[0001] 本
发明涉及一种用于若干平行且大致
水平延伸的(verlaufend)、极细长(langgestreckt)的生物反应器元件的
支撑装置(Stützvorrichtung)，所述生物反应器元件具有至少部分透明的由塑料制成的壁，通过该壁输送接种有
微生物的、用于借助于光合作用制造
生物质的营养培养基溶液，并且具有若干沿生物反应器元件布置并在水平方向上彼此间隔开的固定支撑架。
[0002] 借助于光合作用来制造生物质长久以来为人们所知，并且在文献DE19814253中对其特别进行了描述。
[0003] 为此，越来越多地使用形式为管式反应器的封闭系统，其通过导光系统被阳光或人造光直接或间接地照射。
[0004] 在封闭系统中，能够比在开放的装置中明显更精准地控制工艺条件，例如养分含量、
温度、光照强度和CO2供给。
[0005] 为了实现低成本的结构，在此通常将透明管或柔性管水平放置。
[0006] 当扩展到工厂式大型设备时，对极细长的生物反应器元件的可靠的支撑和引导被证明是相对昂贵的。
[0007] 因此，本发明的目的是降低这种支撑装置的制造和组装的成本。
[0008] 根据本发明，上述目的通过以下来实现，在各个待承载的生物反应器元件上方至少一个支撑元件(Tragelement)于至少两个支撑架之间延伸，所述支撑元件被支撑在相应的支撑架上，并且所述待承载的生物反应器元件通过位于两个支撑架之间的至少一个支撑点上的至少一个夹持元件与至少一个支撑元件连接。
[0009] 通过在所述支撑架之间创建支撑点可显著增加支撑架之间的距离，这相应地影响了所需的数量并且由此影响了成本。
[0010] 因此，当基本水平延伸的生物反应器具有超过25米、优选超过50米、并且特别超过100米的长度时，本发明提供了其特别的成本优势。为此，当两个支撑架之间的距离为至少3米、优选至少6米和/或两个相邻的支撑点之间的距离为至少1米、优选至少2米时，亦已完全足够。
[0011] 为了简化生物反应器元件的制造和组装，这些生物反应器元件应分别被一体式构成。此处有利的是，借助于移动的制备单元在生物反应器的应用
位置附近制造生物反应器元件。
[0012] 在支撑点处，间接地通过夹持元件和相邻的支撑架上的支撑元件实现对所述生物反应器元件的支撑。特别是当支撑元件以其最简单的形式由在所述支撑架之间延伸的软性支撑索、支撑带或类似物形成并且夹持元件由简单的挂钩形成时，所述优势变得明朗。
[0013] 除所述支撑点之外，应额外地将所述生物反应器元件直接支撑在支撑架上，优选在固定于支撑架上的支撑臂上。
[0014] 鉴于此处所谋求的生物反应器元件的巨大的长度尺寸，通常将生物反应器元件在组装开始时安放在地面上。为了方便最终的
定位，有利的是，所述支撑架具有升降装置，其适用于将生物反应器元件带至预定高度，特别是对应的支撑臂的区域。
[0015] 在这种情况下，还可以通过使支撑臂延伸进升降装置的升降区来简化装。当生物反应器元件在支撑臂上处于其最终位置时，可将该支撑臂再次缩短。
[0016] 此外有利的是，夹持元件的尺寸(Ausdehung)可变。这不仅使得能够利用夹持元件本身来抬升生物反应器元件，还使得能够通过相应的夹持元件的延长或缩短来再校准生物反应器元件的位置。
[0017] 根据生物反应器元件的数量和重量的不同有利的是，支撑元件在各个生物反应器元件上延伸。在这方面，为了限制成本同样有利的是，分别将若干生物反应器元件固定在至少一个支撑元件、优选所有的支撑元件上。
[0018] 为了方便将生物反应器元件固定在夹持元件上，所述生物反应器元件应在支撑点的区域具有凹槽、孔眼或类似物，以与相应的夹持元件连接。
[0019] 然而作为备选还可能的是，还可以分别通过连接元件使若干相邻的生物反应器元件在至少一个支撑点的区域彼此连接，并且通过一个或若干夹持元件将该连接元件固定在一个或若干支撑元件上。
