el material de pared preferido y más alto es el costo del material. Alternativamente, en tanto que las bajas paredes laterales ahorran el costo de material, un número de incrementado de secciones de pared lateral separada son requeridos para cumplir con un requerimiento de volumen total dado; además, un número incrementado y/o sistema más complejo de compuertas de entrada, compuertas de salida, sistemas de aireación y sistemas de control de temperatura serian requeridos. Asi, para cada aplicación individual, la altura de la pared lateral es utilizada tanto desde perspectivas de diseño como económicas. En una modalidad, las paredes laterales y paredes de extremo son sustancialmente planas; esta modalidad es preferida cuando se usa vidrio, hojas de plástico rígido, acero inoxidable o concreto para construir las paredes laterales y paredes del extremo. En otras modalidades, particularmente en donde las paredes laterales y/o paredes de extremo son fabricadas de hojas de plástico flexibles, que son soportadas por montajes externos, las paredes laterales pueden tener alguna curvatura impuesta por los montantes individuales. El fotobiorreactor de este primer aspecto de la invención puede fluctuar en longitud de un metro a cientos de metros. Debido a los aspectos de diseño del fotobiorreactor presente, las paredes laterales pueden ser de cualquier longitud.

Las alturas de la pared lateral facial (frontal) y pared lateral posterior pueden ser la misma o ligeramente diferentes. Por ejemplo, la pared lateral frontal puede ser ligeramente más corta que la pared lateral posterior en modalidades donde el fotobiorreactor está diseñado para inclinarse a un cierto ángulo hacia el sol (para maximizar la presencia de energía solar para la fotosíntesis de algas; véase posteriormente en la presente) . La pared lateral frontal puede ser fabricada de los mismos o diferentes materiales claros de la pared posterior lateral, con la optimización basada en ahorros de costo, máxima capacidad de penetración de luz y eficiencia de transferencia de masa térmica. Por ejemplo, en una región de clima frío, las paredes laterales del reactor fabricadas de plástico pueden proporcionar una ventaja con respecto a las placas de vidrio debido a que el material de plástico puede producir la pérdida de calor de la suspensión del cultivo a los alrededores. Alternativamente, el vidrio tiene ' una eficiencia de transferencia de calor más alta y así, el uso de otro vidrio como las paredes laterales frontal y/o posterior permiten que el reactor disipe el calor solar de acceso más eficientemente que un material de pared lateral de plástico en una región de clima más caliente. En otro ejemplo, si un material claro es más transparente y/o apto de mantener una transparencia más alta más tiempo que otro tipo de material, pero que el último es más caro, entonces el material de calidad más alta puede ser usado para la pared lateral frontal mientras que el material más barato puede ser usado para la pared lateral posterior. Una reducción de costo adicional puede ser obtenida al usar paredes laterales posteriores que no son transparentes y son utilizadas utilizando un material de costo más bajo y/o resistencia más alta, tales como concreto, acero inoxidable, resilientes de plástico colocados en la parte superior de un banco terrestre ("berma") de forma deseada y fibra de vidrio. En varias modalidades preferidas, las primeras y segundas paredes laterales comprenden 2, 3, 4, 5, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 500 o más secciones separadas. En estas varias modalidades, la pared lateral frontal puede comprender 2, 3, 4, 5, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 500 o más secciones separadas en tanto que la pared lateral posterior puede comprender una sola sección o puede también comprender 2, 3, 4, 5, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 500 o más secciones separadas. No hay en si un limite superior de secciones separadas que pueden ser usadas, en tanto que montantes apropiados sean utilizados. En una modalidad preferida, el número de montantes de soporte en el fotobiorreactor es n + 1, en donde "n" es el número de secciones de las primeras y/o segundas paredes laterales. El fondo del recipiente puede ser fabricado de cualquier material que puede formar un sello con las paredes laterales para definir el espacio interior del recipiente que puede contener y retener un cultivo de algas a ser cultivado en el fotobiorreactor . Tales materiales incluyen pero no están limitados a concreto, mosaico, vidrio u hoja delgada de plástico o acero inoxidable. No hay ningún requerimiento de que el fondo del recipiente sea transparente, aunque puede ser transparente. En una modalidad preferida, el fondo del recipiente es fabricado de los mismos materiales como para uno o ambos de las paredes laterales y/o paredes del extremo. El fotobiorreactor también comprende una parte superior del recipiente para prevenir que polvo/organismos microbianos transportados por aire entren al cultivo y para prevenir la evaporación del agua. La parte posterior puede ser fabricada de vidrio o materiales de plástico y se prefiere que sea transparente para permitir la penetración de luz. (Véase por ejemplo, Figura 16) . En una modalidad más preferida, la parte superior es fabricada de los mismos materiales como la una o ambas de las paredes laterales y/o paredes del extremo. También es preferido que la parte superior se ajustada a un ángulo al horizonte o tenga curvatura. Una cubierta con un ángulo de inclinación o forma curva impedirá la acumulación de gotas de agua con o sin células de algas sobre la superficie interna de la cubierta. La acumulación potencial de gotas de agua y/o crecimiento de células de algas sobre la superficie interna de la cubierta reducirá la penetración de luz al cultivo. La cubierta está asi diseñada preferiblemente de tal manera que esta es fácil de remover y restablecer para permitir la limpieza interna de la superficie del reactor, como se necesite. En este primer aspecto de la invención, se usan montantes de soporte para proporcionar una estructura para conectar las secciones separadas de las primeras y/o segundas paredes laterales. Los montantes pueden ser de cualquier material apropiado para este propósito, en los que se incluyen pero no limitados a metal y plástico de alta resistencia, concreto o cerámica. Como se discute anteriormente, los montantes pueden servir para una función de soporte y también proporcionar el área superficial para que las paredes laterales se unan. Los montantes pueden también definir la longitud de la trayectoria (profundidad) de luz de reactor y configuración de la unidad de reactor (por ejemplo, forma lineal o en serpentín) . En general, los montantes proporcionan soporte y área superficial para que las paredes laterales se unan o tengan las paredes laterales bordeadas sobre el montante. La estructura interna formada por las paredes laterales se unen entre sí y por las paredes laterales frontal y posterior crean un solo espacio interior en el recipiente, que pueden ser dispuestos en compartimientos por medio del uso de deflectores, descritos más plenamente posteriormente en la presente.

