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Bioreaktor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bioreaktor, welcher ein Behältnis umfasst, das phototrophe Lebewesen, Mikroorganismen oder Pflanzen aufnimmt, wobei dem Bioreaktor wenigstens eine Lichtquelle zugeordnet ist, welche Licht in für die Lebewesen, Mikroorganismen oder Pflanzen geeigneten Frequenzen abstrahlt.

Aus der EP 3 167 042 B1 ist beispielsweise ein Bioreaktor bekannt, welcher beispielsweise für die phototrophe Züchtung von Algen oder Cyanobakterien eingesetzt wird. Es sind beispielsweise Algenarten bekannt, die Astaxanthin produzieren. Bei Astaxanthin handelt es sich um einen Xanthophyll-Farbstoff, ein starkes Antioxidans und wird als wertvoller Lebensmittelfarbstoff angesehen, der von der Europäischen Kommission unter der Bezeichnung E161 j zugelassen ist. Astaxanthin wird auch dem Fischfutter in der Lachszucht zugesetzt und in verhältnismäßig großen Mengen benötigt.

Auch in der Pflanzenzucht, beispielsweise in der Aufzucht von Tomatenpflanzen in Gewächshäusern, werden Beleuchtungssysteme eingesetzt, wobei hier in aller Regel LED- Leuchten oder alternativ auch Natriumhochdruckleuchten verwendet werden.

Bei allen vorgenannten Anwendungen, bei denen eine Lichtquelle für die Bestrahlung der Mikroorganismen oder Pflanzen benötigt wird, geht man bislang so vor, dass man eine oder in der Regel mehrere Beleuchtungsvorrichtungen oder Leuchtmittel mit Abstand von dem Bioreaktor oder von den Pflanzen anordnet, so dass das Licht der Beleuchtungsvorrichtung auf den Bioreaktor oder die Pflanze hin abgestrahlt wird. Wenn man Mikroorganismen, die sich in einem geeigneten Nährmedium im Inneren eines Bioreaktors befinden, von außerhalb des Bioreaktors hier mit Licht aus einer solchen Lichtquelle bestrahlt, muss die Beleuchtungsvorrichtung einen gewissen Abstand zu dem Bioreaktor aufweisen und außerdem muss das Licht noch die Wandung des Bioreaktors durchdringen, so dass es zu Lichtverlusten durch Lichtstreuung, Reflexion und Absorption kommt. Zudem erzeugen Leuchtmittel wie beispielsweise LEDs einen hohen Anteil an Wärmeenergie, die einen entsprechenden Abstand zu dem Bioreaktor erfordert oder es muss Wärme abgeführt werden. Durch die Lichtverluste und die Umwandlung in Wärmeenergie ist somit ein solches System energetisch nicht optimiert, da nur ein Anteil der aufgewandten Energie für dasjenige Licht eingesetzt wird, welches letztlich die Mikroorganismen bestrahlt. Zudem führt der notwendige Abstand zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dem mit Licht bestrahlten Bioreaktor dazu, dass bei größeren Anlagen ein erheblicher Platzbedarf entsteht, der wesentlich über denjenigen Platz hinausgeht, den die Bioreaktoren selbst benötigen. Außerdem ist für die Beleuchtung von Mikroorganismen und Pflanzen ein möglichst gleichmäßiges, das heißt homogenes Licht von Vorteil.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bioreaktor der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welcher die Lichtquelle näher an die bestrahlten Mikroorganismen oder Pflanzen heranbringt, so dass eine effektivere Nutzung des Lichts gegeben ist und somit auch Energie eingespart wird.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe liefert ein Bioreaktor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens Teilbereiche des Behältnisses selbst oder von Einbauten innerhalb des Behältnisses selbstleuchtend ausgebildet sind und dazu entweder aus einem Licht leitenden transparenten oder transluzenten Material bestehen oder wenigstens ein in den Teilbereich des Behältnisses integriertes flächiges oder punktförmiges Leuchtmittel umfassen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist vorteilhaft, weil somit das Licht nicht von außerhalb des Reaktors über eine Distanz in das Innere des Reaktors eingestrahlt wird, wodurch Lichtanteile durch Lichtstreuung, Reflexion und Absorption verloren gehen, sondern die Lichtquellen sich im Reaktor selbst in unmittelbarer Nähe zu den Mikroorganismen oder Pflanzen befinden und über flächige Strukturen die Mikroorganismen oder Pflanzen bestrahlen können, wodurch kaum Lichtverluste auftreten und einer hoher Wirkungsgrad erzielt wird.