[0020] 为了实现全面支撑，所述支撑元件应至少近似地在所述生物反应器元件的整个长度上延伸。
[0021] 为此，通过将生物反应器元件布置成若干彼此相叠的，优选水平延伸的排来实现特别紧凑且简单的结构。
[0022] 在这种情况下，在支撑架的侧面延伸的至少一排、优选各排生物反应器元件应被分别支撑在该支撑架的支撑臂上。
[0023] 接下来，根据若干个
实施例对本发明加以详述。
[0024] 在所附的图示中示出了：
[0025] 图1示出了用于制造极长的生物反应器元件1的装置；
[0026] 图2示出了穿过支撑装置的横截面；
[0027] 图3示出了根据图2的支撑装置的纵向示意图；
[0028] 图4示出了穿过另一支撑装置的横截面；
[0029] 图5示出了根据图4的支撑装置的纵向示意图；以及
[0030] 图6示出了根据图4和图5的连接元件7的细节示意图。
[0031] 水平延伸的生物反应器元件1用于在光照作用下繁殖向光性生物和细胞培养，因此这些元件完全或部分由透明塑料制成。
[0032] 挤出工艺特别适用于制造极长的一体式生物反应器元件1，其中在压
力下将固态至粘稠液体状且可
固化的物料从
挤出机10的成型
喷嘴(formgebend Düse)中连续地挤出。由此，可形成复杂的结构并且处理软而脆的材料。
[0033] 由于广泛的使用可能性，为制造生物反应器元件1所使用的挤出物料在此由热塑性塑料、特别是PMMA(聚甲基
丙烯酸甲酯)、PC(聚
碳酸酯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二
甲酸乙二醇酯)或PVC(聚氯乙烯)形成。
[0034] 在从喷嘴排出后，所述塑料在挤出机10的之后的、通常是挤出机10的水冷式校准定型单元(wassergekühlten Kalibrierung)中固化。
[0035] 为了形成管状元件或成型元件(Profil-Element)，校准定型单元通常具有校准套筒，其用于生物反应器元件1的成型。在这种情况下，借助
真空将生物反应器元件1吸靠在校准套筒的内壁上。如果生物反应器元件1具有一个或若干管路8、9，那么也可以将这些管路在离开挤出机10的端部处气密地密封。因此，在通过挤出机10的挤出工具(Extrusionswerkzeug)制造生物反应器元件的过程中有可能在管路8、9的内部产生空气
正压，并由此从内部来支撑生物反应器元件1。特别是在制造具有较低的内在
稳定性的生物反应器元件1的情况下，这是必须的。
[0036] 在 校准 定 型单 元 的 后面 通 常还 连 接 着挤 出 机1 0的 牵引 装 置(Abzugsvorrichtung)，其例如借助于在传送方向上移动且压向生物反应器元件
挤压的滚动面将生物反应器元件1从挤出机10中输出。
[0037] 为了避免在极长的生物反应器元件1的情况下的输送问题并且便于制造极长的尤其带有多个管路8、9的生物反应器元件1，在紧邻所述生物反应器元件的应用位置处进行该生物反应器元件的制造。
[0038] 此处，将生物反应器元件1的起始部位从挤出机10中抽离的
牵引力从挤出机10的外部作用于离开挤出机10的端部。
[0039] 以这样的方式可以无故障且低成本地制造超过25m长、或者甚至超过50m长的生物反应器元件1。通过大长度的一体式制造避免了将单个区段组合在一起时可能出现的密封问题。
[0040] 在这种情况下，挤出机10后面的路径(Strecke)、亦即牵引装置后的路径被用来冷却生物反应器元件1。
[0041] 因此尽管挤出机10能被广泛应用于现场生产，然而挤出机应被设计为移动式的。为此，在
卡车上提供挤出机10的安装，然后从该卡车的装载区抽离所述生物反应器元件起始部位。其结果是，通过牵引生物反应器元件1应使其尽可能地接近安装地点。
