Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Licht- und Temperaturvorrichtung zur Erhöhung und Optimierung der Produktion von Biomasse in Bioreaktoren. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bereitstellung einer Licht- und Temperaturmanschette für die Produktion von Mikroorganismen wie z.B. Mikroalgen in Photobioreaktoren. In solchen Photobioreaktoren werden mit Licht, CO ₂ , Nährstoffen sowie Wasser und Salzen vorwiegend Mikroorganismen vermehrt und/oder kultiviert. Diese Mikroorganismen bzw. deren Bestandteile dienen hauptsächlich zur Gewinnung von Ölen, Kraftstoffen, Nahrungsmitteln, Nahrungsmittelzusatzstoffen, Enzymen und Proteinen, pharmakologischen Wirkstoffen, chemischen Produkten, Kunststoffen, oder werden in Aquakulturen, in Tierfutter, der Umwelttechnik und für Kosmetik und Pflege genutzt.

Ein Bioreaktor ist eine Anlage zur Produktion von Mikroorganismen außerhalb ihrer natürlichen und innerhalb einer künstlichen technischen Umgebung. Die Vorsilbe „Photo“ beschreibt die Eigenschaft des Bioreaktors zur Kultivierung von Phototrophen, das heißt Licht zur eigenen Energiegewinnung nutzenden Organismen zu dienen. Diese Organismen nutzen den Prozess der Photosynthese, um aus Licht und CO ₂ ihre eigene Biomasse aufzubauen. Zu diesen Organismen zählen Pflanzen, Moose, Makroalgen, Mikroalgen, Cyanobakterien und Purpurbakterien. Das Kernziel eines Photobioreaktors ist die kontrollierte Bereitstellung eines Lebensraums, der für den jeweiligen Organismus die optimalen Lebensbedingungen bietet. Damit ermöglicht ein Photobioreaktor deutlich höhere Wachstumsraten und Reinheiten, als es in einer natürlichen oder naturähnlichen Umgebung der Fall wäre.

Photobioreaktoren sind also Systeme zur Kultivierung von hauptsächlich verschiedenen eukaryotischen Lebewesen, die im Wasser leben und Photosynthese betreiben, wie beispielsweise Mikroalgen. Solche Systeme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein weit verbreitetes System zur Kultivierung von Mikroorganismen ist beispielsweise ein Röhrenumlaufsystem, bestehend aus Röhren, die durch Richtungsänderungen in wiederholenden Schleifen eine quasi Endlosschleife bilden. In diesen Röhren werden angezüchtete Mikroorganismen mittels Pumpsystemen in Umlauf und in Bewegung gehalten. In dem geschlossenen Kreislauf wachsen die Mikroorganismen - durch Zuführung von Kohlenstoffdioxid und Nährstoffen, die in das System eingetragen werden - heran.

Ebenfalls benötigen die heranwachsenden phototrophen Mikroorganismen hierzu Licht, um Photosynthese betreiben und wachsen zu können. Das Licht ist hierbei ein entscheidender Faktor für die optimale Produktivität der gesamten phototrophen Mikroorganismen bzw. des gesamten Systems. Üblicherweise wird, um den Faktor Licht ganzjährig auf der erforderlichen Lichtintensität zu halten, zusätzlich mit Ergänzungslicht gearbeitet. Dazu werden um das gesamte Röhrensystem oder oberhalb dieses Systems Lichtquellen wie Natriumdampflampen, Halogenmetalldampflampen als Zusatzbelichtung angebracht. Durch diese Zusatzbelichtung werden die Röhren- Photobioreaktoren jedoch zusätzlich erwärmt, was sich als ungünstig für die phototrophe Mikroorganismenkulturentwicklung erwiesen hat, die Mikroalgen-Kulturen neigen dabei zum anheften an den sich erwärmenden Glasröhren-Oberflächen.

