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DE29706379U1 - Device for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes - Google Patents

Device for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes

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DE29706379U1
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liquid
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DE29706379U
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Bioprodukte Prof Steinberg De GmbH
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Preussag AG
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Description

2303GM2303GM

Vorrichtung zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren ProzessenDevice for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzäerbaren Prozessen, insbesondere zur Kuitivation von phototrophen Organismen und Zellkulturen, z.B. Mikroalgen.The invention relates to a device for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes, in particular for the cultivation of phototrophic organisms and cell cultures, e.g. microalgae.

Bekannte Vorrichtungen zur Kuitivation von photrophen Organismen und Zellkuituren wie z.B. Mikroaigen sind entweder als offene unter freiem Himmel angeordnete Becken ausgebildet oder werden ausschließlich mit Kunstlicht betrieben, wobei das Kulturmedium in transparenten Rohren geführt wird. Vorrichtungen mit behälterförmigen Reaktoren sind meistens noch mit Mitteln zur Umwälzung des Kulturmediums zur Erreichung einer intensiven Belichtung ausgerüstet, wodurch der konstruktive Aufwand die damit verbundenen Kosten erhöht.Known devices for cultivating phototrophic organisms and cell cultures, such as microarrays, are either designed as open tanks in the open air or are operated exclusively with artificial light, with the culture medium being guided in transparent tubes. Devices with container-shaped reactors are usually also equipped with means for circulating the culture medium to achieve intensive light exposure, whereby the construction effort increases the associated costs.

Bei den offenen Becken besteht ständig die Gefahr der Kontamination, so daß eine Reinzucht nicht möglich ist. Auch die Temperaturführung solcher Anlagen gestaltet sich unter den hier herrschenden klimatischen Bedingungen als sehr schwierig.In open tanks there is always a risk of contamination, so that pure breeding is not possible. The temperature control of such systems is also very difficult under the climatic conditions prevailing here.

Aus der US-PS 44 73 970 ist eine mit Kunstlicht betreibbare Vorrichtung bekannt, in der das Kulturmedium in transparenten Rohren geführt wird. Nachteilig bei dieser Vorrichtung sind vor allem energetische Aspekte bezüglich der Pumpen- und Lichtleistung.US-PS 44 73 970 discloses a device that can be operated with artificial light, in which the culture medium is guided in transparent tubes. The main disadvantages of this device are energy aspects with regard to the pump and light output.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die aus behäiterförmigen Reaktoren bestehen, in die das Licht über Lichtleiter eingeleitet wird. Das Licht wird über eine der Sonne nachführbare Fresnel - Linse und/oder über eine Kunstlichtquelle über die gleichen Lichtleiter in das Kulturmedium geleitet. Solche Anlagen sind sowohl von der Herstellung als auch im Betrieb sehr kostenintensiv.Furthermore, devices are known that consist of container-shaped reactors into which the light is introduced via optical fibers. The light is guided into the culture medium via a Fresnel lens that tracks the sun and/or via an artificial light source via the same optical fibers. Such systems are very costly both to manufacture and to operate.

In der US - PS 45 55 864 wird eine Einrichtung zur Kuitivation von Chlorella - Algen beschrieben, bei der Lichtleiter in einem Kultivationsgefäß direkt in dasIn US-PS 45 55 864 a device for the cultivation of Chlorella algae is described, in which light guides in a cultivation vessel are directly introduced into the

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Kulturmedium eintauchen, wobei diese von oben her über schräg gestellte Spiegel mit Lichtenergie versorgt werden. Diese Einrichtung ist ebenfalls sehr kostenintensiv und konstruktiv aufwendig.culture medium, whereby these are supplied with light energy from above via inclined mirrors. This device is also very costly and complex to construct.