Los montantes son asi los medios para unir las paredes laterales pieza por pieza, lado a lado, lo que permite que una sola unidad de fotobiorreactor tenga cualquier longitud o configuración. Algunos montantes pueden también proporcionar estructuras de bastidor para que los deflectores se fijen sobre ellas (véase posteriormente en la presente) para crear muchos compartimientos internos dentro de una sola unidad de fotobiorreactor . los montantes pueden también ser usados para proporcionar soporte para las paredes del extremo ya sea en configuraciones lineales o en serpentín, tales como esquinas (véanse Figuras 17 y 18 para descripciones ejemplares de montantes usados para soportar paredes del extremo o esquinas). En una modalidad preferida, los montantes de soporte están ubicados externos al recipiente y son dispuestos para proporcionar soporte para mantener el recipiente y así proporcioonar la superficie para que las paredes laterales individuales se unan. En una modalidad preferida, para un número dado (n) de paredes laterales, el número de montantes que incluye los montantes del extremo es "n + 1". Hay un número de opciones de diseño para proporcionar montantes de soporte para conectar la pluralidad de secciones separadas de las primeras y/o segundas paredes laterales, en las que se incluyen pero no limitadas a: (1) El montante no solamente proporciona el área superficial para que los bordes de dos paredes laterales sean pegadas al mismo, si no que también proporcionan soporte de peso de la dirección externa. En esta modalidad, es preferido que la superficie del montante sea lisa y plana y también compatible con el tipo de agente de pegado (en los que se incluyen pero no limitados a pegamento, silicona, epoxi, etc.) usado para unir el material de pared lateral al montante. Véase por ejemplo, Figura 19. (2) El montante sirve como soporte y también proporciona un área superficial para que los bordes de las dos paredes laterales se pongan en contacto. Sin embargo, la pared lateral no es pegada directamente al montante, si no a una hoja delgada de plástico o metal (por ejemplo, una tira de plástico delgado u hoja de acero inoxidable del mismo tamaño que la superficie interna del montante) insertado entre las paredes laterales y el montante. Puesto que el montante no es conectado directamente y pegado a las paredes laterales, la naturaleza del material resultante y/o calidad de la superficie interna del montante se vuelve menos critica. También, en el caso de que una pared lateral necesite ser reeemplazada, puede ser fácilmente removida de la estructura del montante. Las paredes laterales pegadas a una banda de plástico delgado de . alta calidad o acero inoxidable, asegura mejor sellado en la región de unión de pared lateral. Véase por ejemplo, Figura 19. (3) Una junta (o cualquier material apropiado, en las que se incluyen hule o caucho, plástico o materiales análogos) puede ser colocada entre la pared lateral y superficie interna del montante o superficie interna de una banda de plástico o metal delgada para impedir o reducir la termo-contracción/expansión debido a cambios de temperatura bajo condiciones exteriores. Por la misma razón, la junta también será colocada entre el borde de la pared lateral y tapa de base o base de fondo del reactor. El tipo de agente de pegado depende del tipo de materiales usados en la construcción de pared lateral y diseño del montante, como se discute anteriormente. Aquellos de habilidad en el arte serán aptos de optimizar el tipo de agentes de pegado en base a las enseñanzas en la presente. Ejemplos no limitantes de tales agentes de pegado incluyen pero no están. limitados a varios pegamentos, epoxies y siliconas. Será evidente para aquellos de habilidad en el arte que muchos otros de tales diseños para el soporte de montantes de las secciones de recipiente podrían ser implementados , basados en las enseñanzas en la presente. Los fotobiorreactores contienen por lo menos una compuerta de entrada en comunicación fluida con el recipiente para introducir fluido, en los que se incluyen pero no limitados a medio de cultivo, suspensiones de alga, agua/agua residual y soluciones de nutrientes en el recipiente. En una modalidad preferida, la compuerta de entrada está ubicada en una pared del extremo del fotobiorreactor , preferiblemente cerca de la parte superior del recipiente. Puede haber una o más compuertas de entrada localizadas en o cerca de la pared del extremo para administrar medio de cultivo, suspensión de algas, agua/agua residual o soluciones de nutrientes. Diferentes soluciones pueden también entrar al reactor a través de una sola entrada. El propósito de la(s) entrada (s) ubicada (s) en o cerca de la pared de extremo es crear un gradiente de nutrientes en el cual la concentración de nutriente más alta está cerca de la entrada y la concentración más baja está en el extremo lejano del reactor. Diferentes concentraciones de nutrientes afectan el crecimiento y composición bioquímica de las células de algas. Por ejemplo, un medio rico en nutrientes puede estimular y sostener una alta velocidad de crecimiento y productividad de biomasa, mientras que un medio agotable de nutriente puede estimular la biosíntesis y acumulación celular de lípidos neutros, ácidos grasos de cadena larga y/o carotenoides secundarios. Un gradiente de nutrientes creado en un reactor de este diseño también permite un crecimiento continuo de algas desde un modo de producción de biomasa alto a una acumulación alta de modo de producto deseado específico. La salida en o cerca del extremo lejano del reactor asegurará la cosecha de células de algas del contenido más alto de compuesto (s) /producto (s) deseado (s) en la célula.

Alternativamente, múltiples compuertas de entrada pueden estar ubicadas a cierta distancia aparte entre si para asegurar concentraciones de nutrientes y/o células de algas sean más o menos homogéneas en toda la unidad de reactor. En este caso, las células cultivadas en una unida de reactor dada o módulo tendrán un estatus fisiológico idéntico, deseable para aplicaciones especificas. En el caso de una unidad de reactor lineal, múltiples compuertas de entrada pueden estar ubicadas a lo largo de la longitud del reactor cuando se desee como se discute anteriormente. La distancia entre las compuertas de entrada puede ser optimizada para un uso dado. La(s) compuerta (s) de entrada puede (n) ser ubicada (s) a cualquier altura en relación con las paredes laterales o montantes. Cuando múltiples unidades de fotobiorreactores están arregladas en cascada y la suspensión de cultivo fluye desde una unidad de reactor a la siguiente en el sitio corriente abajo, es preferido tener la(s) compuerta (s) cerradas cerca de la parte superior del biorreactor. Los fotobiorreactores de este primer aspecto de la invención comprenden por lo menos una compuerta de salida en comunicación fluida con el recipiente, para remover fluido del recipiente, en los que se incluyen suspensiones de cultivo de algas para cosecha. En una modalidad preferida, la compuerta de salida está ubicada en una pared de extremo opuesta del fotobiorreactor de la compuerta de entrada. La colocación de la compuerta de salida está basada en las necesidades especificas del usuario. Por ejemplo, al utilizar el principio de desbordamiento como medio de cosecha y control del nivel de cultivo, la compuerta de salida es colocada preferiblemente cerca de la parte superior del fotobiorreactor o la posición en donde un nivel de cultivo ideal puede ser mantenido. En esta modalidad, es preferido tener la compuerta de salida ubicada en o cerca de la pared del extremo lejano (a lo lejos de la compuerta de entrada) . Alternativamente, si la cosecha