CN102851198A - 包含旋转振荡光源的光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由旋转振荡运动的光源（导光设备、LED）照射的光生物反应器，和任选地用于气体传输的旋转振荡运动的膜表面。优势尤其是随时间平均空间均匀且可通过强度和振荡调节以适合培养液及其密度的光输入，以及低剪切功率输入和任选地低剪切无泡气化和脱气。

Description

包含旋转振荡光源的光生物反应器

技术领域

本发明涉及光生物反应器，其在反应器内部包含旋转振荡运动的光源以实现空间均匀的光输入。

本发明可用于光养有机体的培养，该光养有机体在反应器内部通过旋转振荡运动的光源以最优化方式被照射。

最优化光输入可任选与最优化的剪切敏感性的反应器内容物质（如剪切敏感性的光养有机体）的气化和脱气结合。

背景技术

光养有机体应用的一个重要应用领域是藻类培养。除了传统的在暴露于阳光的扁平容器中培养藻类之外，在生物反应器中的藻类培养被越来越多地记载。这种开发的一个原因是藻类用于制备极高价值产品的用途。然而，这对培养条件或过程管理带来更复杂的需求。其只能在特别设计的光反应器中进行。与更便宜的常规培养容器相比，由所述特别设计的光反应器产生的更高的采购和生产成本的经济可行性依赖于产品可实现的高价格水平。

这种高价值产品是，例如，化妆品工业的着色剂或食品补充剂工业的多不饱和脂肪酸（如天然ω-3脂肪酸或二十碳五烯酸（EPA））。制药业中正在研发用于治疗和诊断药品的蛋白质。另一领域是绿色能源生产（例如通过藻类制氢）。藻类生物质——其在藻类制备产品时以任何方式形成——还可用于产生沼气，其使这种技术特别环境友好。藻类培养和利用藻类生物质用于制备沼气的结合的另一个实施例是废气净化，其中包含的二氧化碳和碳由藻类代谢。因此废气净化的环境技术方法可与从已经产生的藻类生物质得到沼气的能源技术方面共生关联。

现有技术中记载了各种设计的光生物反应器。

Havel等人记载了包含最多达16个并联运行的泡罩塔的生物反应器，其在泡罩塔的正上方配有人造光源从而确保在均匀光谱内足够的光供给量。在每个泡罩塔的周围，反光圆柱管将光从上方传递至每个泡罩塔的圆柱形玻璃外壁，从而降低光散射和改善照射。Osram Fluora L77（Osram,Munich,Germany）和Sun-Glo（Hagen,Holm,Germany）荧光管的结合用作光源产生人造阳光[J.Havel,E.Franco-Lara,D.Weuster-Botz:“A parallel bubble column system for the cultivation ofphototrophic microorganisms”Biotechnology Letters(2008)30:1197–1200]。在泡罩塔内部，随着有机体在泡罩塔内准混乱的移动，流体动力学控制漂浮光合细胞的曝光。在最佳性能时，泡罩塔还必须以最高可能的气化速率运转，该速率由藻类的剪切耐受性控制。同时，气化速率不应过高而导致可发生气滞，气滞将阻止光通过泡罩塔传播[J.C.Merchuk,F.Garcia-Camacho,E.Molina-Grima“PhotobioreactorDesign and Fluid Dynamics”Chem.Biochemical Engineering Quarterly(2007)21(4):345–355]。尽管如此，由于易于建造和保持运转，这种光生物反应器是最广泛使用的。然而，这种类型的光反应器的放大和最优控制很难，因此其生产率通常较低。其原因也基于在这种光生物反应器中光输入通过反应器的外表面进行这一事实。然而，随着规模的增大，表面积与体积比变得更小，因此每单位体积的光输入变得更低，从而限制产品产率。

管式光生物反应器由直线型或圈型排列的透明管材料组成，其排列旨在实现最大的阳光/光辐射接收。光养培养材料在管内运输。为此，特别经常使用气升循环器[J.C.Merchuk,F.Garcia-Camacho,E.Molina-Grima“Photobioreactor Design and Fluid Dynamics”Chem.Biochemical Engineering Quarterly(2007)21(4):345–355]。Merchuk等人还给出在生物反应器中培养光合细胞的现有技术综述。除上述泡罩塔反应器和管式反应器之外，也记载了薄膜生物反应器和气升式反应器。与泡罩塔相反，气升式反应器允许控制流体通过通道，在由同心管组成的结构中，光源位于外壁且内壁限定了暗区[J.C.Merchuk,F.Garcia-Camacho,E.Molina-Grima“Photobioreactor Design and FluidDynamics”Chem.Biochemical Engineering Quarterly(2007)21(4):345–355]。

Rastre等人记载了一种通过结合模型生物反应器和中试生物反应器而合理设计大型反应器的方法。研究了封闭管和板式生物反应器[R.R.Sastre,Z.