Die DE 41 34 813 A1 beschreibt ebenfalls eine Einrichtung zur Kultivation von phototrophen Mikroorganismen, die unter Einsatz von Sonnen- und/oder Kunstlicht betreibbar ist und von einem Kulturmedium durchströmt wird. Diese Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine beliebige Anzahl von Stegen, die jeweils im gleichen Abstand voneinander zwischen zwei planparailelen transparenten Platten flüssigkeitsdicht angeordnet sind und Kammern bilden. Jeweils am Ende einesDE 41 34 813 A1 also describes a device for cultivating phototrophic microorganisms, which can be operated using sunlight and/or artificial light and through which a culture medium flows. This device is characterized by any number of webs, each of which is arranged at the same distance from one another between two plane-parallel transparent plates in a liquid-tight manner and forms chambers. At the end of each

&iacgr;&ogr; Steges sind Verbindungsöffnungen zur benachbarten Kammer vorgesehen, wobei die Verbindungsöffnungen jeweils benachbarter Stege sich an den entgegengesetzten Enden befinden, wodurch ein mäanderlinienförmig durchströmbarer Kanal gebildet wird, der an seinen Stirnseiten dicht verschlossen ist und an seinem Anfang und Ende je einen Anschlußstutzen für den Gasaustausch aufweist. Diese Einrichtung ist für einen großtechnischen Einsatz schon aus energetischen Gründen wegen der zu erwartendenen hohen Pumpenleistung zur Überwindung des Strömungswiderstandes der mäanderlinienförmig durchströmbaren Kanäle und des hohen Herstellungsaufwandes einer mit derartigen Stegen versehenen Platte ungeeignet.Connection openings to the adjacent chamber are provided between the webs, whereby the connection openings of adjacent webs are located at opposite ends, whereby a meandering line-shaped channel is formed, which is tightly sealed at its front sides and has a connection piece for gas exchange at its beginning and end. This device is unsuitable for large-scale use for energy reasons alone, due to the high pump output to be expected to overcome the flow resistance of the meandering line-shaped channels and the high manufacturing costs of a plate provided with such webs.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bekannte Vorrichtungen zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen, insbesondere zur Kultivation von phototrophen Organismen und Zellkulturen, z.B. Mikroalgen hinsichtlich ihrer Energiebilanz, ihres Herstellungsaufwandes und einer optimaler Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Lichtenergie dahingehend zu verbessern, daß diese für einen großtechnischen Einsatz geeignet sind.The present invention is therefore based on the object of improving known devices for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes, in particular for the cultivation of phototrophic organisms and cell cultures, e.g. microalgae, with regard to their energy balance, their production costs and optimal use of the available light energy, so that they are suitable for large-scale use.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 so gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 6 enthalten.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are contained in claims 2 to 6.

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Die gemäß der Erfindung vorgestellte Vorrichtung zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen sowie zur Kultivation von phototrophen Organismen und Zellkulturen unter Lichteinwirkung ist von einem flüssigen Medium durchströmbar und mit einem gasförmigen Medium beaufschlagbar und enthält Mittel zur Gas-Ableitung. Sie besteht aus mindestens einem einstückig extrudiertem transparenten Plattenmodul, welches eine Vielzahl von übereinanderliegenden und parallel zueinander verlaufenden durchgehenden Kanälen aufweist, deren Eintritts- und AustrittsseitenThe device presented according to the invention for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photo-inducible processes as well as for cultivating phototrophic organisms and cell cultures under the influence of light can be flowed through by a liquid medium and can be exposed to a gaseous medium and contains means for gas removal. It consists of at least one integrally extruded transparent plate module, which has a large number of continuous channels lying one above the other and running parallel to one another, the inlet and outlet sides of which

&iacgr;&ogr; mit einem Flüssigkeitsverteiler bzw. Flüssigkeitssammler verbunden sind, welcher eine Querschnittsfläche aufweist, die ein gleichmäßiges Strömungsprofil über alle Kanäle ermöglicht.&iacgr;&ogr; are connected to a liquid distributor or liquid collector, which has a cross-sectional area that enables a uniform flow profile across all channels.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist der Flüssigkeitsverteiler dafür in Fließrichtung eine Querschnittsreduzierung und der Flüssigkeitssammier eine Querschnittserweiterung auf, wodurch eine optimale Fließgeschwindigkeit über alle Kanäle erreicht wird.According to a special feature of the invention, the liquid distributor has a cross-sectional reduction in the flow direction and the liquid collector has a cross-sectional expansion, whereby an optimal flow rate is achieved across all channels.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind zwischen den Kanälen und dem Fiüssigkeitssammier und/oder Flüssigkeitsverteiler Druckausgleichsplatten mit Perforierungen vorgesehen, wobei die Perforierungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen.According to a preferred feature of the invention, pressure equalization plates with perforations are provided between the channels and the liquid collector and/or liquid distributor, wherein the perforations have different cross-sections.

