[发明专利]用于生长依赖于光能的生物物种的生物反应器装置、生物反应器系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的生物反应器装置、包括至少两个生物反应器装置的生物反应器系统和用于生长依赖于光能的生物物种的方法。

生物反应器装置和包括生物反应器装置的生物反应器系统在现有技术中众所周知。

背景技术

例如在US 7,220,018B2中公开了一种利用LED光系统来照亮海洋生境(habitat)用于生长的方法和装置。该光系统包括LED光源、用于这样的光源的电源以及用于控制LED光源的激活状态和强度的控制器。该装置包括其中容纳海洋生境的一个单个闭合区。光照源仅用于一个装置中的一种物种。因而根据US 7,220,018B2的装置并不适合于多个物种、尤其不适合于完整食物链。

因此已经鉴于上文提到的弊端而创造本发明。具体而言，本发明的目的在于提供一种低成本运行的用于多个依赖于光的物种的优化生长的高效装置、高效系统和高效方法。

发明内容

上述和其它目的可以由独立权利要求中所述的一种装置、系统和方法实现。从属权利要求限定本发明的更多有利和示例组合。

本发明的目的由一种用于生长依赖于光能的生物物种的生物反应器装置实现，该装置包括：至少一个盆设备，限定用于容纳第一物种的第一生境；以及第一光照器件，具有至少一个发光固态光照源，通过发射光(特别是具有为了第一物种的最优生长而设置的光谱的光)来适合于所述第一物种，其中固态光照源使用从固态光照源发射向所述第一物种发射的光能来照射所述生境，其中生物反应器装置包括适合于第二物种的至少第二生境，用于在一个生物反应器系统中生长至少两个不同种类的物种。

依赖于光能的生物物种是需要光进行生长的所有生物。这样依赖于光能的生物物种的例子包括：初级生产者、自养生物、消费者、异养生物、分解体、食腐质者、浮游植物、浮游动物、藻、鱼、极小浮游生物、微型浮游动物、大型浮游动物、巨型浮游动物、食浮游动物鱼、食鱼鱼类、微型浮游植物、海底食草动物、海底食肉动物、大型浮游植物、食浮游生物鱼、巨型浮游植物、食浮游生物鲸等。

在本发明的意义上的盆设备包括适合于容纳依赖于光能的生物物种的所有壳体(housing)。优选地，盆设备是密封的盆设备、特别是至少部分水密的盆设备和至少不渗透的盆设备和/或至少气密的盆设备。盆设备可以设计为一个单一部分或者可以是固定在一起的至少两个部分的布置。在一个优选实施例中，盆设备包括水密的底部和顶部。底部可以构建为水密、具有限定盆设备内部的底板和壁。顶部可以是可拆卸地布置于底部上的盖。在一个优选实施例中，盆设备为缸。盆设备可以包括一个单一盆单元。可选地，盆设备可以包括至少两个、优选为数个盆单元。可以用与盆设备相同的方式布置盆单元。

盆设备的内部可以包括第一生境。生境可以等于盆设备的整个内部或者可以仅为盆设备包围的部分区域。

光照器件包括至少一个发光固态光照源。固态光照源可以包括LED光照源、OLED光照源、SSL激光光照源等。光照器件可以包括一个单一固态光照源或者数个固态光照源。数个固态光照源可以均为相同种类或者可以个别地加以配置，例如一个配置为OLED光照源、一个配置为LED光照源等。

光照器件适合于第一生境中容纳的第一物种。也就是说，光照器件发射的光具有为了生长所述物种而优化的光谱。相应优化包括关于物种的光合作用活动、物种的特殊氛围(atmosphere)条件、光强度、光波长、防止细菌感染、防止真菌感染、对环境的加热效果、针对环境(例如水、空气等)的渗透性、照明时长等而优化的光谱。

光照器件照射第一生境和对应物种。通过这一照明光向物种和生境发送能量。这一光能适应于物种的优化生长。

本发明的生物反应器装置包括适合于第二物种的至少第二生境。通过这一方式，可以在一个单一生物反应器装置中生长两个不同种类的物种。第二生境可以由第一光照器件照射或者可以由第二光照器件照射。第二光照器件可以与第一光照器件相同或者可以不同地加以构造。第二光照器件在一个优选实施例中适合于所述第二物种的最优生长。

在一个优选实施例中，所述生物反应器装置包括各自具有至少一个生境的至少两个盆设备。可选地，该装置包括具有至少两个生境的至少一个盆设备。生境可以由插入相应盆设备的内部中的分离壁相互分离。生境可以是彼此隔离的，或者可以彼此连通。

在本发明的另一实施例中，所述生境被后继布置用于食物链的后继物种，其中该布置对应于物种遵循的食物链阶段，用于创建人造食物链。