I.Perner-Nochta,P.Fleck-Schneider,C.Posten,Journal of Biotechnology(2007)132:127-133]。

US 20100144019记载了用于微藻类培养的光生物反应器，其容器含有大量不同长度的光源（具体地是光电二极管与导光设备的结合）、用于产生流动的机械搅拌装置和气动混合***，其产生气泡以悬浮微藻类，光源浸于容器内。未公开柔性光源。

WO 2009069967记载了用于微藻类培养的光生物反应器，其包含容器中的多个光源表面，例如柔性LED板。光源表面具有平板或圆柱的形状且在反应器容器中以规则间隔安装从而将其分置。与在管式反应器中一样，培养体从输入口至输出口沿光源表面被运输至反应器内，光源表面被置于反应器内，从而使输入口和输出口之间的路径尽可能长。

用于藻类培养的光生物反应器记载于US 20100028977 A1，其中光通过棒被引入培养液。然而，记载的棒的排列不能使均匀的光输入光生物反应器。另一个缺点是尽管记载了排列的棒的旋转，但这不包括在光源和含有光养有机体的培养液之间产生相对速度。这种相对速度导致相应的混合，结果是不同的光养有机体被恒定运送至光源附近。相对速度还具有这样的效果：所有光养有机体随时间可平均接收相同的光量，从而不存在由于与光源之间更大的距离而随时间平均接收更少的光量的有机体。专利US 20100028977 A1还缺少用于记载的光生物反应器的气化和脱气概念。这是另一缺点，因为除光输入之外，供给二氧化碳和排出氧气对于藻类也很重要。

因此US 20100028977 A1具有非空间均匀的光输入、光源与培养液之间没有相对速度、以及缺少气体转移概念的缺点。

在所有上文提到的光反应器中，一个替代方案是光源位于培养容器外部且不与培养的材料接触。相应地，为了产生必要的照射以及最大的光辐射穿透深度，需要高能光源。直接辐射对特别敏感的有机体具有光抑制的危险。或者，另一种可能是，光通过导光设备由光源导入光生物反应器，或将两种可能性结合。

近年来尽管有很大关注，对于在生物反应器中培养光养细胞（特别是藻类和蓝细菌）仍没有经济满意的方案。

用于液体（特别是细胞培养液）的无泡气化的方法记载于WO2007098850和WO 2010034428，气体交换通过一个或多个柔软地浸于待气化和/或脱气的介质（例如管、圆柱或模块）中的膜表面而进行，其中所述膜表面在介质中进行任意旋转振荡运动。所述旋转振荡运动在这种情况下易于通过相应地操作驱动马达而实现。在设计工艺和机械方面，其没有额外需要。通过受控的运动改变，所述运动可最优化从而使流到膜表面上的流动是最佳的。由于材料的传递系数取决于流到膜表面上的流动，最佳运动是其中膜表面分别具有相对于液体的最大相对速度的那种运动。膜表面的旋转振荡运动的另一个优点是不需要用于产生流到膜表面上的流动的单独搅拌或混合元件。此外，旋转振荡运动意味着容器中的流动折流板不是必需的。在常规搅拌元件中，通常使用流动折流板以防止液体随搅拌器运动以及提供足够的湍流和功率输入。WO2007098850和WO 2010034428中提供膜表面和产生流到膜表面上流动的结合避免了局部高功率输入和局部高剪切应力的区域。在记载的生物反应器中，功率输入以空间均匀的模式进行并直接用于流到膜表面上的流动。随着在膜表面所有位置处适宜的液体运动，由于膜表面相对于液体的运动，发生大量且确定的物质传输。总之，与常规方法和设备相比，实现了物质传输和产生物质传输所需的机械功率输入、以及生物反应器中不可避免的剪切力的更好关联。没有记载用于光养细胞培养的生物反应器的使用，在记载的设备中没有提供光源。