Ein weiterer Vorteil ist, dass bei transparenten bzw. transluzenten Materialien auch das Tageslicht zusätzlich genutzt werden kann. Es gibt keine Verschattung durch Beleuchtungsvorrichtungen. Durch ein geeignetes Steuerungssystem kann beispielsweise eine Mischung aus Tages- und Kunstlicht zum Einsatz kommen. Dadurch lässt sich ein großer Anteil an Energie einsparen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine plattenförmige äußere Wandfläche, Bodenfläche, Deckenfläche oder Innenfläche des Behältnisses und/oder wenigstens ein rohrförmiger Kanal oder ein Hohlprofil, der/das in dem Behältnis angeordnet ist, wenigstens teilweise aus einem lichtleitenden Glas oder Kunststoff besteht, wobei in diese plattenförmige Fläche und/oder in diesen rohrförmigen Kanal über mindestens ein Leuchtmittel Licht eingespeist wird, welches in der plattenförmigen Fläche und/oder in dem rohrförmigen Kanal geleitet wird, wobei das Licht über Streumittel aus der plattenförmigen Fläche und/oder dem rohrförmigen Kanal oder Hohlprofil ausgekoppelt wird. Gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verwendet man Teile des Behälters des Bioreaktors wie beispielsweise Wandflächen, Bodenflächen etc. als plattenförmige Lichtleiter, in die man über Leuchtmittel Licht beispielsweise stirnseitig einstrahlt, welches dann in diesen Flächen geleitet wird und über die Fläche ausgekoppelt wird. Die dazu verwendeten Streumittel können sich in den Platten befinden, beispielsweise als Licht streuende Mikropartikel oder die Flächen sind beispielsweise mit Licht streuenden Rastern an den Oberflächen bedruckt. Die Oberflächen können auch beispielsweise mit Licht streuenden Rastern oder Strukturen graviert oder gefräst sein. Diese Methoden zur Lichtauskopplung sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Bei dieser Ausführungsvariante kann man beispielsweise tragende Teile des Reaktorbehälters gleichzeitig als Licht leitende Flächen nutzen.

Alternativ können auch in das Behältnis eingebaute Strukturen in Form von Licht leitenden Flächen oder auch Kanälen ausgebildet sein. Auf diese Weise kann man beispielsweise rohrförmige Kanäle, die von einem Medium in dem Behältnis durchströmt werden, als Lichtleiter nutzen und so das Licht in unmittelbare Nähe der Mikroorganismen bringen, die sich in dem im Behältnis strömenden Medium befinden. Zusätzlich hat man den Effekt, dass das strömende Medium Wärme, die die Leuchtmittel abgeben, aufnehmen kann. Dabei ist zu bedenken, dass bei stirnseitiger Einstrahlung des Lichts über die Leuchtmittel in flächige plattenförmige oder rohrförmige Strukturen die Erwärmung der als Lichtleiter dienenden Strukturen ohnehin geringer ist, da sich die Wärme in der Struktur verteilt, im Vergleich zu der unmittelbaren Umgebung einer punktförmigen Lichtquelle.

