用於生長依賴於光能的生物物種的生物反應器裝置、生物反應器系統和方法

2023-05-07 10:45:41

專利名稱：用於生長依賴於光能的生物物種的生物反應器裝置、生物反應器系統和方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的前序部分的生物反應器裝置、包括至少兩個生物反 應器裝置的生物反應器系統和用於生長依賴於光能的生物物種的方法。生物反應器裝置和包括生物反應器裝置的生物反應器系統在現有技術中眾所周 知。
背景技術：
例如在US 7，220，018B2中公開了一種利用LED光系統來照亮海洋生境(habitat) 用於生長的方法和裝置。該光系統包括LED光源、用於這樣的光源的電源以及用於控制LED 光源的激活狀態和強度的控制器。該裝置包括其中容納海洋生境的一個單個閉合區。光照 源僅用於一個裝置中的一種物種。因而根據US 7，220，018B2的裝置並不適合於多個物種、 尤其不適合於完整食物鏈。因此已經鑑於上文提到的弊端而創造本發明。具體而言，本發明的目的在於提供 一種低成本運行的用於多個依賴於光的物種的優化生長的高效裝置、高效系統和高效方法。

發明內容
上述和其它目的可以由獨立權利要求中所述的一種裝置、系統和方法實現。從屬 權利要求限定本發明的更多有利和示例組合。本發明的目的由一種用於生長依賴於光能的生物物種的生物反應器裝置實現，該 裝置包括至少一個盆設備，限定用於容納第一物種的第一生境；以及第一光照器件，具有 至少一個發光固態光照源，通過發射光(特別是具有為了第一物種的最優生長而設置的光 譜的光)來適合於所述第一物種，其中固態光照源使用從固態光照源發射向所述第一物種 發射的光能來照射所述生境，其中生物反應器裝置包括適合於第二物種的至少第二生境， 用於在一個生物反應器系統中生長至少兩個不同種類的物種。依賴於光能的生物物種是需要光進行生長的所有生物。這樣依賴於光能的生物 物種的例子包括初級生產者、自養生物、消費者、異養生物、分解體、食腐質者、浮遊植物、 浮遊動物、藻、魚、極小浮遊生物、微型浮遊動物、大型浮遊動物、巨型浮遊動物、食浮遊動物 魚、食魚魚類、微型浮遊植物、海底食草動物、海底食肉動物、大型浮遊植物、食浮遊生物魚、 巨型浮遊植物、食浮遊生物鯨等。在本發明的意義上的盆設備包括適合於容納依賴於光能的生物物種的所有殼體 (housing)。優選地，盆設備是密封的盆設備、特別是至少部分水密的盆設備和至少不滲透 的盆設備和/或至少氣密的盆設備。盆設備可以設計為一個單一部分或者可以是固定在一 起的至少兩個部分的布置。在一個優選實施例中，盆設備包括水密的底部和頂部。底部可 以構建為水密、具有限定盆設備內部的底板和壁。頂部可以是可拆卸地布置於底部上的蓋。在一個優選實施例中，盆設備為缸。盆設備可以包括一個單一盆單元。可選地，盆設備可以 包括至少兩個、優選為數個盆單元。可以用與盆設備相同的方式布置盆單元。盆設備的內部可以包括第一生境。生境可以等於盆設備的整個內部或者可以僅為 盆設備包圍的部分區域 。光照器件包括至少一個發光固態光照源。固態光照源可以包括LED光照源、OLED 光照源、SSL雷射光照源等。光照器件可以包括一個單一固態光照源或者數個固態光照源。 數個固態光照源可以均為相同種類或者可以個別地加以配置，例如一個配置為OLED光照 源、一個配置為LED光照源等。光照器件適合於第一生境中容納的第一物種。也就是說，光照器件發射的光具有 為了生長所述物種而優化的光譜。相應優化包括關於物種的光合作用活動、物種的特殊氛 圍(atmosphere)條件、光強度、光波長、防止細菌感染、防止真菌感染、對環境的加熱效果、 針對環境(例如水、空氣等)的滲透性、照明時長等而優化的光譜。光照器件照射第一生境和對應物種。通過這一照明光向物種和生境發送能量。這 一光能適應於物種的優化生長。本發明的生物反應器裝置包括適合於第二物種的至少第二生境。通過這一方式， 可以在一個單一生物反應器裝置中生長兩個不同種類的物種。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。第二光照器件可以與第一光照器件相同或者可以不 同地加以構造。