与在生物反应器中的细菌、酵母或哺乳动物细胞培养相反，在光生物反应器中光养有机物（例如藻类）的培养除气体供给和排出之外，还需要光能量的输入。由于光照射的穿透深度较短，需要最大程度均匀的光输入，从而尽可能不存在这种生物反应器区域：其中光源太远从而损害生产率。辐射强度的指数衰减产生三个具有不同生长条件的区域：

在第一个区域中，其从光源延伸至光能量抵偿藻类用于最大生长速率的能量需求的位置，生长速率主要取决于细胞种类和培养介质。在某些条件下，该区域的光抑制可防止光源附近的最大生长。

第二区域结束于到达细胞的光能量正好等于用于生存新陈代谢的能量需求的位置。在该区域中，光是限制因素且光合生长速率与入射光强度成正比。

第三区域是少照射区域，其中生长不利且出现结垢。上述区域***没有考虑生物反应器中的流体动力学。

发明内容

为了在光生物反应器中培养光养有机体（如藻类），由此产生的目标不仅是提供具有足够混合和避免结垢和聚集的高气体供给和气体排出（如生物反应器中常见的），还同时实现尽可能均匀的充足的光输入。

在光生物反应器设计中，除光输入的额外需要部分之外，根据光养有机体，还必须更多注意剪切敏感性。

尤其是由于气泡气化也会产生剪切应力，因此无泡气化是有利的，特别对于任何情况下更倾向无泡气化的光养有机体。因此对于剪切敏感和/或气泡敏感有机体，上文记载的目标变得更加困难。在无泡气化的情况下，特别地必须注意避免结垢和聚集。因此必须提供具有气体供给和排出（任选以无泡形式）的均匀光输入、足够的混合和避免结垢和聚集以及低剪切应力，低剪切应力通常也需要低功率输入且由此需要低气体供给和排出以及混合。

此外，需要可以经济满意的方式建造、操作并保持运行、且可以尽可能灵活地适应培养的有机体的需要的光生物反应器。

现有存在的***仅在单一或某些标准上——但不是所有标准上——满足所述对光生物反应器的需求。

令人惊异地，上述目标已经通过一种光生物反应器实现，该光生物反应器特征在于分布于生物反应器液体体积中的任意旋转振荡运动的光源，以及通过使用本发明的光生物反应器的方法实现。

具体实施方式

在上下文中，术语光源不必须表示光源产生光；而是，术语光源也用于光输出的含义。例如，光可在光生物反应器外产生并通过玻璃纤维缆传送至生物反应器，其中光从导光设备发出。导光设备用作光生物反应器的光源。

本发明不仅适用于光养有机体（如藻类和蓝细菌），也适用于其他具有光输入和任选气化的相应应用。

在本文中光输入（优选在液体中）用于为光合作用提供光。通过应用光源（例如在转子上的星形），结合液体中的运动，解决了光穿透深度短的问题。

通常，光源被固定于一个或多个载体。合适的载体是膜表面，如优选由与生物过程相容的钢或塑料制得的管、圆柱或其他模块。

优选地，光源近似空间均匀地分布。优选地，这些光源在光生物反应器的整个体积中统计学分布。

在一个优选实施方案中，光源以柔性导光设备或发光二级管（LED）的形式在光生物反应器中空间均匀地分布，例如通过在转子上以星形分岔排列（参见图11的实施例）。对于不吸收光的容器填充的情况，这使得在容器内的照射处处相等。也可以数学计算光源相对于反应器壁和反应器设备的有利相互排列以实现理想光照。转子例如在其上端和下端、即例如在液体表面下方和在生物反应器底部上方带有星形的转子臂。随后柔性导光设备被例如垂直缠绕在转子臂上，例如从上部转子臂至下部转子臂，再回到上部转子臂等。在承载区域上转子臂的槽纹可帮助导光设备的安全支撑。优选使用薄导光设备以使其表面积与体积比最大化。由于转子轴的不连续运动，流到光源上的流动切向进行。