Nach einem weiteren Merkmal wird eine bevorzugte Ausführung der Erfindung dahingehend beschrieben, daß dabei an der einen Seite des Plattenmoduls alle Kanäle gleichzeitig über einen Flüssigkeitsverteiler angeströmt werden und an der dieser Seite gegenüberliegenden Seite die aus allen Kanalenden ausströmende Flüssigkeit von einem Flüssigkeitssammler erfaßt und abgeleitet wird.According to a further feature, a preferred embodiment of the invention is described in that on one side of the plate module all channels are supplied with fluid simultaneously via a fluid distributor and on the side opposite this side the fluid flowing out of all channel ends is collected and drained off by a fluid collector.

Eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, daß sich Flüssigkeitszulauf und -ablauf an einer Seite des Plattenmoduls befinden, wobei der mit dem Zulauf in Verbindung stehende Teil der Kanäle über einen Flüssigkeitsverteiler angeströmt wird und der mit dem Ablauf in VerbindungAnother particularly preferred embodiment of the invention includes that the liquid inlet and outlet are located on one side of the plate module, whereby the part of the channels connected to the inlet is supplied with fluid via a liquid distributor and the part connected to the outlet

so stehenden Teil der Kanäle in einen Flüssigkeitssammler mündet. Zu- und Ablauf dieser Seite stehen nicht miteinander in Verbindung und weisen jeweilspart of the channels that is in this position flows into a liquid collector. The inlet and outlet of this side are not connected to each other and each have

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entgegengesetzte Strömungsrichtungen auf, wobei die über den Flüssigkeitsverteiler angeströmten Kanäle auf der gegenüberliegenden Seite in einen Flüssigkeitssammler münden, der mit einem weiteren, die Flüssigkeit umlenkenden Flüssigkeitsverteiler in Verbindung steht, der den Teil der Kanäle anströmt, der in dem mit dem Ablauf in Verbindung stehenden Flüssigkeitssammler endet.opposite flow directions, whereby the channels flowing through the liquid distributor open into a liquid collector on the opposite side, which is connected to another liquid distributor that diverts the liquid and flows into the part of the channels that ends in the liquid collector connected to the drain.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mehrere Plattenmodule über Verbindungsstücke miteinander verbunden und in Abstand zueinander parallel und/oder hintereinander über einen gemeinsamen und/oder separaten Vor- und &iacgr;&ogr; Rücklauf zusammengeschaltet.According to a further feature of the invention, several plate modules are connected to one another via connecting pieces and are connected at a distance from one another in parallel and/or one behind the other via a common and/or separate supply and return line.

Mit der voriiegenden Erfindung wird bei allen diese Erfindung umfassenden Ausführungsvarianten mit überraschend einfachen Mitteln erreicht, daß mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten turbulente Verhältnisse im Kulturmedium erhalten werden können, die für eine optimale Lichtenergieausnutzung erforderlich sind. Darüberhinaus kann der Strömungswiderstand im Vergleich zu den bekannten Lösungen erheblich verringert werden.With the present invention, in all variants of the embodiments comprising this invention, it is achieved with surprisingly simple means that turbulent conditions can be maintained in the culture medium with low flow velocities, which are necessary for optimal utilization of light energy. In addition, the flow resistance can be significantly reduced compared to the known solutions.

Letztendlich wird dadurch die für die Vorrichtung erforderliche Pumpenleistung wesentlich reduziert, wodurch die Energiebilanz besonders vorteilhaft verbessert wird. Die Verbindung mehrerer Plattenmodule ermöglicht außerdem den Aufbau beliebig großer Reaktoren für den großtechnischen Einsatz aus einfachen Standardbauteilen.Ultimately, this significantly reduces the pumping power required for the device, which improves the energy balance in a particularly beneficial way. The connection of several plate modules also enables the construction of reactors of any size for large-scale use from simple standard components.