Gemäß einer alternativen Variante der Erfindung besteht wenigstens eine plattenförmige äußere Wandfläche, Bodenfläche, Deckenfläche oder Innenfläche des Behältnisses und/oder wenigstens ein rohrförmiger Kanal, der in dem Behältnis angeordnet ist, wenigstens teilweise aus einem OLED-Panel oder einer OLED-Folie oder ein OLED-Panel ist an einer dieser plattenförmigen Flächen angebracht. Bei dieser Variante verwendet man somit nicht flächige Lichtleiter als Lichtquelle, sondern OLED-Panels oder OLED-Folien, bei denen es sich aufgrund ihrer Struktur bereits um flächige Leuchtmittel handelt. Solche OLED-Panels kann man an beliebigen Flächen des Behältnisses anbringen und so die Mikroorganismen aus unmittelbarer Nähe mit Licht bestrahlen oder wenn es sich um OLED- Folien und somit biegsame OLEDs handelt, kann man diese auch an zylindrischen Strukturen wie rohrförmigen Kanälen anbringen und auf diese Weise zum Beispiel Kanäle, die von dem die Mikroorganismen enthaltenden Medium durchströmt werden, unmittelbar als Lichtquellen benutzen und selbstleuchtend ausbilden.

Beim Einsatz von selbstleuchtenden plattenförmigen oder rohrförmigen Lichtquellen kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Streumittel Mikro- oder Nanopartikel vorsehen, welche in das Kunststoffmaterial oder in das Glas der plattenförmigen Fläche und/oder des rohrförmigen Kanals eingebettet und zu einer gleichmäßigen Lichtabgabe über die gesamte äußere und bei rohrförmigen Kanälen gegebenenfalls auch über die innere Oberfläche der Lichtleiter, an denen das Medium, welches die Mikroorganismen enthält vorbeiströmt.

Als Materialien für die Lichtleiter kommen grundsätzlich weitgehend transparente oder transluzente Kunststoffe oder auch Glas in Betracht, wobei manche Glassorten weniger geeignet sind, wenn diese in bestimmten Wellenlängenbereichen Licht absorbieren, die man gerade für die Beaufschlagung der Mikroorganismen benötigt. Hier wird der Fachmann daher eine für den jeweiligen Anwendungszweck geeignete Glassorte auswählen. Als Kunststoffmaterial ist insbesondere so genanntes Acrylglas geeignet, das heißt Polymethylmethacrylat oder auch beispielsweise Polycarbonat.

Um die Licht abgebende Fläche insgesamt zu erhöhen, kann man beispielsweise gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Einbauten innerhalb des Behältnisses Strukturen von mehreren konzentrisch ineinander liegenden selbstleuchtenden rohrförmigen Kanälen verwenden, die von einem Medium durchströmt werden, insbesondere von einem Nährmedium, in dem sich Mikroorganismen befinden. Auf diese Weise lassen sich Kanäle schaffen, bei denen das die Kanäle durchströmende Medium sowohl von der Innenseite als auch von der Außenseite her mit Licht in der gewünschten Frequenz oder einem definierten Frequenzspektrum bestrahlt wird. Beispielsweise kann man durch geeignete Auswahl der Leuchtmittel Licht in die Licht-leitenden Strukturen einspeisen, welches eine Wellenlängenverteilung ähnlich wie das natürliche Tageslicht hat oder in anderen Anwendungsfällen weitgehend monochromatisches Licht in einer Wellenlänge, die spezifisch auf die jeweiligen Mikroorganismen oder Pflanzen abgestimmt ist.

Gemäß einer alternativen Variante der vorliegenden Erfindung weist das Behältnis von einer Wandfläche in einem Winkel einwärts ragende flächige Einbauten auf, die Strömungshindernisse für ein den Reaktor durchströmendes Medium bilden und von diesem Medium umströmt werden, wobei diese flächigen Einbauten aus einem lichtleitenden Glas oder Kunststoff bestehen, ein OLED-Panel oder eine OLED-Folie umfassen oder ein OLED- Panel oder eine OLED-Folie an diesen angebracht ist. Diese einwärts ragenden flächigen Einbauten stellen Strömungshindernisse für das strömende Medium dar, durch die der Gesamtweg, den das Medium beim durchströmen des Behälter zurücklegt, verlängert, die Strömung verlangsamt und die Verweildauer des Mediums erhöht wird. Damit wird auch die Bestrahlung der Mikroorganismen intensiviert. Die Verwendung von OLED-Panels oder OLED-Folien hat den Vorteil, dass OLED-Leuchtmittel aufgrund Ihrer Struktur bereits flächige Lichtquellen mit einer gleichmäßigen Lichtabgabe über die Fläche darstellen, so dass eine Lichtumlenkung oder die Verwendung von Streumitteln, die immer auch mit einem Lichtverlust verbunden ist, nicht erforderlich ist. Zudem sind die Leuchtdichte und die Lichtstärke bei OLEDs in der Regel geringer als bei punktförmigen Lichtquellen wie beispielsweise LEDs, was jedoch bei der vorliegenden Anwendung nicht nachteilig, sondern eher von Vorteil ist, da für die Bestrahlung der Mikroorganismen zumeist keine hohen Leuchtdichten erforderlich sind. Es erübrigt sich bei der Verwendung von OLEDs die Umwandlung des von dem Leuchtmittel primär punktförmig abgestrahlten Lichts in flächiges Licht, wodurch Lichtverluste vermieden werden.