es controlada por ejemplo, mediante una compuerta modulada por válvula solenoide, entonces la compuerta de salida está colocada preferiblemente cerca del fotobiorreactor . En esta modalidad, la compuerta de salida está diseñada de tal manera que sirve tanto como para cosechas y drenaje del reactor. Cuando las(s) compuerta (s) del reactor está(n) localizadas cerca de la parte superior del fotobiorreactor , una salida separada cerca o en el fondo de la pared del extremo es necesaria para el drenaje del reactor. Para un solo fotobiorreactor , puede no ser critico tener la salida en un sitio particular en relación con la pared del extremo. Sin embargo, cuando múltiples fotobiorreactores van a ser dispuestos en paralelo como un módulo, los costos de capital/mantenimiento de los materiales de tubería/conexión pueden ser reducidos si todas las compuertas de salida están ubicadas en las paredes del extremo y conectadas a un sistema de tubería de múltiple común (Figura 22) . Los fotobiorreactores de este primer aspecto de la invención también comprenden un sistema de aireación en comunicación fluida con el recipiente. El sistema de aireación comprende cualquier sistema apropiado para (a) introducir un suministro de dióxido de carbono al recipiente y (b) introducir aire comprimido para efectuar la mezcla del cultivo. Tal sistema de aireación puede comprender, por ejemplo, una tubería para aire fabricada de plástico flexible o rígido (tal como silicio o tubería de PVC) o metal (tal como acero inoxidable. Por ejemplo, la aireación puede ser provista por aire comprimido que pasa a través de la tubería perforada que corre a lo largo del fondo del recipiente (Figura 8) . En el caso de que las paredes laterales del reactor sean bastante altas (por ejemplo, 6 pues o más altas) , una segunda línea de aireación puede ser introducida, por ejemplo, a medio camino entre la parte superior y fondo del reactor para mejorar la mezcla del cultivo. Agujeros de cierto diámetro (preferiblemente entre 0.1 ~ 2.0 mm) ajustan cierta distancia (preferiblemente entre 10 ~ 50 mm) (de uno a otro a lo largo de la tubería proporciona burbujas de aire para efectuar la mezcla del cultivo. El dióxido de carbono puede ser . combinado con aire comprimido a un cierto porcentaje (preferiblemente de 0.1% hasta 20% de C02) para proporcionar la fuente de carbono para la fotosíntesis de algas. En algunos casos, carbón orgánico (por ejemplo, en forma de ácido acético y/o glucosa) puede ser agregado como sea necesario al medio de cultivo para soportar el crecimiento de algas. Cualquier fuente apropiada de dióxido de carbono puede ser usada, en los que se incluyen pero no limitados a grado industrial, grado alimenticio, gases de elución ricos en C02 emitidos de generadores de energía que queman carbón, biomasa (en los que se incluyen biomasa de algas y/o residuos de biomasa después que productos de alto valor son extraídos), gas natural, biogás (por ejemplo, etanol, metano obtenido de digestión anaeróbica/fermentación de biomasa de algas o residuos de biomasa y/o de digestión anaeróbica de agua residual) y combustible fósil líquido o biocombustible (en los que se incluyen biodiesel a base de algas) . Los fotobiorreactores de los primeros y segundos aspectos de la invención pueden ser de forma lineal o en serpentín; véase por ejemplo, Figura 3. En una modalidad adicional de este primer aspecto, el fotobiorreactor comprende además por lo menos una salida de drenaje. En una modalidad preferida, una salida de drenaje está ubicada en una pared externa opuesta a la compuerta de entrada y cerca del fondo de la pared del extremo. Como se discute anteriormente, cuando se usa un modo de desbordamiento para cosecha, entonces el drenaje tiene una compuerta separada, preferiblemente cerca o en el fondo del reactor para facilitar el drenaje del agua/cultivo con mínimo requerimiento de energía. Normalmente, habrá una sola salida de drenaje por unidad de reactor. Sin embargo, para una unidad de reactor de longitud extendida, múltiples salidas de drenaje pueden ser preferidas. Por ejemplo, para una unidad de reactor en forma de serpentín, compuertas de drenaje pueden estar ubicadas en lados individuales de la pared del extremo. En una modalidad adicional de este primer aspecto, el recipiente comprende además uno o más deflectores conectados a las primeras y segundas paredes laterales, para formar una barrera y para separar parcialmente el recipiente en múltiples compartimientos. Los deflectores son especialmente preferidos en modalidades donde las paredes laterales son largas (por ejemplo, 10 a 1,000 metros de largo) para separar parcialmente el recipiente en múltiples compartimientos. Los deflectores están diseñados de tal manera que permiten que la porción superior de los compartimientos individuales se abran entre sí. En tanto que el deflector puede ser de cualquier altura deseada por el usuario, es preferido qué la altura del deflector sea de entre 605 y 90% y más preferiblemente entre 70% y 80% de la altura de las paredes laterales. Cuando, se usan tales deflectores, la suspensión del cultivo en compartimientos individuales puede fluir de un compartimiento a otro, aunque las partes inferiores de los compartimientos individuales estén aisladas (Figura 2) . El propósito de tal diseño es que en este caso un compartimiento particular es descompuesto, el resto de los compartimientos del recipiente todavía mantendrá la mayoría de la suspensión de cultivo. El deflector puede ser fabricado de cualquier material adecuado para inclusión en un recipiente que soporta el crecimiento de algas, en los que se incluyen pero no limitados a vidrio, placa de acero inoxidable y hoja de plástico rígida. En general, los materiales usados para una o ambas laterales y/o paredes de extremo pueden ser usados para la estructura del deflector también. El grosor del deflector depende del tipo y resistencia mecánica de los materiales y altura del deflector. Para un montante en donde un deflector es unido, el montante proporciona no solamente la superficie para que las paredes laterales se unan, pero también la superficie sobre la cual el deflector es montado. Tanto el borde lateral y borde inferior del deflector pueden ser unidos al bastidor del montante para crear la separación de compartimientos individuales en la sección inferior, dejando la sección superior abierta para permitir que suspensiones de cultivo en compartimientos individuales se comuniquen y mezclen. En una modalidad, una válvula controlada por solenoide está ubicada en o cerca del fondo del deflector, que puede ser abierta o cerrada como se necesite (véase Figura 20) . Cuando las válvula es abierta, todos los compartimientos dentro de una unidad de reactor están interconectados no solamente por la sección superior, si no por medio de la abertura de válvula. Cuando la o válvula es cerrada, solamente las parte superiores los compartimientos individuales están interconectadas . Bajo condiciones normales, la válvula solenoide sobre el deflector está en posición abierta. Puede ser cerrada, por ejemplo, cuando ocurre un accidente (por ejemplo, fuga del recipiente, paredes laterales rotas) o como se describe de otra manera por el operador. En un ejemplo no limitante de un fotobiorreactor de acuerdo con este primer aspecto de la invención, una sola unidad de fotobiorreactor lineal es de 100 metros de largo. Nueve deflectores son insertados igualmente aparte (10 metros de distancia) de uno a otro para crear 10 compartimientos en el recipiente. La altura de los deflectores es un tanto más corta que de las paredes laterales o montantes, suspensiones de cultivo celular en todos los compartimientos individuales son mezclados en la parte