[发明专利]具有集成照明的反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有集成照明的反应器，其尤其适用于光敏微生物的培养。其可以是生物反应器，也可以是化学反应器或物理化学反应器。

背景技术

生物反应器这里指的是其中发生生物现象的反应器，例如，在排出物处理这样的广泛领域，进行纯微生物或微生物团(尤其是微藻类)的培养生长，产生含有重要原生质(即会增值的原生质)的生物物质。因此，这个概念尤其包括称为发酵器的反应器。

一个反应器通常具有一个封闭箱体，在封闭箱体内安装一个搅拌元件，用于有助于使箱体的内装物均匀化；这种搅拌元件通常由一个载有叶片或涡轮的立轴构成，所述叶片或涡轮的运动在物质在反应器中进行处理的过程中，确保搅拌及物质的均匀性。

这种生物反应器或发酵器中生物品种的生长需要各种操作条件；因此，公知地，尤其是异养生长方式(供给糖这样的碳源)，供给光的自养(或光能自养)生长方式(也称为光合作用)，或者混合营养生长方式(联合供给碳源和光)。该课题的科学方法尤其在Katsuda等人发表在“Enzyme and Microbial Technology 35(2004)81-86”中的“Astaxanthin production by Haematococcus pluvialis under illumination with LEDs”中提出，或者在Wang等人发表在“Biochemical Engineering Journal 37(2007)21-25”中的文献“Effect of using light-emitting diodes on the cultivation of Spirulina platensis”中提出。

已经提出各种各样的配置用以进行这种光供给，连续或周期性光供给(周期的持续时间可为数分钟至数小时不等)，乃至闪光光源光供给，其光谱接近日光光谱，或者反之，紧密地以一个选择波长为中心。有时，适于这种光供给的反应器称为光反应器或光生物反应器(当其为生物处理地点时)。

良好掌控的配置在于，例如根据箱体尺寸配备具有六至十二个孔的箱体，可使产生的光从箱体外部进入。这种孔可具有5至20厘米的实际直径。这种配置的缺陷是，这些孔限制光照面积，吸收或反射光源发出的很大一部分光子。

因此，已经提出其他配置，其中，光源安装在箱体中。

因此，文献WO-2002/086053在述及配有孔的箱体的情况之后，描述了一种装置，其具有生长箱体、光照箱体，所述光照箱体与生长箱体连通且配有一个光源，优选位于该光照箱体内，具有使微生物从一个箱体流通到另一个箱体的系统；光照箱体实际上呈管状，具有导流片，用于确保微生物的流通呈紊流；光源优选与光照箱体同心，可由金属卤化物灯例如高压钠光灯构成。生长箱体也具有一个光源，确保通过箱体壁所具有的孔进行光照，其或者由浸入在微生物物质中的玻璃管形成。

文献US-2010/0190227(源于国际专利申请WO-2008/145719)涉及一种生物反应器，其具有模制的塑性材料制部件，电致发光二极管(简称发光二极管)集装在塑性材料制部件中；当涉及装备箱体内壁时，则可考虑这些部件是板或带，但是，当这些光源布置在反应器内时，由所述实施例可见，这些部件最好呈管状，优选地成束，在这种情况下，二极管通过箱体的盖供电。发光二极管例如发出红光。发光二极管安装在其内的塑性材料可以是硅树脂。

此外，文献US-7824904提出一种反应器，其中，搅拌装置具有承载光源的叶片，光源例如为灯、安瓿或发光二极管。

至于文献WO-2011/154886，其同样描述了一种反应器，其具有与一转动装置固连在一起的光照系统。

由这些不同的文献可以看出，在箱体外部产生光，使之进入箱体中，一般视为不具有足够的功效，通常，据计算，良好的功效要求光源布置在容装在箱体中的物质中，优选地，布置在布置于其中的转动装置上；提出的各种各样的解决方案用以使这些光源与外部连接。

应当指出，在反应器中进行光照的用处不限于生物处理；因此，紫外线辐射可用于待处理培养基灭菌(例如参见文献US-4456512)；还有这样的情况，其中，可见光辐射或不可见光辐射可有利于进行化学反应或物理化学处理。

发明内容

本发明的目的在于一种反应器，光源布置在反应器的箱体中，可有效照射箱体中的待处理物质，同时最大限度地减少这种箱体为集装这些光源而进行的改变。