Die vorgenannten, in einem Winkel einwärts ragenden flächigen Einbauten, werden bei Bioreaktoren dieser Art häufig verwendet, um die Strömung des Mediums durch den Behälter zu verlangsamen. Die Erfindung nutzt daher diese Einbauten für die Bestrahlung der Mikroorganismen mit Licht, indem sie die Einbauten selbstleuchtend und Licht abstrahlend ausbildet. Die Einbauten können jeweils abwechselnd von einer ersten Wandfläche und einer dieser ersten Wandfläche gegenüberliegenden zweiten Wandfläche ausgehen und jeweils mit Abstand vor der der Wandfläche, von der sie ausgehen, gegenüberliegenden Wandfläche enden, wobei die Einbauten sich im Wesentlichen quer zur Hauptströmung des den Behälter durchströmenden Mediums erstrecken, so dass das den Behälter durchströmende Medium in eine mäandernde Strömung entlang der Einbauten gezwungen wird. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sich die Lichtquelle im Reaktorbehälter selbst befindet, so dass das von den selbstleuchtenden Flächen oder rohrförmigen Kanälen abgegebene Licht vollständig für die Bestrahlung der Mikroorganismen eingesetzt wird und kein Licht durch Abgabe in die Umgebung des Reaktors verloren geht.

Alternativ können sich auch Licht streuende oder reflektierende Partikel in dem Medium selbst befinden. Auf diese Weise kann das Medium selbst zusätzlich und ergänzend zum Lichtleiter werden.

Eine bevorzugte alternative Variante der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sieht vor, dass der Bioreaktor Pflanzen aufnimmt, die in axialer Richtung durch selbstleuchtende rohrförmige etwa horizontale Kanäle oder Hohlprofile des Bioreaktors gefördert werden, wobei die rohrförmigen Kanäle oder Hohlprofile von einem gasförmigen Medium und/oder von einem flüssigen Medium durchströmt werden, wobei das flüssige Medium insbesondere den Wurzelbereich der Pflanzen umspült. Oberhalb eines flüssigen Mediums, beispielsweise einer Nährlösung kann sich bei dieser Variante ein gasförmiges Medium befinden, so dass die Pflanzen sich im Bereich ihrer grünen Triebe in einer künstlichen Atmosphäre befinden und über diese beispielsweise CO2 für die Photosynthese aufnehmen. Für die künstliche Atmosphäre kann man ein spezifisch abgestimmtes Gasgemisch verwenden. Über die Wände der selbstleuchtenden rohrförmigen Kanäle können die Pflanzen mit Licht bestrahlt werden. Vorteilhaft ist bei dieser Variante weiterhin, dass die Pflanzen nicht nur von oben, sondern auch von unten her mit Licht bestrahlt werden können. Die rohrförmigen Kanäle oder Hohlprofile können einen im Prinzip beliebigen Querschnitt aufweisen, also beispielsweise einen runden oder auch einen eckigen oder polygonalen oder geometrisch unregelmäßig geformten Querschnitt. Diese Variante kommt grundsätzlich für die Aufzucht beliebiger Pflanzen in Betracht, beispielhaft seien Salat, Gemüsepflanzen oder Kräuter genannt.