superior. El propósito de la estructura de deflector en la unidad de reactor es prevenir la pérdida de todo el cultivo en el caso de que una pieza de la pared lateral sea rota debido a cualesquier razones. La cantidad de cultivo perdido en este caso no es solamente del compartimiento roto junto con una pequeña porción del cultivo por encima de la altura de la estructura de deflector. Se sugiere que una distancia apropiada entre los deflectores individuales seria de 100 a 50 metros. En otras palabras, el compartimiento de reactor creado entre dos deflectores puede proporcionar un espacio interno de 5,000 a 100,000 litros. En otra modalidad, la invención proporciona módulos de fotobiorreactor , que comprenden dos o más fotobiorreactores del primer aspecto de la invención, en donde los recipientes de los fotobiorreactores están en comunicación fluida. En esta modalidad, los recipientes de fotobiorreactor individual pueden estar en comunicación fluida directa en la entrada (esto es, una entrada que suministra medio de cultivo, etc., a cada uno de los recipientes de fotobiorreactor del módulo; pueden estar en comunicación fluida cuando son agrupados en paralelo en fluido de recipientes de fobiorreactor individuales pueden ser cosechados a través de puertos de salida conectadas a un sistema de múltiple de cosecha/drenaje; una combinación de los mismos o vía algunos otros medios de comunicación fluida entre los recipientes de fotobiorreactor individual. Los dos o más fotobiorreactores en un módulo pueden tener las mismas o diferentes trayectorias de luz. La invención también proporciona grupos de fotobiorreactores , que comprenden dos o más módulos de fotobiorreactor de la invención. Los dos o más módulos de fotobiorreactores en un grupo pueden también tener las mismas o diferentes trayectorias de luz. La Figura 7 ilustra un ejemplo de un grupo de reactor en particular en el cual módulos de reactor individuales varían en la longitud de la trayectoria de luz. En este caso, la cosecha de una suspensión de algas puede tomar lugar en el extremo de cada módulo de reactor individual o en el extremo de un grupo de múltiples reactores en cascada. La Figura 13 muestra un ejemplo de fotobiorreactores individuales ajustados manualmente de tal manera que el cultivo de algas puede fluir por la gravedad desde el fotobiorreactor al fotobiorreactor a nivel más bajo. Todos los fotobiorreactores, módulos del mismo o grupos de los mismos pueden también estar ajustados al mismo nivel. La Figura 3 es un caso en donde un fotobiorreactor individual es ajustado al mismo nivel. Una "unidad" de fotobiorreactor es una descrita para el primer aspecto de la invención; esto es, un solo fotobiorreactor . Puede tener las mismas o diferentes longitudes de trayectoria de luz a lo largo de su longitud y puede ser de forma lineal o de serpentín y tienen usualmente una o múltiples entradas en un extremo de reactor y una o múltiples salidas ubicadas en el lado opuesto del reactor. Véase Figura 21 para un ejemplo de diseño para obtener una trayectoria de luz diferente en un fotobiorreactor . El "módulo de fotobiorreactor" comprende múltiples unidades de fotobiorreactor dispuestas en paralelo. Cuando las unidades de reactor están en una configuración lineal, todas las entradas de todas las unidades de reactor individuales están de frente en una dirección, mientras que las salidas de unidades de reactor están de frente en una dirección opuesta. Si las unidades de reactor están en una configuración en serpentín, todas las salidas pueden estar ya sea en la misma o en una dirección opuesta. En una modalidad preferida, células de algas del mismo estatus nutritivo o fisiológico son mantenidas dentro de un módulo de reactor. Un "grupo de fotobiorreactor" comprende múltiples módulos de reactor. Módulos individuales pueden tener las mismas o diferentes longitudes de la trayectoria de luz. Preferiblemente, un cultivo fluye del módulo de reactor que tiene la trayectoria de luz de reactor más grande o medio de cultivo de cada recipiente más alta a módulos de reactor de trayectoria de luz reducida a módulos de reactor de la trayectoria de luz más estrecha y medios de cultivo agotado de nutrientes. La conexión de módulos de reactor individuales es flexible, dependiendo de la especie/cepa de alga específica y/o producción de productos específicos. Por ejemplo, un grupo de reactores que comprende unidades/módulos de reactor de trayectoria de luz grande será preferido para la producción de ficobiliproteína de alto valor o ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga de ciertas cianobacterias y microalgas. En contraste, para maximizar la producción de lípidos neutrales y carotenoides secundarios, el grupo de reactores comprende preferiblemente múltiples módulos de reactor puestos de tal manera que el cultivo fluye de los módulos de reactor de trayectorias de luz grande a módulos de reactor de trayectoria de luz más estrecha.

En un segundo aspecto, la presente invención proporciona una unidad de panel de fotobiorreactor que comprende : (a) un recipiente adaptado para contener fluidos, que comprende primeras y segundas paredes laterales opuestas y primeras y segundas paredes del extremo opuestas, en donde el recipiente define un interior, una abertura superior y una abertura inferior, en donde por lo menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente y en donde las primeras y segundas paredes laterales son sustancialmente planas ; (b) una tapa superior que encaja sobre la abertura superior del cuerpo del panel y (c) una tapa de base que encaja debajo de la abertura del fondo del cuerpo del panel; una o ambas de la tapa superior y la tapa inferior comprenden además uno o más canales, para proporcionar comunicación fluida a una unidad de panel de fotobiorreactor separada . La unidad de panel de fotobiorreactor de este segundo aspecto de la invención es una sola unidad que puede ser conectada conjuntamente via los canales para formar un módulo de fotobiorreactor de múltiples unidades, como se describe posteriormente en la presente. Como tal, proporciona el escalamiento del diseño tipo placa plana a un nivel comercial y satisface asi una gran necesidad en el arte. En una modalidad preferida de este segundo aspecto, el recipiente, la tapa de base y la tapa superior son de plástico y la unidad de panel de fotobiorreactor es fabricada utilizando tecnología de extrusión de plástico, en donde el plástico es empujado y/o jalado a través de un molde para crear objetos planos con una sección transversal fija. Se pueden formar secciones huecas, por ejemplo al utilizar un perno o mandril en el molde. La extrusión puede ser continua para producir materiales indefinidamente largos o semi-continua , para producir repetidamente múltiples piezas más cortas. La ventaja de tecnología de extrusión de plástico es que permite la producción en masa de unidades de reactor estándar a precios considerablemente reducidos. Los tamaños estándar de las unidades de reactor también permitirán un ensamble simple, rápido de unidades de reactor a módulos o arreglos. Este método también incrementará la altura de los reactores potencialmente a 10 a 20 metros de altura, reduciendo mediante esto el número de unidades de reactor y reduciendo así costos de capital/mantenimiento. Las primeras y segundas paredes laterales de este segundo aspecto de la invención y varias modalidades de la misma, son similares a aquellas descritas en el primer aspecto de la invención. La tapa superior se encaja sobre la abertura superior del cuerpo de panel para impedir que polvo/organismos microbianos transportados por aire entren al cultivo, impidan la evaporación de agua, liberen aire y exceso de oxigeno