Nachfolgend soli die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen dieIn the drawings the

Figur 1: die schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Figure 1: the schematic representation of an embodiment variant of the device according to the invention,

Figur 2: ein Plattenmodul mit Flüssigkeitsverteiler- und -sammler,
Figur 3: ein Plattenmodul mit Druckausgleichsplatte,
Figure 2: a plate module with liquid distributor and collector,
Figure 3: a plate module with pressure compensation plate,

• ··

Figur 4: ein Plattenmodul mit kombinierten Fiüssigkeitsverteiler/sammler,Figure 4: a plate module with combined liquid distributor/collector,

Figur 5: mehrere Plattenmodule direkt miteinander verbunden (Reihenschaltung).Figure 5: several plate modules directly connected to each other (series connection).

Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen, insbesondere zur Kultivation von phototrophen Organismen und Zellkulturen, z.B. Mikroalgen.
Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer PJattenmodulanlage 1 mit den einzelnen Plattenmodulen 1a....1n, einem Vorlauf 2 und einem Rücklauf 3 für eine
Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photoinducible processes, in particular for the cultivation of phototrophic organisms and cell cultures, e.g. microalgae.
This device essentially consists of a plate module system 1 with the individual plate modules 1a....1n, a flow 2 and a return 3 for a

&iacgr;&ogr; Flüssigkeit 4, insbesondere einer Kulturflüssigkeit 4a, einem Flüssigkeits-Gasübertrager 5, einem Ausgleichsbehälter 6, einer Meßstrecke 7 und einer Systempumpe 8. Als periphere Ausrüstungen sind der Plattenmodulanlage Gaszufuhrelemente 9a, 9b, 9c,Gasabfuhrelemente 10a, 10b, ein Wärmeübertrager 11, eine Spülvorrichtung 12 mit einer Entleerung 13 und einem Frischwasseranschluß 14 zugeordnet. Die Kulturflüssigkeit 4a gelangt aus dem Ausgleichsbehälter 6 durch die Meßstrecke 7 und die Systempumpe 8 über den&iacgr;&ogr; liquid 4, in particular a culture liquid 4a, a liquid-gas exchanger 5, an equalizing tank 6, a measuring section 7 and a system pump 8. The plate module system is assigned as peripheral equipment gas supply elements 9a, 9b, 9c, gas discharge elements 10a, 10b, a heat exchanger 11, a flushing device 12 with a drain 13 and a fresh water connection 14. The culture liquid 4a passes from the equalizing tank 6 through the measuring section 7 and the system pump 8 via the

Vorlauf 2 in die Plattenmodulanlage 1. Die einzelnen Plattenmoduien 1a 1nFeed line 2 into the plate module system 1. The individual plate modules 1a 1n

weisen auf ihrer Vorlaufseite 17 angeordnete Flüssigkeitsverteiler 15 mit Flüssigkeitszulauf 16 auf. Dieser Flüssigkeitsverteiler ist mit Hilfe einer Verbindung 18 fest mit dem Plattenmodul verbunden und weist eine Querschnittsreduzierung 19 auf. Bei der Verbindung 18 kann es sich z.B. um eine Klebeverbindung 18a handeln. Auf der Rücklaufseite 20 der Plattenmodul ist jeweils ein Flüssigkeitssammler 21 mit einem Flüssigkeitsablauf 23 angeordnet, wobei der Flüssigkeitssammler 21 eine Querschnittserweiterung 22 aufweist (Figur 2). Durch die Querschnittsreduzierung 19 und Querschnittserweiterung 22 wird für eine gleichmäßige Geschwindigkeit der Kulturflüssigkeit 4a in den Kanälen 24 der einzelnen Plattenmoduie gesorgt. Mit Hilfe von Verbindern 25 sind die einzelnen Plattenmodule über den Flüssigkeitsablauf 23 bzw. Flüssigkeitszulauf 16 miteinander verbunden (Reihenschaltung). Dem Verbinder 25 sind dabei die Gaszufuhrelemente 9a und die Gasabfuhrelemente 10a zugeordnet. Nach dem Plattenmodul 1n gelangt die Kulturflüssigkeit 4a über den Rücklauf 3 und den Flüssigkeits - Gasübertrager 5 in den Ausgleichsbehälter 6,have liquid distributors 15 with liquid inlet 16 arranged on their flow side 17. This liquid distributor is firmly connected to the plate module by means of a connection 18 and has a cross-sectional reduction 19. The connection 18 can be, for example, an adhesive connection 18a. On the return side 20 of the plate modules, a liquid collector 21 with a liquid outlet 23 is arranged, whereby the liquid collector 21 has a cross-sectional expansion 22 (Figure 2). The cross-sectional reduction 19 and cross-sectional expansion 22 ensure a uniform speed of the culture liquid 4a in the channels 24 of the individual plate modules. With the help of connectors 25, the individual plate modules are connected to one another via the liquid outlet 23 or liquid inlet 16 (series connection). The gas supply elements 9a and the gas discharge elements 10a are assigned to the connector 25. After the plate module 1n, the culture liquid 4a passes through the return line 3 and the liquid-gas exchanger 5 into the equalization tank 6.