Ein weiterer Nachteil eines solchen Systems ist der, dass das Licht nur in Teilen die Röhren erreicht, da sich die Röhren gegenseitig verschatten. Dieser Effekt steigt noch an, wenn sich die phototrophen Mikroorganismenkulturen in der Umlauf-Kulturflüssigkeit vermehren und die Flüssigkeit zunehmend durch den höheren Chlorophyllanteil grün wird. Tritt dieser Effekt ein, erreichen nur noch wenige Lichtstrahlen das Innere der Röhren, hierdurch sinkt der effektive Strahlungsanteil, der an der Photosynthese teilnehmen kann und somit auch letztendlich die Ausbeute an verwertbaren Stoffen in der Biomasse.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Nachteile der zuvor beschriebenen Photobioreaktoren, insbesondere der der Röhren- Photobioreaktoren, zu überwinden. Hierbei soll die Kulturbedingung für das Wachstum von phototrophen Mikroorganismen oder anderen Biomasseproduzenten verbessert werden, insbesondere durch die Optimierung der Lichtverfügbarkeit innerhalb eines solchen Photobioreaktoren.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Temperaturbedingungen möglichst optimal für die phototrophen Mikroorganismen einzustellen. Die Aufgaben werden durch eine erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung zur Optimierung der Produktion von Biomasse in Bioreaktoren gemäß dem unabhängi gen Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungen angegeben.

Erfindungsgemäß wird eine Licht- und Temperaturvorrichtung zur Optimierung der Produktion von Biomasse in Bioreaktoren, insbesondere von Photobioreaktoren, zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung hierbei eine LED-Lichtanordnung mit LED- Lichtarrays und Kühlrippen sowie mindestens ein Befestigungsmittel zur wiederlösbaren Anbringung der Lichtanordnung an einen lichtdurchlässigen Inkubationsbehälter umfasst. Die LED-Lichtanordnung ist dabei zum Inkubationsbehälter derart angeordnet, dass eine von der LED-Lichtanordnung ausgehende Lichtstrahlung zum Inkubationsbehälter gerichtet ist. Die Kühlrippen der Lichtanordnung sind dabei so angeordnet, dass sie von den LED-Lichtarrays wegzeigen. Vorteilhafterweise wird dabei der Abstand, weicher zwischen Lichtanordnung und Inkubationsbehälter vorhanden sein kann, so gering wie bautechnisch möglich gehalten. Dies hat den Vorteil, dass die Lichtstrahlung nahezu ohne Verluste in den Inkubationsbehälter eingebracht wird. Dadurch wird eine Verschattung durch andere benachbarte Inkubationsbehälter vermieden und es kann eine optimale Lichtabgabe an die jeweils einzelnen Inkubationsbehälter eines zusammengesetzten Photobioreaktors erzielt werden. Durch die kontrollierten Temperaturbedingungen, welche durch die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung zur Verfügung stehen, können auch die Inkubationssysteme z.B. Röhrensysteme, von Glas auf Kunststoff umgestellt werden, da durch die gleichbleibende Temperatur die Ausdehnung der (Röhren-)Systeme kontrolliert werden kann. Dies senkt zusätzlich die Kosten für die Herstellung der Bioreaktorsysteme. Die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung lässt eine Steigerung der Bio- Trockenmasse von derzeit rund 10-15 Gramm/Liter umlaufende Flüssigkeit auf rund 25- 30 Gramm/Liter erwarten. Durch die Erfindung könnten die (Röhren-)Bioreaktoren mit größeren (Rohr-)Durchmessern ausgelegt werden, wodurch sich die Anlagenproduktivität pro Flächeneinheit deutlich verbessert.

Die Anordnung der Kühlrippen hinter den LED-Lichtarrays, wobei diese von den LED- Lichtarrays wegzeigen, hat den Vorteil, dass hierdurch die Abwärme der LED- Lichtarrays weg vom Inkubationsbehälter abgeführt werden kann. Dies wiederum hat zur Folge, dass sich der Inkubationsbehälter und dadurch die darin befindlichen Mikroorganismen nicht zusätzlich erwärmt werden und sich für die Mikroorganismen hierdurch ungünstige Kulturbedingungen ergeben.

Die wieder lösbare Anbringung der Lichtanordnung durch mindestens eine Klemme hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung einfach, schnell und bedarfsgerecht an die Skalierung eines Photobioreaktorsystems angepasst werden kann.