generado a través de la fotosíntesis de algas y conecte paneles individuales entre sí lado a lado. Por ejemplo, la tapa superior mostrada en la Figura 5 comprende actualmente múltiples capas superiores individuales unidas entre sí. Ambas capas de base y superior están diseñadas de tal manera que pueden estar conectadas fácilmente para una longitud agregada como se desee. Así, las suspensiones de cultivo de algas en unidades de panel de planos individuales se pueden formar y fluir de un panel a otro (Figura 5) . La tapa inferior encaja debajo de la abertura del fondo del cuerpo del panel, par proporcionar integridad del cuerpo del panel para contener el fluido y así la capacidad para servir como un fotobiorreactor de algas. Modalidades de la tapa superior y la tapa de fondo son similares a aquellas descritas anteriormente para el fondo y parte superior del recipiente. En este segundo aspecto, una o ambas de la tapa superior y la tapa de fondo comprenden además uno o más canales para proporcionar conexión fluida a una unidad de panel del fotobiorreactor separada, para permitir que la suspensión del cultivo fluya de un panel individual a otro. En una modalidad preferida, los uno o más canales están presentes en la tapa superior . En una modalidad preferida de este segundo aspecto, el interior comprende uno o más deflectores que se extienden entre las primeras y segundas paredes laterales, de tal manera que el fluido comprende una pluralidad de compartimientos. La distancia entre los deflectores es variable en base a la necesidad especifica del usuario, como se muestra en la Figura 4. Los deflectores y modalidades de los mismos son como se describe anteriormente para el primer aspecto de la invención. En otra modalidad preferida, la tapa de base comprende además un sistema de aireación, como se revela anteriormente para el primer aspecto de la invención. En una modalidad preferida, el sistema de aireación comprende tubería de burbujeo de aire insertada a lo largo del fondo de la tapa de base para proporcionar aireación para efectuar la mezcla de cultivo y proporcionar suministro de dióxido de carbono. Los sistemas de aireación y modalidades de los mismos son como se describen anteriormente para el primer aspecto de la invención. En otra modalidad preferida, una o ambas de las tapas superior y la tapa inferior comprenden además una compuerta de entrada en comunicación fluida con el interior para introducir fluido, en los que se incluyen pero no limitados a medio de cultivo, suspensiones de algas y suspensiones de nutrientes al interiore de la unidad de panel de fotobiorreactor . En una modalidad preferida, la compuerta de entrada está ubicada en la tapa superior. Se comprenderá que, en donde múltiples unidades de panel de fotobiorreactor de este segundo aspecto están conectadas, que solamente una de tales compuertas de entrada es requerida y asi no todas las unidades individuales necesitan comprender tal compuerta. Sin embargo, cualquiera o todas de las unidades individuales pueden comprender una compuerta de entrada. Las compuertas de entrada y modalidades preferidas de las mismas son como se describe anteriormente para el primer aspecto de la invención. En otra modalidad preferida de este segundo aspecto, una o ambas de la tapa superior y la tapa inferior comprenden además por lo menos una compuerta de salida en combinación fluida con el interior, para remover el fluido del recipiente, en los que se incluyen suspensiones de cultivo de algas para cosecha. En una modalidad preferida, las compuertas de salida están ubicadas en la tapa superior. Se comprenderá que, en donde múltiples unidades de panel de fotobiorreactor de este segundo aspecto- están conectadas, que solamente una de tales compuertas de entrada es requerida y asi no todas las unidades individuales necesitan comprender tal compuerta. Sin embargo, cualquiera o todas de las unidades individuales pueden comprender una compuerta de entrada. Compuertas de salida y modalidades preferidas de la misma son como se describen anteriormente para el primer aspecto de la invención. En una modalidad adicional de este primer aspecto, por lo menos una de la tapa superior y tapa inferior comprende además por lo menos una salida de drenaje. En una modalidad preferida, una salida de drenaje está ubicada en la tapa inferior.. Compuertas de drenaje y modalidades preferidas de las mismas son como se describe anteriormente para el primer aspecto de la invención. Las siguientes modalidades se aplican ya a uno u otro o ambos de los primeros y segundos aspectos de la invención. En una modalidad adicional, la distancia entre las primeras y segundas paredes laterales varia en sitios diferentes en el fotobiorreactor . Como se discute anteriormente, la distancia entre la cara interna de las primeras y segundas paredes laterales constituye la trayectoria de luz del fotobiorreactor . En esta modalidad, el fotobiorreactor puede tener una longitud igual ya sea a la trayectoria de luz a lo largo del eje horizontal, esto es, tiene una trayectoria de luz a lo largo del eje horizontal, esto es, que tiene una trayectoria de luz larga en un extremo y reduce gradualmente la longitud de la trayectoria de luz en tanto que se mueve hacia el extremo opuesto del fotobiorreactor . Un ejemplo de un fotobiorreactor con distancias diferentes entre las primeras y segundas paredes laterales (esto es, trayectorias de luz diferentes) es mostrado en la Figura 6. Tales trayectorias de luz variables pueden ser usadas por ejemplo, con cepas de algas especificas a ser cultivadas y/o productos finales deseables específicos (por ejemplo, carotenoides de alto valor, lípidos totales y proteínas) a ser producidos en diferentes sitios dentro del fotobiorreactor , como se discute anteriormente y como se muestra en el arte (Hu et al., Biotechnology and Bioengineering 51: 51-60 (1996); Hu et al., European Journal of Phycology 33: 165-171 (1998)). Rn un ejemplo no limitante, un fotobiorreactor tiene una longitud de luz de 100 mm en un extremo y una trayectoria de luz de 20 cm en el otro extremo; cualquier tipo de variación deseable puede ser empleada, como será evidente para aquellos de habilidad en el arte en base a las enseñanzas de la presente. En una modalidad adicional del primer y segundo aspecto, el fotobiorreactor comprende además un sistema de control de temperatura. Cualquier sistema de control de temperatura apropiado puede ser usado. Un procedimiento ejemplar es la aplicación del control de temperatura externo (Figura 9) . El agua de una cierta temperatura de cerca de la parte superior de un lado del reactor puede fluir hacia abajo contra la superficie externa (esto es, la cara externa de una o ambas de las paredes laterales) para mantener un nivel de temperatura interno deseable para permitir el crecimiento de algas o metabolismo celular específico. En algunas modalidades, una de las caras de la pared lateral que está de frente al sol es enfriada. Por ejemplo, uno o más tubos de agua pueden ser colocados en o cerca del fondo del lado de frente al sol del reactor. Una serie de cabezas de aspersión de agua se puede fijar a un cierto ángulo del tubo de agua, donde los cuales agua templada puede ser atomizada sobre la superficie de frente al sol del reactor. En una modalidad preferida, el fotobiorreactor con este tipo de sistema de control de temperatura comprendería además una bandeja de agua debajo de la tapa de base o fondo del recipiente para colectar el agua de enfriamiento. En una modalidad preferida adicional, el sistema de control de temperatura externo comprende un tubo que recolecta agua de un depósito, la bandeja de agua subsecuentemente devuelve el agua al depósito, en donde la temperatura del