wobei der Flüssigkeits - Gasübertrager 5 und der Ausgleichsbehälter 6 direkt miteinander verbunden sind. Ein Überlauf 26 gewährleistet dabei eine sichere Rückführung der Kulturflüssigkeit 4a in den Ausgleichsbehälter 6 bei geminderter Durchsatzleistung des Flüssigkeits - Gasübertrager 5. Im Flüssigkeits Gasübertrager 5 und/oder vor bzw. in der Systempumpe 8 und/oder im Verbinder 25 auf der Vorlaufseite 17 jedes zweiten Plattenmoduls wird die Kulturflüssigkeit 4a mit einem Gas 27, vorzugsweise einem CO2-reichen Abgas 27a konditioniert. Der im Verlauf der photobiologischen Prozesse gebildete Sauerstoff 28, welcher in einem sauerstoffreichen Abgas 27b enthalten ist, wird über Gasabfuhreiemente 10a und/oder 10b und/oder im Flüssigkeits - Gasübertrager 5 ausgetragen. Die Konditionierung des CO2-reichen Abgases 27a erfolgt dabei in Abhängigkeit von der pH- Temperatur- und optischen Dichtewerte der Kulturflüssigkeit 4a, welche in der Meßstrecke 7 vor oder hinter der Systempumpe 8 erfaßt werden. Die Messung, Steuerung, Regelung und Speicherung von Zustandsgrößen der Kulturflüssigkeit 4a, des CO2 -reichen Abgases 27a und des sauerstoffreichen Abgases 27b erfolgt dabei über eine zentrale Meß-, Steuer-, Regel und Speichereinheit 29. Mit Hilfe eines Bypaßes 30 kann ein Teilvolumenstrom der Kulturfiüssigkeit 4a direkt in den Flüssigkeits - Gasübertrager 5 gefördert und damit die Konditionierung des Gases 27 bzw. der Kulturflüssigkeit 4a beeinflußt werden.wherein the liquid-gas exchanger 5 and the compensation tank 6 are directly connected to one another. An overflow 26 ensures a safe return of the culture liquid 4a into the compensation tank 6 with reduced throughput of the liquid-gas exchanger 5. In the liquid-gas exchanger 5 and/or before or in the system pump 8 and/or in the connector 25 on the flow side 17 of every second plate module, the culture liquid 4a is conditioned with a gas 27, preferably a CO2-rich exhaust gas 27a. The oxygen 28 formed in the course of the photobiological processes, which is contained in an oxygen-rich exhaust gas 27b, is discharged via gas discharge elements 10a and/or 10b and/or in the liquid-gas exchanger 5. The conditioning of the CO2 -rich exhaust gas 27a is carried out depending on the pH, temperature and optical density values of the culture liquid 4a, which are recorded in the measuring section 7 before or after the system pump 8. The measurement, control, regulation and storage of state variables of the culture liquid 4a, the CO2-rich exhaust gas 27a and the oxygen-rich exhaust gas 27b are carried out via a central measuring, control, regulation and storage unit 29. With the help of a bypass 30, a partial volume flow of the culture liquid 4a can be conveyed directly into the liquid-gas exchanger 5 and the conditioning of the gas 27 or the culture liquid 4a can thus be influenced.

Nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung (Figur 3) ist vor der Vorlaufseite 17 der Plattenmodule 1a....1n ein Druckausgleichselement 31, vorzugsweise eine Druckausgleichsplatte 31a angeordnet. Die Druckausgleichsplatte 31a besitzt dabei in Strömungsrichtung querschnittreduzierte Perforierungen 32.According to a further exemplary embodiment of the invention (Figure 3), a pressure compensation element 31, preferably a pressure compensation plate 31a, is arranged in front of the flow side 17 of the plate modules 1a....1n. The pressure compensation plate 31a has perforations 32 with a reduced cross-section in the direction of flow.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 4) ist an der Seite 17 des Plattenmoduls der Flüssigkeitszuiauf 16 und der Flüssigkeitsablauf 23 angeordnet, wobei der mit dem Flüssigkeitszulauf 16 in Verbindung stehende Teil der Kanäle 24 dieser Seite über den Flüssigkeitsverteiler 15 angeströmt wird und der mit dem Flüssigkeitsablauf 23 in Verbindung stehende Tei! der Kanäle 24 dieser Seite 17 inAccording to a further embodiment (Figure 4), the liquid inlet 16 and the liquid outlet 23 are arranged on the side 17 of the plate module, whereby the part of the channels 24 on this side that is connected to the liquid inlet 16 is supplied with flow via the liquid distributor 15 and the part of the channels 24 on this side 17 that is connected to the liquid outlet 23 is supplied with flow via the liquid distributor 15.

den Flüssigkeitssammler 21 mündet. Der Flüssigkeitssammier 21 und Flüssigkeitsverteiier 15 dieser Seite 17 stehen dabei nicht miteinander in Verbindung. Die über den Flüssigkeitsverteiler 15 angeströmten Kanäle 24 münden auf der Seite 20 in einem Flüssigkeitssammler 21 mit einer Querschnittserweiterung 22. Dieser Flüssigkeitssammler 21 steht mit einem weiteren auf dieser Seite 20 die Kulturflüssigkeit 4a umlenkenden und den anderen Teil der Kanäle 24 anströmenden Flüssigkeitsverteiler 15 mit einer Querschnittsreduzierung 19 in Verbindung.the liquid collector 21. The liquid collector 21 and liquid distributor 15 on this side 17 are not connected to one another. The channels 24 flowing through the liquid distributor 15 flow on the side 20 into a liquid collector 21 with a cross-sectional expansion 22. This liquid collector 21 is connected to another liquid distributor 15 with a cross-sectional reduction 19 on this side 20 which diverts the culture liquid 4a and flows to the other part of the channels 24.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung (Figur 5) weist die &iacgr;&ogr; Plattenmodulanlage 1 keine Verbinder 25 auf. Dem Plattenmodul 1a wird vor der Vorlaufseite 17 ein Flüssigkeitsverteiler 15 mit einer Querschnittsreduzierung 19 (Figuren 2, 4) oder ein Druckausgleichselement 31 bzw. 31a (Figur 3) angeordnet und dem Plattenmodul 1n ein Flüssigkeitssammler 21 (Figuren 2, 3, 4) an der Rücklaufseite 20 nachgeschaitet.In another embodiment of the invention (Figure 5), the plate module system 1 has no connectors 25. A liquid distributor 15 with a cross-sectional reduction 19 (Figures 2, 4) or a pressure compensation element 31 or 31a (Figure 3) is arranged in front of the plate module 1a on the supply side 17, and a liquid collector 21 (Figures 2, 3, 4) is arranged downstream of the plate module 1n on the return side 20.