Das mindestens eine Befestigungsmittel der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung kann hierbei auch aus verschiedenen Komponenten aufgebaut sein. Das Befestigungsmittel an sich kann dabei jede Art von Befestigungsmittel darstellen, solange es zur wiederlösbaren Anbringung der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung an einen lichtdurchlässigen Inkubationsbehälter geeignet ist. Gegebenenfalls kann es von Vorteil sein, mehr als ein Befestigungsmittel zu verwenden, um mehrere LED-Lichtanordnungen an einem lichtdurchlässigen Inkubationsbehälter zu befestigen oder die Stabilität der gesamten Licht- und Temperaturvorrichtung, welche am Inkubationsbehälter befestigt wird, zu erhöhen. Weiter kann das Befestigungsmittel auch dazu dienen, weitere optionale Elemente wie beispielsweise Mess- und/oder Überwachungsgeräte aufzunehmen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung ist das Befestigungsmittel eine Klemme.

Im Sinne der Erfindung werden unter Mikroorganismen Pflanzen, Moose, Makroalgen, Cyanobakterien, Purpurbakterien, Plankton und vor allem Mikroalgen verstanden. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung zur Kultivierung von Mikroalgen verwendet und ist dafür ausgelegt.

Im Sinne der Erfindung wird unter einem Bioreaktorsystem oder einem Photobioreaktorsystem ein System verstanden, das aus verschiedenen Komponenten, beispielsweise aus Rohren, Platten, Folien oder anderen für die Aufzucht von Mikroorganismen geeigneten Bauteilen aufgebaut ist. Zudem umfasst solch ein Photobioreaktorsystem Pumpen, Einlass- und Auslassventile für Nährstoffe, CO2, Salze, Wasser etc. sowie Befestigungsmittel zur Aufhängung oder Verbindung der einzelnen Komponenten.

Im Sinne der Erfindung wird unter einem Inkubationsbehälter ein Bauteil eines Bioreaktorsystems verstanden, welches hauptsächlich dazu dient, die Mikroorganismen zu vermehren und/oder zu kultivieren. Ein solcher Inkubationsbehälter kann verschiedene geometrische Formen aufweisen. Besonders vorteilhaft haben sich Röhren, Platten, Folien und/oder Schläuche erwiesen. Bei der Verwendung von phototrophen Mikroorganismen sind diese natürlich aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt, so dass die Mikroorganismen Photosynthese betreiben können.

Vorteilhafterweise haben sich Bioreaktoren in der Bauweise als Röhren-Photobioreaktor, Tannenbaum-Photobioreaktor, Platten-Photobioreaktor oder Folien-Photobioreaktor erwiesen. Die vorliegende erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung lässt sich auf diese sowie auf alle gängigen Photobioreaktoren anwenden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung, ist diese in Form einer Manschette ausgebildet. Das heißt, die Licht- und Temperaturvorrichtung lässt sich um einen Inkubationsbehälter (z.B. Anordnung um die Röhrenlängen herum) herum anordnen oder installieren. Diese als Manschette ausgebildete Licht- und Temperaturvorrichtung, die mit LED-Lichtarrays bestückt ist, sorgt für eine bestmögliche Lichtzuführung für die Mikroorganismenkulturen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung weist eine solche Manschette weitere Bauteile wie Verschalungs- oder Ummantelungsteile auf, um die einzelnen Komponenten der Manschette um einen Inkubationsbehälter z.B. eine Röhre anzuordnen und mittels geeigneter Befestigungsmittel (z.B. einer Klemme) zu fixieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung umfasst diese zumindest einen Kanal zum Anschluss von Kühlwasser oder Kühlflüssigkeit. Dabei durchzieht dieser Kanal die LED-Lichtanordnung und kann somit zur aktiven Kühlung der LEDs eingesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass zusätzlich zur passiven Kühlung mittels der Kühlrippen beispielsweise an heißen Tagen oder intensiverer Lichtbestrahlung eine aktive Kühlung betrieben werden kann, und somit ein optimales Temperaturniveau zur Vermehrung der Mikroorganismenkultur geschaffen werden kann. Ebenso kann durch geregelte Kühlmittel-Zirkulation in der LED-Lichtanordnung, ein gewünschter Temperatureintrag in dem Inkubationsbehälter (z.B. Röhrensystem) erzeugt werden, sodass ganzjährig und ortsunabhängig mit dem gleichen Klima kultiviert werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung passende Anschlüsse für Zu- und Ableitung von Wasser oder Kühlmittel auf. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung weist diese mindestens eine elektrische Schnittstelle zum Anschluss von Mess- und/oder Überwachungsgeräten auf. Derartige Mess- und/oder Überwachungsgeräte können beispielsweise verschiedene Kameras, wie z.B. CCD- Kameras, Temperaturfühler, Spektrometer, Viskosimeter und Fluoreszenz- und Chlorophyll-Messgeräte, umfassen.