agua puede ser ya sea incrementada o disminuida como sea necesario para el reciclado de agua. Un sistema de control de temperatura alternativo comprende control de temperatura interna, en el cual tubería, preferiblemente tubería de metal (puesto que los materiales de metal en general tienen una eficiencia de transferencia térmica más alta que el plástico- o vidrio) , que corren preferiblemente a lo largo del fondo del fotobiorreactor a través del cual el agua de temperatura regulada se hace circular para mantener la temperatura del cultivo a un nivel deseable (Figura 10) . En una modalidad adicional, el sistema de control de temperatura comprende una fuente de aire comprimido de temperatura controlada. La suspensión del cultivo es aireada con aire comprimido de temperatura controlada. En esta modalidad, un elemento de control de temperatura es incrustado en el recipiente de aire para calentar o enfriar el aire comprimido. El elemento de enfriamiento puede ser una unidad de refrigeración, una unidad de enfriamiento evaporativo o equivalente de las mismas. El elemento de calentamiento puede ser un producto disponible comercialmente o una unidad que puede utilizar el calor de desperdicio generado de generadores de energía. En varias modalidades adicionales del primer y segundo aspectos de la invención, el fotobiorreactor comprende además sistemas y detectores para el control del pH del cultivo, niveles de N03~/P043", y concentraciones de 02 y C02. Por ejemplo, un sistema de monitoreo puede ser adquirido de Aquatic Eco-System, Inc. (Apopka, FL 32703). Cualquiera de estos sistemas de control y detectores pueden ser implementados utilizando un sistema de control y metodología automáticos. En una modalidad preferida, un sistema de monitoreo basado en computadora es integrado al fotobiorreactor y/o módulos del mismo, para monitorear y regular el pH del cultivo, temperatura, niveles de 03"/P043~, concentraciones de 02 y C02. Como componente integrado del sistema de cosecha de algas, sensores de densidad óptica pueden también ser insertados a unidades de fotobiorreactor seleccionados en un módulo para el monitoreo en línea para la densidad de células de algas, que a su vez serán usados para controlar la cosecha de algas (Figura 11) . En una modalidad adicional del primer y segundo aspecto de la invención, el fotobiorreactor comprende además medios para efectuar la inclinación del fotobiorreactor . Una relación directa entre la energía solar y productividad es observada: mientras más alta sea la cantidad de energía solar que es transmitida al hacer variar el ángulo de generación del reactor de acuerdo con la estación o temporada, más alta es la productividad sostenida en el cultivo. El ángulo de inclinación del reactor ejerce un efecto significativo sobre la densidad de población óptima y así sobre la productividad de la masa celular, debido a este efecto sobre la cantidad de radiación solar que choca sobre la superficie del reactor. Para una temperatura temporal o de estación dada, la productividad de biomasa depende de la cantidad de radiación solar admitida al fotobiorreactor . En general, para un fotobiorreactor de un lado de frente al ecuador, el ángulo de inclinación óptimo para una máxima recolección de energía en todo el año es un ángulo de inclinación aproximadamente igual a la latitud geográfica. El efecto de la orientación del fotobiorreactor se vuelve más significativa mientras más alta es la latitud geográfica puesto que la disponibilidad de la luz del sol es más limitada que al ser más cercana al ecuador. Ángulos de inclinación pequeños de 10° a 30° en el verano y ángulos más grandes en la vecindad de 60° en invierno dan como resultado productividades máximas para estas estaciones (Figura 12) . Un beneficio en orientar e inclinar los reactores a varios ángulos al sol diariamente y en todo el año es alcanzar el potencial máximo asociado con la conversión biológica de energía solar. Estudiando el efecto de la frecuencia de optimización del ángulo de inclinación en la productividad anual global muestra que el ajuste frecuente para el ángulo del reactor óptimo en todo el año dará como resultado la productividad anual global más alta. Un beneficio potencial en orientar e inclinar fotobiorreactores ' a varios ángulos apropiados al sol en una base estacional: hasta 40% de mejora en rendimiento de biomasa anual puede ser obtenible. Desde el punto de vista práctico, el ajuste del ángulo de inclinación dos veces al año mejoraría significativamente la productividad local. Esto es particularmente cierto para sitios de producción ubicados a latitudes más altas. Cualesquier medios para efectuar la inclinación del fotobiorreactor pueden ser usados, tales como aquellos revelados en Hu et al. Journal of Fermentation and biotechnology 85: 230-236 (1998). En otra modalidad, los fotobiorreactores de la invención pueden ser colocados sobre una berma, tal como un montículo o banco de tierra, que está alejado y dimensionado para proporcionar la inclinación apropiada del fotobiorreactor en relación al sol. En esta modalidad, la pared lateral de frente a la berma no tiene que ser transparente. En esta modalidad, la berma puede también servir para aislar y ayudar a mantener temperaturas de cultivo apropiadas en el fotobiorreactor . Aún a intervalos de latitudes geográficas, los fotobiorreactores deben ser colocados en una habitación de frente al sol para recibir radiación solar máxima. Sin embargo, para ciertas latitudes geográficas (tales como Israel), los fotobiorreactores verticales de frente al este/oeste pueden recibir más entrada solar durante los meses de verano que aun los reactores de frente al sol inclinados más óptimamente. El uso sistemático de nuestra ecuación permite que la configuración óptima de reactores sea identificada para cualquier latitud geográfica, permitiendo que los beneficios relativos de orientación este-oeste sean determinados. En ciertas modalidades, los fotobiorreactores pueden ser usados para cultivos de algas en interiores. En este caso, se puede proporcionar iluminación artificial y una fuente particular de luz son tubos de fluorescencia (Figura 14). La única diferencia entre los reactores de interiores y exteriores del diseño es la fuente de luz. Los reactores por si mismos pueden ser idénticos. En una modalidad adicional, el fotobiorreactor del primer y/o segundo aspectos de la invención puede ser usado en combinación con un sistema de laguna abierto (Figura 15) . En tanto que la laguna abierta servirá para múltiples funciones a) como una laguna de concentración de desperdicios; b) adaptación de algas iniciales al medio ambiente de campo y c) remoción de nutrientes inicial y etapas de producción de biomasa, los fotobiorreactores cerrados de la invención pueden ser usados para i) proporcionar cultivo de semillas al canal abierto; ii) pulir el agua residual para remover completamente los nutrientes del agua residual; iii) mejorar la producción de biomasa y iv) inducir la acumulación celular de productos deseables (tales como pigmentos de alto valor, lípidos/aceite, proteínas o polisacáridos) . El fotobiorreactor de los primeros y segundos aspectos de la invención pueden ser fabricados como reactores o módulos individuales completos de los mismos en un sitio de manufactura y embarcados al sitio de aplicación del reactor para instalación y operación, pueden ser fabricados y embarcados como partes separadas al sitio de aplicación para ensamble y operación o pueden ser fabricados cerca del sitio o dentro del sitio de aplicación del reactor. Así, en un tercer aspecto, la presente invención proporciona métodos para fabricar los fotobiorreactores del primer o segundo aspectos de la invención, que