第二光照器件在一個優選實施例中適合於所述第二物種的最優生長。在一個優選實施例中，所述生物反應器裝置包括各自具有至少一個生境的至少兩 個盆設備。可選地，該裝置包括具有至少兩個生境的至少一個盆設備。生境可以由插入相 應盆設備的內部中的分離壁相互分離。生境可以是彼此隔離的，或者可以彼此連通。在本發明的另一實施例中，所述生境被後繼布置用於食物鏈的後繼物種，其中該 布置對應於物種遵循的食物鏈階段，用於創建人造食物鏈。因此在本發明的一個實施例中，第一生境用於容納包括初級生產者和/或自養生 物的食物鏈初級階段的物種。當然，第一生境可以用於其它物種、例如用於異養生物。該用 途包括為了容納初級階段的物種而需要的所有參數，例如環境參數，比如光、氛圍等。特別 地，針對初級物種調節光環境。也就是說，照射第一生境的發射光具有範圍優選為200nm至 IOOOnm的特定光譜。更優選地，發射的光為紅光、特別是波長約為666nm的紅光。優選地， 光照器件包括各自調節成發射紅光(特別是波長約為666nm)的數個LED光照源。LED光照 源可以直接放置於例如包括水作為氛圍的生境中。初級物種用作用於食物鏈後繼階段的物 種的食物。在本發明的另一實施例中，第二生境用於容納包括消費者和/或異養生物的食物 鏈次級階段的物種。該用途包括為了容納次級階段的物種而需要的所有參數，例如環境參 數，比如光、氛圍等。特別地，針對次級物種調節光環境。也就是說，照射第二生境的發射光 具有範圍優選為200nm至IOOOnm的特定光譜。更優選地，發射的光為與某一其它光組合的 紅光、特別是波長約為625-520nm的、與橙、黃和/或綠光組合的紅光。光照器件優選地包 括各自調節成發射從紅光譜到綠光譜的光(特別是波長約為625-520nm)的數個LED光照 源。LED光照源可以直接放置於例如包括水作為氛圍的生境中。次級物種可以用作用於食 物鏈後繼物種的食物。
在本發明的又一實施例中，第三生境用於容納包括異養生物(優選為與來自所述 第二階段的所述異養生物不同的異養生物)的食物鏈第三階段的物種。該用途包括為了容 納第三階段的物種而需要的所有參數，例如環境參數，比如光、氛圍等。特別地，針對第三物 種調節光環境。也就是說，照射第三生境的發射光具有範圍優選為200nm至IOOOnm的特定 光譜。更優選地，發射的光為綠光、特別是波長約為520-565nm的綠光。光照器件優選地包 括各自調節成發射綠光(特別是波長約為540nm)的數個LED光照源。LED光照源可以直接 放置於例如包括水作為氛圍的生境中。同樣，第三物種可以用作用於後繼階段的物種的食 物。此外，光照器件包括脈衝UV LED光照源，這些光照源被安裝成處理第三階段的物種的 真菌疾病。第三階段可以是食物鏈中的最後階段。在本發明的又一實施例中，最後生境用於容納異養生物等的廢物以便回收所述廢 物。最後生境可以是食物鏈的第四、第五等生境或者多個後繼生境的布置中的最後一個。該 用途包括為了容納最後階段的物種而需要的所有參數，例如環境參數，比如光、氛圍等。特 別地，針對最後物種或者對應廢物調節光環境。也就是說，照射最後生境的發射光具有範圍 優選為200nm至IOOOnm的特定光譜。光照器件優選地包括數個LED光照源。LED光照源 可以直接放置於例如包括水作為氛圍的生境中。此外，光照器件可以包括脈衝UV LED光照 源，這些光照源被安裝成處理第三階段的物種的真菌疾病。在本發明的一個優選實施例中，生境經由具有鎖定裝置的連接系統來連結以便連接和分離生境。生境可以布置於一個共同的盆設備中、該盆設備由分離壁分離。為了連接 分離的生境，連接系統可以包括連接不同生境的管子、管道等。可以經由門或者鎖閉物阻塞 或者鎖定管子、管道等，從而生境可以連通或者分離。連接系統可以包括從一個生境向另一 生境傳送物種和/或氛圍的傳送器。此外，可以安裝控制單元以調整傳送。生境可以布置於單獨盆設備、特別是隔開的盆設備中。在這一情況下，連接系統可 以連接盆設備以便連接所述生境。不同生境至少部分地由分離壁限定。分離壁可以是盆設備中的附加壁或者可以是 盆設備的部分壁。部分地根據相應盆設備的形狀，分離壁可以是板狀或者可以具有管的形 式。在本發明的又一實施例中，固態光照源包括至少一個LED、特別是一個無機LED、 一個0LED、一個雷射二極體、連接到LED的一個光學導體和/或連接到光學導體的一個輻射 結構。