Claims (6)

SchutzansprücheProtection claims 1. Vorrichtung zur Durchführung von photochemischen und photokatalytischen Reaktionen und photoinduzierbaren Prozessen, sowie zur Kultivation von phototrophen Organismen und Zellkulturen unter Lichteinwirkung, die von einem flüssigen Medium durchströmbar ist und mit einem gasförmigen Medium beaufschiagbar ist und Mittel zur Gas-Ableitung enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß
1. Device for carrying out photochemical and photocatalytic reactions and photo-inducible processes, as well as for cultivating phototrophic organisms and cell cultures under the influence of light, which can be flowed through by a liquid medium and can be supplied with a gaseous medium and contains means for gas removal,
characterized in that
&iacgr;&ogr; diese aus mindestens einem einstückig extrudiertem transparenten&iacgr;&ogr; these consist of at least one integrally extruded transparent Plattenmodul besteht, welches eine Vielzahl von übereinanderliegenden und parallel zueinander verlaufenden durchgehenden Kanälen aufweist, deren Eintritts- und Austrittsseiten in einen Flüssigkeitssammler und/oder Flüssigkeitsverteiler münden, welche eine Querschnittsfläche aufweisen, die ein gleichmäßiges Strömungsprofil über alle Kanäle ermöglicht.Plate module which has a plurality of continuous channels lying one above the other and running parallel to one another, the inlet and outlet sides of which open into a liquid collector and/or liquid distributor, which have a cross-sectional area which enables a uniform flow profile across all channels.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
2. Device according to claim 1,
characterized in that
der Flüssigkeitsverteiler in Fließrichtung eine Querschnittsreduzierung und der Flüssigkeitssammler eine Querschnittserweiterung aufweist.the liquid distributor has a cross-sectional reduction in the flow direction and the liquid collector has a cross-sectional expansion.
3. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
3. Device according to one of the above claims,
characterized in that
zwischen den Kanälen und dem Flüssigkeitssammler und/oder Flüssigkeitsverteiler Druckausgleichsplatten mit Perforierungen vorgesehen sind, wobei die Perforierungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen.pressure equalization plates with perforations are provided between the channels and the liquid collector and/or liquid distributor, wherein the perforations have different cross-sections.
4. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
4. Device according to one of the above claims,
characterized in that
an einer Seite des Plattenmoduls alle Kanäle gleichzeitig über einen Flüssigkeitsverteiler angeströmt werden und an der dieser Seiteon one side of the plate module all channels are supplied with fluid simultaneously via a liquid distributor and on this side gegenüberiiegenden Seite die aus allen Kanalenden ausströmende Flüssigkeit von einem Flüssigkeitssammler erfaßt und abgeleitet wird.On the opposite side, the liquid flowing out of all channel ends is collected and drained by a liquid collector.
5. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
5. Device according to one of the above claims,
characterized in that
sich Flüssigkeitszulauf und -ablauf an einer Seite des Plattenmoduisbefinden, wobei der mit dem Zulauf in Verbindung stehende Teil der Kanäle dieser Seite über einen Flüssigkeitsverteiler angeströmt wird und der mit dem Ablauf in Verbindung stehenden Teil der Kanäle dieser Seite in einenthe liquid inlet and outlet are located on one side of the plate module, whereby the part of the channels on this side connected to the inlet is supplied with fluid via a liquid distributor and the part of the channels on this side connected to the outlet is supplied with fluid via a &iacgr;&ogr; Fiüssigkeitssammler mündet, wobei diese nicht miteinander in Verbindung&iacgr;&ogr; liquid collector, whereby these are not connected to each other stehen und jeweils entgegengesetzte Strömungsrichtungen aufweisen, wobei die über den Flüssigkeitsverteiler angeströmten Kanäle auf der dieser Seite gegenüberiiegenden Seite in einen Flüssigkeitssammler münden, der mit einem weiteren die Flüssigkeit umlenkenden Flüssigkeitsverteiler in Verbindung steht, der den Teil der Kanäle anströmt, der in dem mit dem Ablauf in Verbindung stehenden Flüssigkeitssammler endet.and each have opposite flow directions, whereby the channels flowing through the liquid distributor open into a liquid collector on the side opposite this side, which is connected to another liquid distributor which diverts the liquid and flows into the part of the channels which ends in the liquid collector connected to the outlet.
6. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
6. Device according to one of the above claims,
characterized in that
mehrere Plattenmodule über Verbindungsstücke miteinander verbunden sind und in Abstand zueinander parallel und/oder hintereinander über einen gemeinsamen und/oder separaten Vor- und Rücklauf zusammengeschaltet sind.several plate modules are connected to each other via connectors and are connected at a distance from each other in parallel and/or one behind the other via a common and/or separate supply and return line .
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