comprende ensamblar el fotobiorreactor del primer o segundo aspecto de la invención a partir de sus partes componentes. Tales partes componentes serán evidentes para aquellos de habilidad en el arte, en base a la discusión anterior de los primeros y segundos aspectos de la invención. En una primera modalidad, el método comprende ensamblar un fotobiorreactor al ensamblar un recipiente alojado para contener fluido con montantes de soporte, en donde el recipiente comprende: (a) primeras y segundas paredes laterales opuestas, en donde por lo menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente; (b) primeras y segundas paredes del extremo opuestas; (c) un fondo de recipiente y (d) una cubierta del recipiente, en donde las primeras y segundas paredes laterales comprenden una pluralidad de secciones separadas y en donde las secciones separadas están en comunicación fluida y en donde los montantes de soporte son ensamblados para conectar la pluralidad de secciones separadas de las primeras y segundas paredes laterales. En modalidades preferidas ejemplares de la primera modalidad, el fotobiorreactor además comprende por lo menos una compuerta de entrada en comunicación fluida con el recipiente; por lo menos una compuerta de salida en comunicación fluida con el recipiente; un sistema de aireación en comunicación fluida con el recipiente y un sistema de control de temperatura conectado al recipiente para controlar la temperatura del fluido dentro del recipiente. Los métodos pueden comprender además agregar otras modalidades de los fotobiorreactores como se describe anteriormente en las primeras y segundas modalidades de la invención. En un cuarto aspecto, la presente invención proporciona métodos para el cultivo de algas, particularmente microalgas, que comprende cultivar algas en el fotobiorreactor de los primeros y segundos aspectos de la invención, en presencia de fuentes de nutrientes y luz, preferiblemente luz del sol. Microalgas (en breve, algas) son microplantas que requieren la mayoría de los nutrientes minerales simples para el crecimiento y reproducción. Al utilizar energía fotónica, tal como luz del sol e iluminación artificial, las algas convierten por medio de la fotosíntesis, el agua y dióxido de carbono a compuestos orgánicos de alto valor (por ejemplo, pigmentos, proteínas, ácidos grasos y metabolitos secundarios) . Acompañados por la fotosíntesis, nitrógeno y fósforo en el agua residual son también absorbidos y asimilados en células de algas. Las algas exhiben un potencial de crecmiento de un orden de magnitud mayor que las plantas superiores debido a su utilización de la luz y nutrientes extraordinariamente eficientes . Las fuentes de nutrientes para el cultivo de algas incluyen pero no están limitadas a, medios de cultivo de algas estándar, agua residual de animales, agua residual de operaciones de alimentación de animales concentrada, agua freática contaminada de nutrientes y/o agua de escurrimiento de agricultura que puede ser usada como medio de cultivo después de equilibrio con ciertos compuestos químicos, en los que se incluyen pero no limitados a fosfato y elementos en traza, agua salina subterránea después que es atacada o flechada con ciertos compuestos químicos, en los que se incluyen pero no limitados a nitrato y fosfato, agua de desperdicio industrial, agua de desperdicio doméstica y agua freática contaminada, también como gases de desperdicio emitidos de generadores de energía que queman residuos de biomasa de algas de ciertos productos deseables son extraídos y recuperados, emisiones de gases de combustión de plantas de energía flameadas por combustible fósil, agua residual diaria que contiene altas concentraciones de amoníaco y fosfato, aguas freáticas de altos niveles de nitrato. Como se discute anteriormente, el uso de diferentes concentraciones de nutrientes afectan el crecimiento y composición bioquímica de las células de algas. Por ejemplo, el medio rico en nutrientes puede estimular y sostener una alta velocidad de crecimiento y productividad de biomasa, mientras que el medio agotable de nutrientes puede estimular la fotosíntesis y acumulación celular de lípidos neutros, ácidos grasos de cadena larga y/o carotenoides secundarios. Un gradiente de nutrientes creado en un fotobiorreactor del primer y segundo aspectos de la invención permite asi un incremento continuo de las algas de un modo de alta producción de biomasa a un modo de alta acumulación del producto deseado especifico. En una modalidad preferida para uso en los métodos de este cuarto aspecto de la invención, los fotobiorreactores del primer o segundo aspectos son usados y son colocados en una berma, tal como un montículo o banco de tierra, que está alejado y direccionado para proporcionar la inclinación apropiada del fotobiorreactor en relación al sol para cosecha máxima de radicación solar, como se discute anteriormente. Este cuarto aspecto comprende además métodos para cosechar células de algas de suspensión de cultivo mantenidas en los fotobiorreactores de la invención utilizando varios procesamientos (por ejemplo, centrifugación, flotación de aire disuelto o filtración de membrana) . Las centrífugas preparativas industriales de varios grupos pueden ser usadas para cosechar células de algas de los fotobiorreactores . Estos métodos pueden ser usados para producir productos de algas de alto valor, tales como ácidos grasos insaturados de cadena larga, carotenoides, ficobiliproteínas, clorofila y polisacáridos . Un método de flotación de aire disuelto para cosechar células de algas de un reactor puede ser usado. (Hoffland Environmental, Inc. 10391 Silver Springs Road, Conroe TX 77303-1602; SAMCO Technologies, Inc 160 Wales Avenue, PO Box 906 Tona anda, NY, 14150) . Tal método es particularmente útil en un proceso en donde el tratamiento el agua residual (tal como nutrientes de desperdicio y C02) es acoplado con la producción de biomasa de algas. Una filtración de membrana puede también ser usada para cosechar células de algas. (Por ejemplo, US Membranes Corp.) . Los métodos de este cuarto aspecto de la invención pueden ser usados para una variedad de propósitos, en los que se incluyen pero no limitados a la producción de productos derivados de algas (farmacéuticos, nut racéut icos , agroquimicos , alimento humano y alimento animal); producción de proteínas recombinantes ; recuperación ambiental, en los que se incluyen pero no limitados a remoción y reciclado de nutrientes de desperdicio de agua residual y gases de combustión ricos en dióxido de carbono emitidos de generadores de energía flameados por combustible fósil y producción de biomasa de algas para uso como materia prima de alimentación y para producción de biocombüstibles (tal como biodiesel, etanol o metano) , aditivos alimenticios de animales y fertilizantes orgánicos. Aquellos de habilidad en el arte estarán familiarizados con métodos de cultivo de algas estándar en fotobiorreactores . Véase, por ejemplo, Gitelson et al., Applied and Environmental Microbiology 62: 1570-1573 (1996); Hu y Richmond (1994) Journal of Applied Pgycology 6: 391-396; Hu et al., (1998) Journal of Fermentation and Biotechnology 85: 230-236; Hu et al., (1996) Biotechnology and Bioengineering 51: 51- 60; Hu et al., (1996) Journal of Phycology 32: 1066-1073; Hu et al., (1998) Applied Microbiology and Niotechnology 49: 655-662; Hu et al., (1998) European Journal of Phycology 33: 165-171 y Hu, Industrial production of microalgal cell-mass and secondary products - major industrial species ; Arthrospira (Spirulina) platensis. Pp . 264-272. En: Richmond A. (editor) Handbook of microalgal culture: biotechnology and applied Phycology, Blackwell Science Ltg., Oxford, Reino Unido.