光學導體和/或輻射結構為可選的並且可以另外加以添加。LED的使用具有以下優佔.首先，LED/0LED的性能高並且仍在迅速提高。其次，LED/0LED光輸出的波長可以 按照物種的吸收光譜來調控從而以低能量消耗實現最優生長速率。第三，可以很容易地控 制LED/0LED (變暗、脈衝、波形、頻率等)。第四，具有特定波長的LED/0LED可以用來消除有 害細菌以處理物種的真菌感染並且淨化氛圍，例如水。第五，可以容易地冷卻LED/0LED，並 且可以重用生成的熱。第六，OLED由於它們的優良外形因素而很適合於生物反應器應用。使用光照器件以求優化生長使生長獨立於太陽光和/或天氣條件。特別是可以隨 需控制光強度和光譜條件。可以隨需讓光源接近物種以實現優化生長，從而沒有或者幾乎 沒有光由例如水吸收。通過使用小光譜而不是全白光譜，可以容易地實現對光的光譜組成 的控制以便為僅一類物種或者有機體創建最優條件。這可以避免其它物種競用營養。
通過使用多個盆設備，可以創建完整魚食物鏈等，並且可以通過LED/0LED單獨地 和最優地控制不同物種。上文提到的固態光照源很小並且容易地集成於盆設備中。
在本發明的一個優選實施例中，LED、特別是所述無機LED、所述0LED、所述雷射二 極管、連接到LED的所述光學導體和/或連接到光學導體的所述輻射結構集成於一個盆設 備或者數個盆設備的所述分離壁(中)以及盆設備的其它壁中。對應壁優選地由輸送光的 材料製成。在本發明的另一優選實施例中，該裝置包括輻射結構，布置於所述分離壁的面向 對應生境的表面用於照射所述生境及其內含物。通過這一布置，固態光照源可以很容易地 集成於盆設備中。本發明的又一實施例包括控制器，用於至少控制所述光照器件使得各固態光照 源發射與有關物種的最優生長對應的特定光譜和/或特定強度的光。可以關於發射的光容 易地控制固態光照源。因此，一種固態光照源可以用作用於第一生境以及第二生境的光照 源，其中發射的光可以具有不同光譜。控制器可以控制待發射的光的一個或者多個參數。在本發明的又一實施例中，生物反應器裝置還包括用於至少部分地冷卻光照器件 的冷卻系統。為求高效操作，可以冷卻光照器件。可以重用光照器件生成的熱。例如，產生 的熱可以用來加熱生境。一個優選例子包括用作內部冷卻系統的冷卻系統，該系統將對應生境的內含物用 於冷卻。如果生境的內含物例如為水，則光照器件生成的熱可以用於加熱水。在本發明的另一優選實施例中，冷卻系統用作外部冷卻系統，該系統具有用於在 包括分離壁的對應生境的內含物以外傳熱的管道。以這一方式，可以向生境以外的需要熱 的地方傳送熱。因此，可以實現對所述對應生境中的熱的準確調整。在本發明的一個實施例中，生物反應器裝置用作水生生態區，特別是用於形成魚 場、蛘或者蛤場、龍蝦場等。各生境可以用作水生生態區，其中不同生境可以構建例如用於 不同物種的不同水生生態區。水生生態區可以是海洋生態區或者淡水區。在一個生境中可 以建立海洋生態區，而在另一生境中可以建立淡水生態區。在本發明的另一實施例中，生物反應器裝置用作陸生生態區，特別是用於形成溫 室。不同生境可以用作例如用於不同物種的不同陸生生態區。當然，不同生境可以布置為 不同生態區，例如一個生境可以布置為水生生態區，而另一生境可以布置為陸生生態區。在又一實施例中，生物反應器裝置包括作為UV-LED、UV-0LED、脈衝UV-LED、脈衝 UV-OLED等的發射器件，這些發射器件用於處理疾病、感染和其它阻止最優生長的效應，包 括防止非所需物種的生長、提供用於對應物種的優化光譜組成、脈衝頻率和/或日夜循環 光。通過使用這樣的發射器件，可以實現某一個物種的最優生長。沒有能量被浪費在一個 共同盆中的第二物種的生長上。優化生境以便生長某一個物種，防止任何阻止生長的效應， 比如真菌疾病、細菌或者其它感染。本發明的目的也由一種包括至少兩個生物反應器裝置的生物反應器系統來實現， 其中一個生物反應器裝置用作水生生態區、一個生物反應器裝置用作陸生生態區、兩個生 物反應器裝置組合形成複雜人造生態區。各生物反應器裝置可以分別具有不同種類的水生 和陸生生態區。
