培养光养生物的光生物反应器的制造方法_2

文档序号:8476371阅读:来源:国知局
中断系统操作。
[0019]在另一个实施例中,透明管道系统中的一个或多个层级包括至少一个用于管道系统的保持机构。该保持机构优选地以辐条状形式配置,并且在布置方式上,特别是,该保持机构基本上从光生物反应器的内部区域开始向外壳延伸。然后,在将管道系统放置于该保持机构的方式上,确保均匀的负荷传递。优选地,在该保持机构上提供能够积极调节管道的导轨。此外,优选地,该保持机构在配置上可以使管道垂直和/或横向偏移。对于该目的,该保持机构包括升高和降低导轨。由于管道的偏移布置,可以减少并列或上下布置的管道的阴影,并因此可以改善整个管道系统的采光。在保持机构上以螺旋状布置管道,特别是双螺旋状,也是有利的。
[0020]在一个优选的实施例中,该透明管道系统的管道,至少在某些区域,以一种刚性和/或摩擦方式可连接到或连接到该保持机构,优选地为辐条状保持机构,优选地通过一种可脱开的锁紧装置。刚性连接可以通过保持机构上的导轨来实现。此外,可以提供一种锁紧装置,特别是一种可脱开的锁紧装置,例如钩环扣件。对于该锁紧装置的布置方式,优选地,该保持机构与管道之间的接触区域配备有一个相应的锁紧装置,例如钩环扣件带。因此,在该管道系统的管道与保持机构之间形成了稳固连接,为装配件提供了稳定的结合。因此,整体承载能力得到提升。在另一个实施例中,额外提供了另一种固定构件,例如固定丝、固定带或类似固定物,用于将管道固定到保持机构。然后,该固定构件(例如固定线)可以以一种弹性方式向管道伸展,以便将管道牢固地压入保持机构。因此,这可以改进管道系统到保持机构的连接。
[0021]在一个优选的实施例中,该透明管道系统的层级结构在配置上可水平和/或垂直移动。对于层级结构的水平移动,例如当旋转该层级结构时,该层级结构优选地以一种滚动的方式支承。该层级结构优选地通过一个垂直移动装置垂直移动,例如电动齿条齿轮传动装置。该层级结构的水平和/或垂直可移动性可实现灵活的方向,以获取最佳采光。此外,可移动性增加了维护期间的灵活性。特别有利的是,透光支承构件在配置上可用于水平移动该层级结构。对于该目的,可以在支承构件上提供用于水平转动该层级结构的导轨。
[0022]另外,也可以在垂直方向上调节该管道系统,并且如果必要,也可调节该管道系统的保持机构,尤其是通过液压传动装置。对于该目的,可以在该管道系统的层级结构上提供液压缸,以便能够通过光生物反应器外壁部分的主轴传动装置实现垂直调整,并因此改变流经管道的培养悬浮液的流速,例如藻类基质。此外,在该管道系统上提供一个可产生机械振动的振动器,以促进培养悬浮液的流过是非常有利的。特别是,这增加了管道系统内的流速。
[0023]在一个优选的实施例中,该管道系统的层级结构通过挠性管段相互连接。特别是,挠性管段在长度上尽可能扩展,以便当水平和/或垂直移动层级结构时确保层级结构之间的稳固连接。
[0024]为了实现光生物反应器内管道系统的层级结构的特别紧凑的布置,管道系统相邻层级之间的间距平均不超过100cm,更优选地不超过80cm。为了在结构上可特别简易地调整层级结构的高度,以及层级之间的间距,管道系统的层级结构或管道系统的保持机构在配置上优选地可连接到钢缆。因此,管道系统的层级结构或保持机构可以连接到钢缆绞盘,如果必要,振动器也可以连接到该钢缆绞盘。优选地,钢缆绞盘设置在顶部结构或桥式顶部结构上。然后,管道系统的层级结构可以根据需要有目标地定向和移动。此外,管道内的流速在管道系统的每个层级可方便地单独调节,以适合各个层级和区域的不同生长速度的情况。
[0025]该管道系统各个层级的管道布置优选地使管道以螺旋状水平延伸的方式配置。通过使管道朝流动方向倾斜,可以改进管道内的流动。因此,该管道系统的保持机构然后可以具有相应的垂直偏移,以便管道倾斜。假设光生物反应器的直径为22m,垂直偏移优选地为至少10cm,例如20cm。