记载的光源或导光设备、LED在光反应器中的排列对光生物反应器的放大或缩小是理想的，因为光源表面积或导光设备表面积与光生物反应器体积的比例可保持不变。

由于光源紧靠细胞，相对低能量，也即节能光源是合适的。

导光设备的实例是光波导(light waveguide)、玻璃纤维、聚合物光纤或其他由塑料制得的导光部件，以及光纤部件。

除了这些，发光二极管（LED）在反应器中可用作光源。产生的光的性质可通过适宜的选择半导体材料以及掺杂而改变。首先，光谱范围和效率可被影响：

砷化镓铝（AlGaAs）——红色（665nm）及最大达1000nm波长的红外，

磷化砷镓（GaAsP）和磷化镓铟铝（AlInGaP）——红色、橙色和黄色，

磷化镓（GaP）——绿色

碳化硅（SiC）——第一个市售蓝色LED，低效率，

硒化锌（ZnSe）——蓝色发射器，但其从未实现市售，

氮化镓铟（InGaN）/氮化镓（GaN）——紫外、紫色、蓝色和绿色，

白色LED通常是蓝色LED前放置一层荧光层，其作为波长转换器。

本发明还涉及导光设备和/或发光二极管在本发明的光生物反应器中促进光养有机体的生长的用途。

在旋转振荡光生物反应器中使用产生的辐射优选为约5-120μmol/m²·s、特别优选约5-30μmol/m²·s的LED。

光源优选通过光控制单元而控制。特别地，LED可通过工作电流而非常快速地开关和调节。以这种方式，光输入（光能量，光强度）可适应例如培养液密度。还容易实现光源的脉冲。

由于旋转振荡运动，光源提供给所有光养有机体（如藻类细胞）以随时间平均尽可能均匀的光。旋转振荡运动在光源和反应器内容物之间产生相对速度，且具有反应器内容物的每一部分随时间平均接收相同光量的效果。例如光源呈星形排列时，光源与反应器内容物之间的相对速度随与振荡轴之间距离的减小而减小这一事实并不重要，因为反应器内容物彻底混合且反应器中的粒子将因此随时间位于离振荡轴不同的距离。

与振荡相关的变化的光强度——其由单个光养有机体细胞（如藻类细胞）所经历——不是关键的，因为任何情况下藻类的照射通常以脉冲方式（例如以1赫兹的频率））进行。在本发明中，重要的仅仅是所有藻类细胞平均暴露于相同的足够量的光。从而满足即使光照射的穿透深度较短也能够在反应器中培养光养有机体（如藻类）的技术要求。无需用于产生流到光源表面上的流动的搅拌和混合元件，从而避免了具有局部高功率输入和局部高剪切应力的区域。这适应了某些光养有机体的剪切敏感性（例如某些类型的藻类）。

振荡还可被调节以适合例如培养液密度。更高的——例如含有藻类的——培养液密度导致更短的光穿透深度。其可通过放大用于更高培养液密度的振荡、任选与光源的光能量提高相结合而弥补。其将防止每个藻类细胞的照度随培养液密度的增大而减小。

本发明的光生物反应器可相对简单经济地提供且可以相对不复杂的方式适应培养的有机体的需求。

通常，本发明的光生物反应器是圆柱形，就填充体积而言优选尺寸为1l至1000l且具有标准的高度与直径比，从而可改造现有生物反应器。

如果需要用于运输例如O₂或CO₂的无泡气化，则本发明的光生物反应器将含有旋转振荡运动的气体传输装置，选自喷雾器、微喷雾器或膜表面，特别是膜管。除光源载体之外，气化膜表面可安装于所谓的转子上，例如与上文所述的优选实施方案中相似的附加转子臂的形式。作为一个替代方案，气化膜表面（例如气化管）可配有一个或多个光源。

液体的气化用于引入和脱附气体。生物技术中的其他目标是，通过相应膜气化，以实现高物质传递系数和低功率输入或低剪切负荷。气体交换通过一个或多个任意构造的浸入膜表面而发生，所述膜表面在液体中进行任意旋转振荡运动。膜气化——其可无泡进行——适应某些光养有机体（例如某些类型的藻类）的剪切敏感性和对于无泡气化的需求。任选地，也可选择膜表面以使其仅仅促进气体供给和排出。膜表面可以例如由一个和多个膜管形成。

替代气化膜表面，或除了气化膜表面之外，一个或多个喷雾器或微喷雾器也可用在任意旋转振荡的光源上，优选在下端以便气泡上升路径更长。此外，气体的气泡或微气泡沿光源向上迁移，其又导致相应的区域混合并因此导致随时间平均更加均匀的光输入，因为不同有机体通过混合被恒定传输至光源附近。随着任意旋转振荡运动，随后生物反应器的所有区域都具有（微）气泡。

这种方法和设备具有的其他优势是避免或大大降低了在相应培养容器/光生物反应器的内部区域上的物质的附聚和沉积。这一现象通常是不利的，因为生物反应器中元件（例如气体传输膜或探针）的功能有时被极大限制或甚至无效[WO 2010034428]。在本发明的光生物反应器中培养光养有机体（如藻类）时，还避免或极大降低了物质在光源上的沉积。

