Abstract:
Es wird ein Photobioreaktor (1) sowie ein Photobioreaktorsystem (100) vorgeschlagen, um phototrophe Organismen beispielsweise zur Erzeugung von Kraftstoffen zu kultivieren. Der Photobioreaktor (1) weist einen Behälter (3) und mindestens eine seitlich licht-auskoppelnde Lichtleitermatte (5) auf. In den Behälter (3) werden die phototrophen Organismen zusammen mit einer Nährlösung (2) aufgenommen. Eine oder vorzugsweise mehrere Lichtleitermatten (5) werden innerhalb des Behälters (3) angeordnet und weisen jeweils eine Vielzahl von lichtleitenden Fasern (9) auf, welche derart angeordnet und / oder ausgebildet sind, dass Licht, welches an einem Ende einer Faser in die Faser eingekoppelt wird, zumindest teilweise seitlich aus der Faser austritt. Über die Lichtleitermatte (5) kann somit ein großes angrenzendes Volumen innerhalb des Behälters (3) flächig beleuchtet werden, um auf diese Weise eine Effizienz des Photobioreaktors (1) zu steigern. Die Lichtleitermatten (5) können ferner durch eine Mattenbewegungsvorrichtung (7) bewegt werden, um die Nährlösung gezielt zu durchmischen. Ein extern an die Fasern angekoppelter Photodetektor kann eine On-Site-Überwachung von Vitalfunktionen der Organismen ermöglichen.
Abstract:
Es wird ein Photobioreaktor zur Kultivierung von phototrophen Organismen und insbesondere eine Matte (5), wie sie in einem solchen Photobioreaktor einsetzbar ist, beschrieben. Die Matte (5) weist eine Mehrzahl von ersten Fasern (9) auf, welche entlang ihrer Längsrichtung lichtleitend sind und dazu ausgebildet sind, in Längsrichtung geleitetes Licht zumindest teilweise quer zur Längsrichtung seitlich auszukoppeln. Die Matte (5) weist ferner eine Mehrzahl von zweiten Fasern (11) auf, welche entlang ihrer Längsrichtung elektrisch leitfähig sind. Mithilfe einer solchen Matte (5) kann einerseits im Innern eines Photobioreaktors Licht eingekoppelt werden. Andererseits kann durch Anlegen einer geeigneten Drehwechselspannung über eine Spannungsquelle (30) mithilfe von in mehrere Untergruppen gruppierten elektrisch leitfähigen zweiten Fasern (11', 11", 11''') ein wanderndes elektrisches Wechselfeld generiert werden. Dieses Wechselfeld kann auf elektrisch geladene Teilchen wie zum Beispiel elektrisch geladene phototrophe Organismen wirken und diese entlang einer Wanderrichtung (38) transportieren. Ein Durchmischen von Nährlösung in dem Photobioreaktor oder ein Abernten von phototrophen Organismen kann hiermit erheblich erleichtert werden.
Abstract:
Es wird ein länglicher hohler Lichtleiter (1) beschrieben, wie er insbesondere in einem Photobioreaktor dazu eingesetzt werden kann, phototrophe Organismen sowohl mit Licht als auch mit Nährstoffen zu versorgen. Der Lichtleiter (1) weist einen Mantel (3) aus transparentem Material auf, der einen hohlen Kern (5) umgibt. Der hohle Kern weist einen Durchmesser von wenigstens 1 mm, vorzugsweise wenigstens 3mm oder 1 cm, auf. In dem Mantel (3) ist eine Vielzahl von Öffnungen (7) mit einem Durchmesser von wenigstens 0,5 mm, vorzugsweise wenigstens 1 mm, ausgebildet. Durch den transparenten Mantel kann Licht propagieren und vorzugsweise entlang des gesamten Lichtleiters (1) seitlich (19) austreten. Durch den hohlen Kern (5) können Nährstoffe (15) ins Innere des Photobioreaktors geleitet werden. Umgekehrt können durch den hohlen Kern (5) auch Teile der mit Organismen versetzten Lösung abgesaugt werden, beispielsweise um diese zu analysieren.