[0026]此外,在另一个实施例中,提供了人工光照,以便采用人工光照的光生物反应器操作。原则上,人工光照可以在外壳的内壁上以一种节省空间的方式设置,就像带有发光二极管的壁纸,特别是有机发光二极管(OLED)。特别有利的是,在透明管道系统的管道旁边或管道上提供照明元件,尤其是带有发光二极管(LED)的照明管。这样,可以将目标人工光照引入管道系统,而不会导致对光养生物生长有害的热辐射。优选地,照明管布置在垂直偏移管道之间,优选地位于由于管道布置而被遮阴的区域,例如三个分别相邻管道之间的三角区域,特别是管道束形式。照明管可以位于一个分离层(例如铝层),尤其是膜形式的分离层,例如,该分离层可固定到照明管上。照明管的布置为彼此紧密相邻的管道提供了特别有效的光照,从而减少了管道系统的遮阴。此外,在日光入射降低的情况下或在夜间,该照明管可在整体上改善光生物反应器的操作。为了能够进入到该管道系统的层级结构中,优选地提供一个垂直进入装置,例如楼梯塔或升降梯或类似装置。在这种情况下,垂直进入装置可具有入口或开口,以便能够连接到内部,特别是该管道系统的层级结构。
[0027]根据本发明的另一个方面,在外壳的壁面区域至少设置一个透光性支承构件,该支承构件在水平范围内以一种闭合的方式配置,并且优选地,具有一个框架结构。
[0028]重要的一点是在生产和组装方面,以一种有利的方式通过提供一个水平连续透光支承构件实现额外光线入射的想法。因此,通过透光性支承构件为外壳提供足够的承载能力和稳定性,并同时从外壳的壁面区域提高光线入射,可以轻松制作光生物反应器的外壳,这样该管道系统的下部区域也可以适宜地受到日光照射。
[0029]特别地,该水平连续支承构件以一种封闭的方式配置,以确保特别高的稳定性和承载能力。原则上,该透光性支承构件也可以配置为柱状或框架结构。但是,框架结构是特别优选的结构,因为其具有较高的承载能力,并且重量较轻。特别地,支承构件材料采用钢材。
[0030]在一个优选的实施例中,支承构件具有异形导轨,以联接到外壳壁面的更远区域。异形导轨优选地设置在支承构件的下端和/或上端。特别地,支承构件以U形配置,这样可以刚性联接到外壳壁面的更远区域。这样,在组装方面,可特别容易实现支承构件与外壳壁面构件之间的连接。在组装过程中,带有异形导轨的支承构件然后可以放置到壁面构件上,例如混凝土构件。然后,更多的壁面构件可以放置到支承构件上。特别有利的是,外壳在配置上大致为圆柱形。因此,透光性支承构件以环形、封闭的方式配置。这样,即使光生物反应器具有较大的空间范围,支承构件也可以实现特别高的稳定性。此外,透光性支承部件可以覆盖有由玻璃或塑料制成的透明遮盖构件,以适当地防止光生物反应器的内部受到外部影响。此外,在外壳的壁面区域上优选地至少提供两个透光支承构件。这也有助于通过垂直进入部件改善各个层级或管段的可达性。
[0031]在另一个实施例中,外壳包括像壁面构件一样的混凝土构件。在外壳为大致圆柱状的情况下,该混凝土构件优选地配置为混凝土环。优选地,应使用预应力混凝土材料,这样也可以实现较大的支承距离。在这种情况下,混凝土构件特别地为预制件。由于其重量,混凝土构件具有充足的稳定性,在整体上有利于光生物反应器。在透光性支承构件的布置方面,可以以一种特别有利的方式实现组装。
[0032]根据本发明的另一个方面,提出了一种生物沼气装置,其包括一个光生物反应器和一个发酵罐。对于该光生物反应器的基本结构,可参照上述说明。
[0033]该生物沼气装置的重要一点是将该光生物反应器与一个发酵罐联接的想法,该发酵罐优选地布置在该光生物反应器的内部。通过以该方式布置发酵罐,在整体上提供了一个紧凑型生物沼气装置。
[0034]在一个改进的实施例中,提供了一个用于光生物反应器的温度调节装置,其基本上能够利用发酵罐的热量。这能够以一种高效的方式将发酵罐内发酵所产生的热量用于光生物反应器,以建立适合光养生物生长的最佳环境条件。生物沼气生产过程中所产生的二氧化碳也可方便用于光养生物(例如藻类)的培养。特别有利的是,在光生物反应器的内部中心提供发酵罐。优选地,发酵罐在配置上大致为圆柱形。例如在这种情况下,光生物反应器内的发酵罐的直径为10 - 30m。
[0035]为了实现有效的生物沼气生产,在一个优选的实施例中,该生物沼气装置在配置上将藻类和植物残余物、动物残余物和/或有机废物用作发酵罐的基质。有利地是,发酵残余物适合作为光养生物(特别是藻类)的培养肥料。
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