此外，根据各个藻类或光养有机体的培养需求，不仅光源面积和膜面积与生物反应器体积的比例，而且光源面积与膜面积的比例均可直接改变。在一个优选实施方案中，例如，膜管和导光设备可缠绕在转子臂上（例如交替地），这种情况下上述比例可通过转子臂的数量和膜管的数量相对于导光设备的数量而改变。膜管和导光设备优选由安装于容器外部的气体供给设备和光源提供。

在本发明的另一个实施方案中，光生物反应器包括控制元件，通过其可以限制膜表面在一个转动方向上的漂移，在该情况下控制元件可包括导光设备或发光二极管。

优选地，光源或气体传输装置或二者还通过常规方式与一个或多个探针连接，使得可监测反应器内的过程。

本发明还涉及一种使用本发明的光生物反应器的方法，其特征在于光源进行任意不连续的运动，优选具有运动反转的任意运动，特别优选旋转振荡运动。

所述气体传输装置还优选进行任意不连续运功、具有运动反转的运动或旋转振荡运动。在该方法的一个具体实施方案中，光源或气体传输装置或二者在两个运动转折点之间以加速和减速的周期序列运动。

本发明的方法特别适用于藻类或光养有机体的培养。

本发明还涉及导光设备、发光二极管或二者在光生物反应器中促进光养有机体生长的用途。

附图说明

图1至11示出本发明的光生物反应器的可能实施方案，但不限于此。

图1：在容器中光输入的旋转振荡运动示意图。这种情况下缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。其随转子轴（2）在两个旋转方向（3）上旋转。

图1a：在与气体传输装置结合的容器中光输入的旋转振荡运动示意图。除了导光设备之外，用于气体传输的膜管（1a）缠绕在转子上（导光设备和膜管通常交替且在每个相邻转子臂上以一个偏置交替）。

图1b：在与气体传输装置结合的容器中光输入的旋转振荡运动示意图。除了导光设备之外，用于气体传输的膜管（1a）缠绕在转子上（导光设备在每隔一个的转子臂上且膜管在所有其他转子臂上）。

图1c：在与气体传输装置结合的容器中光输入的旋转振荡运动示意图。除了导光设备之外，在这种情况下喷雾器（1b）（例如微喷雾器）安装于导光设备表面下方。

图2：用于光输入、或任选地液体气化和脱气的旋转振荡运动的位置、角速度和转矩。

图3：设备的示意图，其特征在于改变光输入表面（例如由导光设备和任选地膜管组成）张力σ的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备形成光输入表面。

图4：设备的示意图，其特征在于改变光输入表面的空间方位角(attitude angle)的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图5：设备的示意图，其特征在于由控制元件（4）在一个旋转方向的流动阻力限制光输入表面漂移的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图6：设备的示意图，其特征在于通过控制元件（4）相应修整光输入表面以更好地混合和/或使用搅拌叶片/桨（5）或其他设备用于流动引导和固定的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图7：设备的示意图，其特征在于通过构建沿一个旋转方向（3）围绕转子轴（2）弯曲的转子臂来改进混合的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图8：设备的示意图，其特征在于通过在设备（6）上使用在一个旋转方向（3）上切向围绕转子轴（2）的转子臂来改善混合的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图9：设备的示意图，其特征在于通过在容器中偏离中心使用具有两个旋转方向（3）的转子轴（2）来改善混合的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图10：设备的示意图，其特征在于通过在容器中心使用的具有两个旋转方向（3）但具有偏心装置（7）的转子轴（2）来改善混合的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

图11：设备的示意图，其特征在于在具有两个旋转方向（3）的转子轴（2）周围的每单元体积尽可能均匀地分布光输入的可能性。在这种情况下，缠绕在转子上的导光设备（1）形成光输入表面。