Derartige Mess- und/oder Überwachungsgeräte können dabei zur Messung von Fluoreszenz, Lumineszenz, Strahlung, Fluidität, Viskosität, Farbumschlägen und/oder Chlorophyllgehalt ausgebildet sein.

Der Vorteil der Anbringung solcher Mess- und/oder Überwachungsgeräte an die erfindungsgemäße Licht- und/oder Temperaturvorrichtung besteht darin, dass diese dazu geeignet sind, beispielsweise den optimalen Lichteinsatz, den Erntezeitpunkt der Mikroorganismenkultur und/oder gegebenenfalls mögliche Kontaminationen der Kultur zu bestimmen oder zu erkennen. Ebenfalls kann beispielsweise mit einem Temperaturfühler die aktive Regulierung der Temperatur beispielsweise über Kühlwasser oder Kühlflüssigkeit, welche(s) dann in die Kanäle der LED-Lichtanordnung gepumpt werden kann, geregelt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung weist diese zwischen und/oder seitlich der LED-Lichtanordnung und des Inkubationsbehälters eine Isolierung auf. Die Isolierung ist dabei derart ange bracht, dass die Lichteinstrahlung der LED-Lichtanordnung auf den Inkubationsbehälter hiervon nicht beeinflusst ist. Eine solche Isolierung umfasst beispielsweise Gummi, Kunststoff, Polyurethanen (PUR) oder Polyisocyanurat-Hartschaum (PIR).

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung kann auch das Befestigungsmittel eine Isolierung aufweisen oder eine spezielle Isolierung wird mittels eines Befestigungsmittels um den Inkubationsbehälter herum gehalten. Ebenfalls kann auch eine Isolierung den gesamten Inkubationsbehälter - mit Ausnahme der LED-Lichteinheit - gänzlich oder teilweise ummantelt oder abdecken. Die Isolierungsvarianten haben den Vorteil, dass beispielsweise der Inkubationsbehälter vor Beschädigung durch gegebenenfalls metallische oder harte Komponenten der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung nicht beschädigt oder zerkratzt wird. Ein weiterer Vorteil einer solchen Isolierung, beispielsweise wenn diese aus Gummi oder ähnlichem besteht, liegt darin, dass hierbei auch eine gewisse Rutschfestigkeit erreicht wird, was ein Verdrehen der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung insbesondere der LED- Lichtanordnung gegenüber dem Inkubationsbehälter verhindert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung kann diese eine oder mehrere LED-Lichtanordnungen aufweisen, welche kontinuierlich um eine Längsachse eines Inkubationsbehälters angeordnet sind. Bei einem vorwiegend kreisförmigen Querschnitt des Inkubationsbehälters können diese LED-Lichtanordnungen in Wickelabständen von 1 - 360 Grad um den Inkubationsbehäl ter angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung sind die LED-Lichtanordnungen kontinuierlich um die Längsachse eines Inkubationsbehälters in Wnkelabständen von 180 Grad oder von 135 Grad oder bevorzugt von 90 Grad angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung ist die LED-Lichtanordnung zur Emission eines fixen Lichtspektrums, auch bezeichnet als SMD-Ausführung (surface-mounted devices), oder zur Emission eines veränderbaren Lichtspektrums ausgebildet. Bei einem veränderbaren Lichtspektrum, welches auch als Multichannel-Ausführung bezeichnet wird, erhält jede Lichtfarbe einen separaten Kanal zum Ansteuern von 0 - 100% Lichtoutput. Das Spektrum kann somit dann variabel, bedarfsorientiert gesteuert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung ist diese so konzipiert, dass zwischen der LED-Lichtanordnung bzw. den LED-Lichtarrays und dem Inkubationsbehälter der bautechnisch geringstmögliche Abstand vorliegt. Diese bautechnische Variante hat den Vorteil, dass der Energieeinsatz für die Belichtung der Mikroorganismenkultur hierdurch erheblich reduziert werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung ist diese zur wiederlösbaren Anbringung an einen röhrenförmigen, zylindrischen, quaderförmigen, prismenförmigen, pentaedrischen, hexaedrischen, heptaedrischen, oktaedrischen oder sonstig geometrisch gearteten länglichen Inkuba tionsbehälter ausgebildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung ist diese aus Materialien, die für eine passive Kühlung geeignet sind, ausgebildet. Beispielsweise weisen Komponenten der Licht- und Temperaturvorrichtung Abschnitte aus Aluminium oder anderen zur Kühlung geeigneten Metallen oder Materialien auf. Insbesondere sind hierbei die Kühlrippen der LED- Lichtanordnung aus einem solchen Material gefertigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von spezifischen Ausführungsformen und Abbildungen näher beschrieben. Es zeigen:

FIG. 1 eine schematische dreidimensionale Darstellung der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform im befestigten Zustand um einen Inkubationsbehälter;

FIG. 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung aus FIG. 1 ;

FIG. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung der LED-Lichtanordnung, welche am Inkubationsbehälter befestigt vorliegt gemäß dem Ausschnitt X aus FIG. 2.

FIG. 4 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Licht- und Tempera turvorrichtung gemäß FIG. 1 ;

FIG. 5 eine schematische Darstellung in der Aufsicht auf die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung gemäß FIG. 1 ;

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten beispielhaften Ausführungs formen und dazugehörigen Figuren beschrieben. Es wird angemerkt, dass die Figuren hierbei rein schematisch sind und keinerlei Rückschlüsse auf den exakten Maßstab zulassen. Die Figuren und die dazugehörige Beschreibung dienen lediglich dazu, das Prinzip der Erfindung zu verdeutlichen, jedoch schränken diese die Erfindung in keiner Weise ein. In FIG. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung 10 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung abge bildet. Die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung 10 befindet sich hierbei bereits im montierten Zustand an einem lichtundurchlässigen Inkubationsbehälter 40. Der Inkubationsbehälter 40 ist hierbei ein Plexiglasrohr, welches über Umlenkmodule mit anderen Plexiglasröhren zu einem sogenannten Röhren-Photobioreaktor verbaut werden kann. In diesen speziellen Ausführungsbeispielen weist die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung 10 zwei gegenüberliegende LED-Lichtanordnungen 20 auf. Weiter ist in dieser Ausführung die erfindungsgemäße Licht- und Temperaturvorrichtung 10 in Form einer Manschette ausgebildet. Diese wird mittels Ummantelungskomponenten, in diesem Fall Viertelschalen 70, und hierfür vorgesehene Klemmen als Befestigungsmitteln um den Inkubationsbehälter herum ausgebildet.

FIG. 2 zeigt die Ausführungsform aus FIG. 1 in einem schematischen Querschnitt. Zu sehen sind die beiden LED-Lichtanordnungen 20 sowie die Viertelschalen 70. Durch die Viertelschallen 70 wird außerdem ein Isolationsmaterial 60 um den Inkubationsbehälter 40 mittels der Klemmen 30 befestigt.

FIG. 3 zeigt in einen vergrößerten Bereich einen schematischen Querschnitt der LED- Lichtanordnung 20 aus FIG. 2. Hierbei ist die LED-Lichtanordnung 20 zu sehen, welche über Kühlrippen 22 sowie LED-Lichtarrays 21 verfügt. Weiter ist ein Anschluss für Wasser oder Kühlflüssigkeit sichtbar, welcher weiter in einen Kanal 50 mündet, der sich durch die LED-Lichtanordnung 20, in diesem Fall durch das Kühlrippenprofil 22, zieht. Ebenfalls zu sehen ist eine spezielle Klemme 30 zur Halterung des Kühlprofiles 22 am Inkubationsbehälter 40.

Die spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrich tung 10 gemäß FIG. 1 ist in FIG. 5 in der Aufsicht sowie in FIG. 4 in Seitenansicht zu sehen.