[0042] 为了能使牵引力传递至离开挤出机10的端部，在所述端部固定有连接件，其通过绳索与发挥牵引装置12作用的
绞盘连接。
[0043] 为了避免由于力量大而过度拉伸或者甚至损坏所述元件1，由牵引装置12来施加牵引力，该牵引装置的牵引力和/或位置是可变的。
[0044] 为了实现尽可能低的由
摩擦力产生的生物反应器元件1的
应力，于制造期间在挤出机10和生物反应器元件1的起始部位之间将所述生物反应器元件支撑在导引装置11上，所述导引装置，如图1所示，在成品生物反应器元件1的整个长度上延伸。
[0045] 为此，导向装置具有多个分散在整个长度上的导引辊形式的旋转导引元件。
[0046] 所述导引辊从下方支撑生物反应器元件1并且还从两侧相对于牵引方向13来引导该生物反应器元件。
[0047] 由此，可在导引装置11中利用牵引装置12的绳索将生物反应器元件1的离开挤出机10的端部拉至最终位置。
[0048] 为了能生产尽可能多的生物质，设备包括多个平行延伸的、极细长的生物反应器元件1，其具有至少部分透明的由塑料制成的壁，通过该壁输送接种有微生物的用于借助于光合作用制造生物质的营养培养液。
[0049] 为了限制生物反应器元件1的储存成本，用于这些生物反应器元件1的相应的支撑装置由多个沿生物反应器元件1布置且沿水平方向相互间隔的固定支撑架2构成。
[0050] 在各个待承载的生物反应器元件1上方支撑元件3于支撑架2之间延伸，该支撑元件被支撑在相应的支撑架2上，并且通过位于两个相邻的支撑架2之间的至少一个支撑点上的至少一个夹持元件4与待承载的生物反应器元件1连接。
[0051] 以这样的方式，支撑架2之间的间隔可以是非常大的，而且不会影响对生物反应器元件1的支撑。
[0052] 即使生物反应器元件1具有50m或者更大的长度，当两个相邻的支撑架2之间的距离为至少6m并且两个相邻的支撑点之间的距离为至少1m时，亦是足够的。
[0053] 支撑元件3几乎在生物反应器元件1的整个长度上延伸并且此处例如由柔性的
钢索构成。
[0054] 如图6所示，夹持元件4是长度可变的，或者更简单地形成为挂钩。
[0055] 这样的支撑结构不仅成本低廉而且能获得低的组装成本。
[0056] 除了间接地通过支撑元件3和夹持元件4来支撑之外，生物反应器元件1还可直接支撑在支撑架2上，特别是固定在支撑架2上的支撑臂5上。
[0057] 对于尽可能紧凑的布置来说，将生物反应器元件1布置成多个彼此相叠、水平延伸的排。在这种情况下，各排在支撑架2的侧面延伸的生物反应器元件1被分别支撑在各支撑架2的支撑臂5上。
[0058] 为了方便连接支撑元件4和生物反应器元件1，根据图2和图3的生物反应器元件1在支撑点的区域中可具有凹槽、孔眼或类似物。
[0059] 此外，图2还示出了分别具有升降装置6的支撑架2，所述升降装置适用于将生物反应器元件1带至预定高度，特别是对应的支撑臂5的区域。
[0060] 由此，为了能将生物反应器元件1在到达所需的高度后进行安装时简单地推至相应的支撑臂5上，支撑臂5可借助于附件14延伸进升降装置6的升降区域。
[0061] 根据承重能力，可为每个生物反应器元件1配属其自有的支撑元件3或者为多个生物反应器元件1配属一个或多个共同的支撑元件3。
[0062] 在根据图4至6的实施方式中，多个相邻的生物反应器元件1在支撑点的区域中分别通过连接元件7相互连接。所述连接元件7又分别通过两个夹持元件4被固定在两个支撑元件3上。
[0063] 在其最简单的实施方式中，生物反应器元件1仅具有一个用于营养培养液的管路8。
[0064] 为了提供最佳的温度条件，可能必要的是，生物反应器元件1除主管路8外还包括如图2或3所示的一个冷却管路9，或根据图4-6的多个(此处两个)冷却管路9。
[0065] 借助挤出工艺，还可一体化制造具有多个冷却管路9的生物反应器元件1。