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Claims

REIVINDICACIONES 1. Un fotobiorreactor caracterizado porque comprende: (a) un recipiente adaptado para contener fluido que comprende : (i) primeras y segundas paredes laterales opuestas, en donde por o menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente; (ii) primeras y segundas paredes del extremo opuestas ; (vii) un fondo de recipiente y (viii) una cubierta de recipiente, en donde las primeras y segundas paredes laterales comprenden una pluralidad de secciones separadas y en donde las secciones separadas están en comunicación fluida; (b) montantes de soporte para conectar la pluralidad de secciones separadas de las primeras y segundas paredes laterales ; (c) por lo menos una compuerta de entrada en comunicación fluida con el recipiente; (d) por lo menos una compuerta de salida en comunicación fluida con el recipiente; (e) un sistema de aireación en comunicación fluida con el recipiente y (f) un sistema de control de temperatura conectado al recipiente para controlar la temperatura del fluido dentro del recipiente .
2. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las primeras y segundas paredes laterales comprenden por lo menos 5 secciones separadas.
3. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las primeras y segundas paredes laterales comprenden por lo menos 50 secciones separadas .
4. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el número de montantes de soporte es igual a (m + 1) , en donde n es el número de primeras y segundas paredes laterales.
5. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia en el recipiente entre las dos paredes laterales es de entre 100 milímetros y 30 centímetros.
6. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una salida de drenaje en comunicación fluida con el recipiente.
7. El fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además uno o más deflectores conectados a la primera y segunda paredes laterales, para formar una barrera y para separar parcialmente el recipiente en múltiples compartimientos.
8. Un módulo de fotobiorreactor , caracterizado porque comprende dos o más fotobiorreactores de conformidad con la reivindicación 1, en donde los recipientes de cada fotobiorreactor están en comunicación fluida.
9. Una unidad de panel de fotobiorreactor , caracterizada porque comprende: (a) un recipiente adaptado para contener fluido, que comprende primeras y segundas paredes laterales opuestas y primeras y segundas paredes del extremo opuestas, en donde el recipiente define un interior, una abertura superior y una abertura inferior, en donde por lo menos una de las primeras y segundas paredes laterales es transparente y en donde las primeras y segundas paredes laterales son sustancialmente planas ; (b) una tapa superior ajustada sobre la abertura superior del cuerpo del panel y (c) una tapa de base que encaja debajo de la abertura de fondo del cuerpo del panel; una o ambas de la tapa superior y la tapa inferior comprenden además uno o más canales, para proporcionar conexión fluida a una unidad de panel de fotobiorreactor separadas.
10. La unidad de panel de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque una o ambas de la tapa superior y la tapa de fondo comprenden además uno o más canales, para proporcionar conexión fluida a una unidad de paneles de fotobiorreactor separadas.
11. La unidad de panel de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque comprende además uno o más deflectores que se extienden entre las primeras y segundas paredes laterales, de tal manera que el interior comprende una pluralidad de compartimientos.
12. Un módulo de fotobiorreactor , que comprende dos o más unidades de panel de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el recipiente de cada fotobiorreactor está en comunicación fluida con todos los otros recipientes en el módulo de fotobiorreactor .
13. El módulo de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además un sistema de aireación.
14. El módulo de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos uno de los fotobiorreactores comprende "una compuerta de entrada en comunicación fluida con el interior del fotobiorreactor .
15. El módulo de fotobiorreactor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos uno de los fotobiorreactores comprende una compuerta de salida en comunicación fluida con el interior del fotobiorreactor .
16. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, caracterizado porque la distancia entre las primeras y segundas paredes laterales varia en sitios diferentes en el fotobiorreactor.
17. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-16, caracterizado porque comprende además un sistema de control de temperatura .
18. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-17, caracterizado porque comprende además un sistema de control de pH.
19. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-18, caracterizado porque comprende además un sistema de control del nivel de N03~/P03~.
20. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-19, caracterizado. porque comprende además un sistema de control del nivel de 02.
21. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-20, caracterizado porque comprende además un sistema de control del nivel de C02.
22. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-20, caracterizado porque comprende además un detector de densidad óptica .
23. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-22, caracterizado porque comprende además medios para efectuar la inclinación del fotobiorreactor .
24. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-23, caracterizado porque el fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor es lineal.
25. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-23, caracterizado porque el fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor es un serpentín.
26. El fotobiorreactor o módulo de fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-25, caracterizado porque es conectado operativamente a un sistema de biorreactor de laguna abierta.
27. Un método para el crecimiento de algas, caracterizado porque comprende incubar algas en un medio de cultivo en un fotobiorreactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-25 y exponer las algas a la luz.
28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque comprende además conectar células de algas .
29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende además aislar productos biológicos de las células de algas cosechadas.
30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque los productos biológicos son seleccionados del grupo que consiste de ácidos grasos insaturados de cadena larga, carotenoides , ficobiliproteinas , clorofila y polisacáridos .
31. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las células de algas comprenden células de algas recombinantes y en donde el método comprende además aislar los productos de polipéptidos recombinantes de las células de algas.
32. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque comprende además incubar las algas en presencia de una fuente de nutrientes seleccionada del grupo que consiste de aguas de desperdicio de animales, agua de desperdicio de operaciones de alimentación de animales concentrada, agua de escurrimiento de agricultura, agua salina subterránea, agua de desperdicio industrial, agua de desperdicio doméstica, agua freática contaminada, gases de desperdicio emitidos de generadores de energía y emisiones de gas de combustión de plantas de energía caldeadas por combustible fósil.