Diese in den Figuren 1 - 5 beschriebene spezielle Ausführungsform der erfindungsge mäßen Licht- und Temperaturvorrichtung 10 ist besonders geeignet für die Konzeption in Röhren-Photobioreaktoren. Als Induktionsbehälter 40 kommen hierfür zum Beispiel Plexiglasröhren infrage. In der speziellen Ausführungsform sind diese Röhren 40 mit der erfindungsgemäßen Licht- und Temperaturvorrichtung 10 versehen, welche die Form einer Manschette bildet. Diese Ausführungsform wird auch als Lichtmanschette bezeichnet. Die Lichtmanschetten können dabei um die Röhren herum gelegt werden. Wobei diese mittels Viertelschalen 70 und speziellen Klemmen 30 wieder lösbar angebracht werden. Die Lichtmanschetten beinhalten dabei LED-Lichtanordnungen 20, die direkt, einseitig oder wie in diesem Fall zweiseitig um 180 Grad versetzt Licht in die Röhren einkoppeln können. Die Lichtmanschetten sind dabei bevorzugt aus Aluminium oder anderen, für Kühlung geeigneten Materialien gefertigt. Die LED-Lichtanordnungen 20 in diesem Ausführungsbeispiel verfügen über Kühlrippen 22 auf der Außenseite der Lichtanordnung 20, um die entstehende Abwärme der LEDs nach außen abführen zu können. Zudem verfügen die LED-Lichtanordnungen 20 über Kühlkanäle 50 mit Anschlüssen, in die Kühlflüssigkeit oder Wasser eingebracht werden kann. Die Temperatur der Kühlflüssigkeit kann über eine Verbindung zu Kälteanlagen, Wärmetauschern oder ähnlichem geregelt werden. Dies ermöglicht einstellbare und geregelte Temperaturen an den Röhren, was eine positive Wirkung auf die Produktion der Mikroorganismenkultur hat. Die mit LED-Lichtarrays 21 bestückten Lichtanordnungen 20 sorgen für eine bestmögliche Lichtzuführung für die Mikroorganismenkulturen. Die LED-Lichtanordnung 20 kann dabei als SMD-Ausführung mit einem fixen Lichtspektrum oder als Multichannel-Ausführung, wobei jede Lichtfarbe einen separaten Kanal zum Ansteuern von 0 - 100% Lichtoutput erhält, ausgestaltet sein. Ein solches Spektrum kann dann variabel, bedarfsorientiert gesteuert werden. Der Energieeinsatz kann dadurch reduziert werden, dass die LED-Lichtquelle möglichst ohne Abstand an die Röhre herangebracht wird. Weiter kann der Energieeinsatz reduziert werden, wenn das spezielle Lichtspektrum auf die jeweils zu kultivierenden Mikroorganismen abgestellt wird. Mit einer in dieser speziellen Ausführungsform beschriebenen Anordnung gibt es auch keine Eigenverschattung durch die Röhrenanordnung selbst. Die Lichtmanschetten können hierbei in verschiedenen Größen für verschiedene Röhrendurchmesser zum Einsatz kommen. Die LED- Lichtquellen sind perfekt auf das Photosynthesespektrum der Mikroorganismenkulturen abstimmbar, was beispielsweise unter Zuhilfenahme von verschiedenen Mess- und/oder Überwachungsgeräten realisiert werden kann. Um solche Mess- und/oder Überwachungsgeräte an die Lichtmanschetten anschließen zu können, verfügen diese vorteilhafterweise über mindestens eine elektronische Schnittstelle. So kann beispielsweise mittels einer Mini-Kamera eine Fluoreszenzmessung vorgenommen werden, die dazu genutzt werden kann, den optimalen Lichteinsatz, den Erntezeitpunkt und andere Parameter optimal zu bestimmen. Auch kann mit einem Temperaturfühler beispielsweise die optimale Temperatur für die Mikroorganismenkultur gemessen werden und bei Bedarf aktiv über die Kühlkanäle der LED-Lichtanordnung angepasst werden.

Bezugszeichenliste

10 Licht- und Temperaturvorrichtung 20 LED-Lichtanordnung

21 LED-Lichtarrays

22 Kühlrippen

30 Befestigungsmittel

40 Inkubationsbehälter

50 Kanal

60 Isolierung

70 Verschalung