Der erfindungsgemäße Bioreaktor kann unterschiedliche geometrische Formen und Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kann es sich um ein quaderförmiges Behältnis mit rechteckigem Querschnitt handeln oder um ein prismatisches oder zylindrisches Behältnis mit polygonalem, rundem, ovalem oder elliptischem Querschnitt. Wenn der Bioreaktor rohrförmige Kanäle oder Hohlräume aufweist oder nur aus einem solchen Kanal oder Hohlraum besteht, können diese Kanäle oder Hohlräume, die von einem Medium (Nährmedium) durchströmt werden, ebenfalls einen im Prinzip beliebigen Querschnitt aufweisen und auch eine sehr variable geometrische Form. Beispielsweise kann ein Kanal oder Hohlraum, der einen Strömungsweg bildet, schneckenförmig oder spiralförmig angeordnet sein.

Die oben genannten flächigen Einbauten, die Licht abgeben (selbst leuchtend oder beleuchtbar sind) und die Strömungshindernisse für ein den Bioreaktor durchströmendes Medium bilden, können aus ebenen Platten bestehen, die beispielsweise in einem Winkel in den Reaktor hineinragen, wie dies oben beschrieben wurde, sie können aber ebenso gut auch als gekrümmte Flächen ausgebildet sein und beispielsweise eine Wellenform aufweisen, insbesondere in Strömungsrichtung des Mediums und/oder Längsrichtung des Reaktors gesehen, so dass auch bei dieser Variante das den Reaktor durchströmende Medium entlang der Wellenform durch den Reaktor mäandert.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 einen schematisch vereinfachten vertikalen Längsschnitt durch den Behälter eines Bioreaktors gemäß einer beispielhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 einen vergrößerten Detailausschnitt II aus Figur 1;

Figur 3 einen vereinfachten Längsschnitt durch einen rohrförmigen Kanal mit selbstleuchtenden Wänden gemäß einer alternativen beispielhaften Variante der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 eine schematische Perspektive Darstellung eines alternativen Reaktors mit wellenförmigen Einbauten;

Figur 5 eine alternative Ausführungsvariante, bei der der Bioreaktor die äußere Form einer Schnecke aufweist;

Figur 6 eine alternative Ausführungsform eines Bioreaktors, welcher die äußere Form einer Spirale aufweist.

Zunächst wird auf die Figur 1 Bezug genommen und anhand dieser Darstellung wird der Behälter 10 eines Bioreaktors gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Behälter 10 hat beispielsweise einen etwa rechteckigen Längsschnitt und weist zwei parallele gegenüberliegende vertikale Seitenwände 11, 12 auf, eine am unteren Ende mit den beiden Seitenwänden 11 , 12 jeweils verbundenen etwa horizontalen Boden 13 sowie eine am oberen Ende mit den beiden Seitenwänden 11 , 12 jeweils verbundenen etwa horizontale Decke 14. Im Bereich des Bodens 13 befindet sich eine Eintrittsöffnung 15 für ein flüssiges Medium, welches in den Behälter 10 einströmt und den Behälter von unten nach oben hin durchströmt. Das Medium kann den Behälter 10 durch eine Austrittsöffnung 16 am oberen Ende in der Decke 14 verlassen. In diesem flüssigen Medium befinden sich beispielsweise Mikroalgen, die einen Farbstoff produzieren und denen das flüssige Medium als Nährflüssigkeit dient. Diese Mikroalgen werden gemäß der vorliegenden Erfindung im Inneren des Behälters 10 mit Licht bestrahlt.