附图标记：

0-：光生物反应器的容器

1-：用于光输入的设备，例如导光设备、光源、LED

1a-：用于气体传输的设备，例如膜管

1b-：用于气体传输的设备，例如（微）喷雾器

2-：转子轴

3-：旋转方向

4-：控制元件，通过其在一个旋转方向上限制导光设备和任选地膜管的漂移。这些控制元件可包括导光设备或LED。

5-：搅拌器

6-：用于切向排列转子臂的设备

7-：转子轴的偏心装置

σ-：张力

实施例

本发明以下将借助示例性实施方案更详细的解释，但不限于此。

图1示意代表用于实施本发明的方法的设备的实施例。光源由导光设备（1）形成，其垂直排列在横穿旋转方向（3）的转子轴上（2）。通过柔性导光设备，由光源——优选置于生物反应器外部——发出的光可被导入内部，其中光由导光设备均匀地发出。例如，含有用于提供给有机体（如藻类）的二氧化碳且用于运走所形成的氧气的气体可通过任选补充膜管（图1a和图1b的1a）传输。膜管和导光设备可总是交替缠绕或且每个相邻转子臂上以一个偏置交替（图1a），或例如导光设备可在每隔一个转子臂上使用且膜管在所有其他转子臂上使用（图1b）。用于气体传输的其他可能性是在导光设备表面下方使用喷雾器（1b）（例如微喷雾器）（图1c）。

光输入设备优选在光生物反应器（0）内部运行且产生的光通过连续导光设备被传导至光生物反应器内，其中光从缠绕于转子臂的导光设备表面发出。在转子臂上导光设备相互之间以小间隔缠绕。为了整齐缠绕并防止滑动，转子臂的表面优选具有凹槽。

优选地，导光设备和任选地膜管完全浸入培养介质。所述设备可以围绕转子轴（2）进行旋转运动。优选地，其进行旋转振荡运动。这种运动一方面导致在生物反应器中对有机体改善的光供给，以及任选使用膜管导致（无泡）气体传输，且在另一方面导致极大降低的沉淀和附聚物的易形成性（与静态光表面和任选地朝向其的流动通过搅拌机理而进行的膜表面相比）。

图2以实例的方式示出了转子分别在一个方向上经过180°以及随后经过180°回到初始位置的振荡。该振荡以恒定的角速度进行（图2）。得到的转子与反应器内容物之间的相对速度可见于绘制的转矩（图2）。

图3示出了改变光输入表面——例如由导光设备和任选地膜管组成——的张力σ的可能性。

图4-6示出了改变空间方位角（图4）、由控制元件（4）在一个旋转方向上的流动阻力而限制光输入表面漂移（图5）以及通过控制元件相应修整光输入表面以更好地混合和/或使用搅拌叶片/桨（5）或其他设备用于流动引导和混合（图6）的可能性。

图7-10示出了改善混合的可能性——构建围绕转子轴在一个旋转方向上弯曲的转子臂（图7）、使用在设备（6）上以一个旋转方向切向围绕转子轴的转子臂（图8）、在容器中偏离中心处使用转子轴（图9）、在容器中心使用具有偏心装置的转子轴（图10）。

图11示出了在容器中在每单元体积尽可能多的分布光输入面积的可能性。

优选地，使用8个转子臂，优选具有如图11所示的转子臂的分支。

Claims (15)

1.光生物反应器，其特征在于分布于生物反应器液体体积中的进行任意旋转振荡运动的光源。

2.权利要求1的光生物反应器，其特征在于光源空间分布近似均匀。

3.权利要求1和2之一的光生物反应器，其特征在于光源在一个或多个膜表面上由一个或多个导光设备或发光二极管形成。

4.权利要求1至3之一的光生物反应器，其包括旋转振荡运动的气体传输装置，该气体传输装置选自喷雾器、微喷雾器或膜表面。

5.权利要求3和4之一的光生物反应器，其中膜表面被应用于转子轴上的以星形应用的转子臂上。

6.权利要求3至5之一的光生物反应器，包括控制元件，通过所述控制元件可以限制膜表面在一个旋转方向上的漂移。

7.权利要求5的光生物反应器，其中控制元件包括导光设备或发发二极管。

8.权利要求1至7之一的光生物反应器，其特征在于光源、气体传输装置或二者通过常规方式与一个或多个探针连接。

9.权利要求1至3之一的光生物反应器的使用方法，其特征在于光源进行任意不连续运动。

10.权利要求9的方法，其特征在于光源进行具有运动反转的任意运动。

11.权利要求9和10之一的方法，其特征在于光源进行任意旋转振荡运动。

12.权利要求9至11之一的方法，其特征在于气体传输装置进行任意不连续运动、具有运动反转的任意运动或旋转振荡运动。

13.权利要求9至12之一的方法，其特征在于光源、气体传输装置或二者的运动包括在两个运动转折点之间加速和减速运动的周期序列。

14.权利要求9至13之一的方法用于培养藻类或光养有机体。

15.导光设备、发光二极管或二者在光生物反应器中促进光养有机体生长的用途。

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