[發(fā)明專利]光反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880018482.6
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101679930A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·道特;H·福伊特
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N1/12;B01J19/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

本發(fā)明涉及一種光反應(yīng)器，其包括LED塑料模塑部件，優(yōu)選是LED硅 酮模塑部件，上述模塑部件任選的與光導模塑部件結(jié)合使用，作為輻射 源；本發(fā)明特別涉及一種光生物反應(yīng)器，其包括LED塑料模塑部件，優(yōu)選 是LED硅酮模塑部件，上述模塑部件任選與光導模塑部件結(jié)合使用，作為 輻射源。

光反應(yīng)器，特別是光生物反應(yīng)器，用于微藻類、光合細菌、蘚類或其 它植物細胞培養(yǎng)的工業(yè)化生產(chǎn)，所述的微藻類例如螺旋藻、小球藻、衣藻 或雨生紅球藻，所述的光合細菌例如藍細菌(例如渾球紅細菌、紅螺 菌)。這些微藻類和藍細菌可以借助于光能(光合作用)將CO₂和水運送 至生物質(zhì)中。這些物質(zhì)通常包括兩個色素集，第一色素集對約450nm波長 具有良好的光吸收，第二色素集對約680nm波長具有良好的光吸收。生物 質(zhì)的形成發(fā)生在光反應(yīng)和暗反應(yīng)中。光反應(yīng)可以通過形成氧(＝光化學的 水解離)將輻射能轉(zhuǎn)化為化學能或光量子。在第二步驟中，通過消耗光量 子形成生物質(zhì)(CH₂O)_n(暗反應(yīng))。

光生物反應(yīng)器可以用于制備藻類生物質(zhì)和例如食品、食品增補劑、蛋 白質(zhì)、類脂、維他命、抗氧化劑、用于醫(yī)藥品和化妝品的活性劑、以及由 藻類得到的油。CO₂作為藻類培養(yǎng)的碳源，可以以空氣、富集CO₂的空 氣、含CO₂的廢氣或純CO₂的形式，供入光生物反應(yīng)器中。這樣的光生物 反應(yīng)器還可以用于從廢氣中除去CO₂。

第一代光生物反應(yīng)器使用日光作為光源。該光反應(yīng)器由大型開放槽系 統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)的攪拌臂組成，所述的槽系統(tǒng)例如直徑達45m的槽系統(tǒng)。這種反 應(yīng)器的缺點在于，其依賴于日光輻射強度，并且開放的槽系統(tǒng)會引入污染 (www.ybsweb.co.jp:YAEYAMA?premium?quality?chlorella)。

Bisantech在2000年將世界上第一臺可在閉合滅菌反應(yīng)器中生產(chǎn)微藻 類的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)投入使用(www.bisantech.de)。但是，這種反應(yīng)器 仍然具有上述缺點，它還是要依賴日光輻射的強度。

在美國專利US6,602,703B2中公開了一種使用人工照明的光生物反應(yīng) 器。這種反應(yīng)器將在其中平行排列著的熒光管用作光源。這種反應(yīng)器的缺 點在于，需要相對高的能量并且照明裝置很容易受到污染影響。美國專利 US?2006/0035370A1中公開了一種多段式光生物反應(yīng)器，用于有用代謝 物的共生生長(growth-coupled)生產(chǎn)，該反應(yīng)器由第一培養(yǎng)區(qū)和第二培 養(yǎng)區(qū)組成，第一培養(yǎng)區(qū)含微生物和用于生物生長的培養(yǎng)區(qū)，第二培養(yǎng)區(qū)在 一側(cè)臨近第一培養(yǎng)區(qū)，并含培養(yǎng)介質(zhì)和用于產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的微生物。這兩 個培養(yǎng)區(qū)被透明的隔離壁分隔開來。該反應(yīng)器利用陽光或人工照明光充當 光源，同樣具有上述缺點。

由WO?92/00380A1可知，可以將光源安裝在光生物反應(yīng)器的外部， 并將其發(fā)出的光通過光導傳送入反應(yīng)器中。使用LED發(fā)光體(LED＝發(fā)光 二極管)作為輻射源用于光生物反應(yīng)器中，這種技術(shù)是公知的：US 2005/0135104A1公開了使用LED作為光源用于海水養(yǎng)殖的培養(yǎng)容器中。 LED被包圍在透明外殼中。但是該文獻沒有公開將LED埋入在透明的塑料 基體中。JP?2007-040176A公開了：通過風力發(fā)電，向反應(yīng)器的人工照明 提供電力供應(yīng)，用于藻類培養(yǎng)，所述的人工照明例如LED。JP?2000- 325073A公開了一種用于藻類培養(yǎng)的分為兩部分的容器。該容器的兩個分 隔間被一種結(jié)構(gòu)分開，該結(jié)構(gòu)包括裝有LED的電路板。該裝有LED的電路 板通過透明板將兩側(cè)的培養(yǎng)介質(zhì)分隔開。JP?10-098964A和JP?11-089555 A公開了一種藻類反應(yīng)器，其中將LED作為光源。在一種實施方式中，向 透明管中引入LED鏈，這降低了反應(yīng)器中的照明強度。在另一種實施方式 中，先將LED鏈焊接在基底上，隨后將其引入透明管中。WO 2007/047805A2中公開了在閉合的反應(yīng)器中，使用LED作為光源。這一反 應(yīng)器的缺點在于使用外部的LED光源作為照明手段。因此，通過介質(zhì)之后 輻射變得不足，使得光程的長度很短，只有幾厘米，導致在批量生產(chǎn)時需 要更大的表面區(qū)域。