Der Behälter 10 hat weiterhin Einbauten in Form von mehreren zueinander beabstandeten horizontalen Platten 17, 18, 19, die jeweils von einer der beiden Seitenwände 11, 12 ausgehend etwa horizontal in den Innenraum des Behälters 10 hineinragen. Diese horizontalen Platten 17, 18, 19 sind dabei in dem Innenraum des Behälters 10 so angeordnet, dass sie mit einer der Seitenwände 11, 12 jeweils fest verbunden sind, von dieser ausgehend in den Innenraum des Behälters hineinragen und mit etwas Abstand vor der gegenüberliegenden Seitenwand 11, 12 enden. Dabei ist vorzugsweise die Anordnung der benachbarten Seitenwände jeweils alternierend, so dass die eine Platte 18 beispielsweise von der linken Seitenwand 11 ausgeht und mit Abstand vor der rechten Seitenwand 12 endet, während die nächste darüber angeordnete Platte 19 von der rechten Seitenwand 12 ausgeht und mit Abstand vor der linken Seitenwand 11 endet. Dadurch ergibt sich ein Strömungsweg für das Medium von unten nach oben durch den Behälter 10, bei dem das Medium einen mäanderförmigen Weg durch den Behälter zurücklegt, wie dies durch die Pfeile in Figur 1 angedeutet ist. Somit ergibt sich eine langsamere Durchströmung des Behälters 10 und eine entsprechend längere Verweilzeit in dem Behälter.

Wie sich aus der Detailansicht gemäß Figur 2 ergibt sind in dem Ausführungsbeispiel sowohl die horizontalen Platten 17, 18, 19 der Einbauten als auch die Seitenwände 11, 12 und gegebenenfalls auch der Boden 13 und die Decke 14 des Behälters 10 aus Licht leitenden Platten aus mindestens teilweise transparentem oder transluzentem Kunststoffmaterial ausgebildet, in welches stirnseitig über Leuchtmittel 21 Licht eingespeist wird, welcher aufgrund von Streumitteln 22 über die Fläche der plattenförmigen Wände und Einbauten ausgekoppelt und somit gleichmäßig über die Fläche abgegeben wird, so dass das Licht 20 unmittelbar in das an den Wänden und Einbauten vorbeiströmende Medium eingestrahlt wird. Als Streumittel 22 kommen beispielsweise Mikropartikel in Betracht, die in den Kunststoff des Plattenmaterials der Wände 12 und Einbauten 17 eingebettet sind. Die Wände 11, 12 und Einbauten 17, 18, 19 sind somit als Lichtleitplatten ausgebildet, die Licht gleichmäßig flächig abstrahlen.

Alternativ zur Verwendung von Lichtleitplatten können auch beispielsweise flächige OLED- Panels verwendet werden, die auf die Wände 11, 12 und Einbauten 17, 18, 19 oder auf Boden 13 und Decke 14 angebracht oder in diese Elemente jeweils eingebettet werden und ebenfalls Licht gleichmäßig über die Fläche abgeben. So erreicht man, dass die in dem Medium befindlichen Mikroorganismen beim langsamen Durchströmen des Behälters quasi von allen Seiten her ständig und gleichmäßig mit Licht bestrahlt werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 3 eine weitere beispielhafte Variante der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich rohrförmige Kanäle 30 in dem Bioreaktor, die sich vertikal aber ebenso gut auch horizontal erstrecken können, ja nach Anwendung. Bei vertikaler Anordnung kann man die rohrförmigen Kanäle 30 von einem flüssigen Medium durchströmen lassen, bei horizontaler Anordnung kann man die rohrförmigen Kanäle nur teilweise von einem flüssigen Medium durchströmen lassen, beispielsweise nur im unteren Drittel oder in der unteren Hälfte und darüber kann sich eine gasförmige Atmosphäre befinden. In der Zeichnung Figur 3 ist nur ein einzelner rohrförmiger Kanal 30 gezeigt, aber in der Regel befinden sich in einem Bioreaktor dieser Art zahlreiche solcher Kanäle 30, die beispielsweise jeweils parallel untereinander, übereinander und nebeneinander angeordnet sein können.

In dem Beispiel gemäß Figur 3 umfasst der rohrförmige Kanal 30 zwei konzentrisch ineinander liegende Rohre, nämlich ein inneres Rohr 31 und ein konzentrisch das innere Rohr 31 mit Abstand umgebendes äußeres Rohr 32. Sowohl das innere Rohr 31 als auch das äußere Rohr 32 bestehen in axialer Richtung gesehen jeweils aus mehreren Teilstücken, die man über Verbinder 33, 34 untereinander verbinden kann, wobei diese Verbinder vorteilhaft so angeordnet sind, dass die Verbinder 33 des inneren Rohrs 31 in axialer Richtung gesehen jeweils versetzt angeordnet sind zu den Verbindern 34 der äußeren Rohre 32. So wird erreicht, dass die Schattenstellen, die sich im Bereich der Verbinder ergeben, wenn diese nicht Licht leitend sind, sich bei dem inneren Rohr 31 an einer Stelle befinden, an der sich bei dem äußeren Rohr 32 kein Verbinder 34 befindet und somit die Pflanzen oder Mikroorganismen dann bei einem Verbinder 33 am inneren Rohr 31 noch von außen mit Licht bestrahlt werden und entsprechend bei einem Verbinder 34 am äußeren Rohr 32 noch von innen her. Man sieht in Figur 3, dass sich zwischen dem inneren Rohr 31 und dem äußeren Rohr 32 ein ringförmiger Hohlraum 35 ergibt, der bei Mikroorganismen und der von einem Medium durchströmt werden kann oder in dem sich Pflanzen befinden und der dann teilweise von einem flüssigen Medium durchströmt wird, wobei im letztgenannten Fall die Anordnung der Rohre 31, 32 bevorzugt horizontal ist.

Bei vertikaler Anordnung der Rohre 31 , 32 wie in Figur 3 kann ein flüssiges Medium durch den ringförmigen Hohlraum 35 beispielsweise von unten nach oben strömen, wobei ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 sich in dem Hohlraum 35 flache ringförmige plattenartige Einbauten 36 befinden, die den Querschnitt des Hohlraums 35 teilweise versperren und so das strömende Medium in eine langsame mäanderförmige Strömung zwingen. Auch hier kann die Anordnung der Einbauten 36 so sein, dass diese teilweise an die Wandung des äußeren Rohrs 32 angrenzen und zum inneren Rohr 31 hin offen sind und teilweise umgekehrt an das innere Rohr 31 angrenzen und zum äußeren Rohr 32 hin offen sind, vorzugsweise bei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Einbauten 36 jeweils abwechselnd.

Figur 4 zeigt eine beispielhafte alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bioreaktors 10, bei der dieser plattenförmige selbstleuchtende Einbauten 38 umfasst, die eine Wellenform haben, so dass das den Bioreaktor 10 durchströmende Medium in eine mäandernde Strömung mit einem entsprechend längeren Strömungsweg gezwungen wird, bei dem die Mikroorganismen jeweils unmittelbar von dem Licht, welches die Einbauten 38 abgeben, beaufschlagt werden.

Figur 5 zeigt eine weitere beispielhafte alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bioreaktors 37, bei dem dieser etwa die äußere Form einer Schnecke aufweist. Im Inneren befinden sich wiederum plattenförmige Einbauten 17, 18, die jeweils abwechselnd von der einen bzw. der anderen Seitenwand des Reaktors nach innen ragen, so dass das Medium an diesen Einbauten 17, 18 vorbeiströmt und einen längeren Strömungsweg zurücklegen muss.

Figur 6 zeigt eine weitere beispielhafte alternative Ausführungsform, bei der der Bioreaktor 39 einen rohrförmigen Kanal bildet, welcher von dem Medium durchströmt wird und die Form einer Spirale aufweist, wodurch sich ebenfalls ein längerer Strömungsweg ergibt, den das Medium zurücklegen muss.

10 Behälter des Bioreaktors/ Behältnis

11 linke Seitenwand

12 rechte Seitenwand

13 Boden des Behälters

14 Decke des Behälters

15 Eintrittsöffnung

16 Austrittsöffnung

17 horizontale Platte, Einbauten

18 horizontale Platte, Einbauten

19 horizontale Platte, Einbauten

20 abgestrahltes Licht

21 Leuchtmittel, Lichtquelle

22 Streumittel

30 rohrförmiger Kanal

31 inneres Rohr

32 äußeres Rohr

33 Verbinder

34 Verbinder

35 ringförmiger Hohlraum

36 Einbauten

37 schneckenförmiger Bioreaktor

38 wellenförmige Einbauten

39 spiralförmiger Bioreaktor