另外，本發明的目的也由一種用於在至少一個生物反應器裝置中生長依賴於光能 的生物物種的方法實現，該方法包括通過發射具有第一波長的光的第一光照器件來照射 第一生境中的第一物種；經由連接系統向與先前生境分離的後繼生境傳送生長的第一物 種；通過發射光譜與先前光照器件的光不同的光的後繼光照器件來照射所述後繼生境中的 後繼物種；並且重複傳送和照射步驟直至所需物種已經生長至最優狀態。


前文提到的生物反應器裝置以及要求保護的部件和將根據所述實施例中的本發 明使用的部件就作為技術概念的尺寸、形狀、材料選擇而言不受限於任何特殊例外，從而可 以無限制地應用相關領域中已知的選擇標準。在從屬權利要求和對示出了本發明的優選 但是無限制性的實施例的以下示例圖的具體描述中公開了本發明的目的的特徵和優點，其 中圖1示出了生物反應器裝置的一個實施例的示意側視圖，圖2示出了盆設備的一個實施例的示意側視圖，圖3示出了盆設備的另一實施例的示意側視圖，圖4示出了生物反應器裝置的另一實施例的示意透視圖，圖5示出了生物反應器裝置的又一實施例的示意透視圖，圖6示出了生物反應器裝置的另一實施例的示意透視圖，並且圖7示出了具有溫室和魚場的組合的示意生物反應器系統。
具體實施例方式圖1示出了包括三個盆設備3的用於生長不同物種2的生物反應器裝置1的一個 實施例的示意側視圖。針對不同種類的物種2a、2b、2c採用各盆設備3。採用第一盆設備 3a用於容納第一物種2a，採用第二盆設備3b用於容納第二物種2b，而採用第三盆設備3c 用於容納第三物種3c。第一物種2a是包括初級生產者和/或自養生物等的食物鏈初級階段的初級物種。第二物種2b是包括消費者和/或異養生物的食物鏈次級階段的次級物種。第三階段2c是食物鏈第三階段的第三物種，類似於第二階段，包括異養生物(特 別是不同於初級階段的所述異養生物的異養生物)。在這一實施例中，第三階段是食物鏈的 最後階段。各盆設備3a_3c限定相應物種2a_2c位於其中的生境4a_4c。另外，生物反應器裝置1包括至少一個盆設備3中的至少一個光照器件5。在根據 圖1的例子中，第一盆設備3a包括第一光照器件5a，第二盆設備3b包括第二光照器件5b， 而第三盆設備3c包括第三光照器件5c。不同地布置光照器件5a-5c，其中根據位於相應盆 設備3中的物種2採用各光照器件5。不同光照器件5的不同之處可以在於所用光源種類 或者光源發射的光強度和/或光譜和/或任何其它參數。各光照器件5包括至少一個固態光照源6。根據圖1的固態光照源6是LED光照 源、特別是OLED光照源。在不同光照器件5a-5c中所示光照源6不同。例如，光照源6不 同之處在於數目、布置、發射光譜等。
不同設備盆3、特別是不同生境4經由連接系統7來連接。連接系統由箭頭示意地 圖示，其中箭頭代表用於向另一生境4傳送生境4的物種和/或其它內含物的管系統或者 任何其它傳送系統。在下圖中更具體地示出了盆設備的布置。圖2示出了盆設備3的一個實施例的示意側視圖。盆設備3形成為塊型缸，該缸 具有限定生境4的玻璃壁或者由導光材料製成的壁。圖2的例子代表根據圖1的食物鏈的 第三階段，因此索引「C」使用於多數標號中。針對在這一例子中為魚的第三物種2c採用盆 設備3c。因此，生境4c容納水作為用於所述魚的適合環境。光照器件5c包括數個LED光 照源6c，其中光照源6c相對於彼此部分地不同。可能的不同之處包括發射光譜、不同形式、 不同強度等。光照器件5c布置於盆設備3c的分離壁8，這些壁限定所述盆設備3c的生境 4。在這一情況下，生境4c包括所述盆設備3c的整個內部，並且分離壁8與所述盆設備3c 的外壁重合。圖3示出了盆設備3的另一實施例的示意側視圖，其中圖3的盆設備代表根據圖1的第三盆設備3c。單個固態光照源6由也示出了主照明方向的小箭頭代表。針對第三階 段物種2c採用盆設備3c。具體而言，針對該物種2c採用光照器件5、即發射由所述物種2c 理想地吸收以求最優生長的光(L)。光照器件5包括至少一個LED 9。LED 9與一個分離 壁8相鄰布置並且沿著在所示例子中集成於一個分離壁8中的光導體10發射光。為了向 相應生境4發射光(L)，光照器件5包括連接到光學導體的輻射結構11。輻射結構可以是 向生境引導光L的任何結構。所述光L的生成可以由控制器12(圖6中所示)控制。為了 使用由LED生成的熱，光照器件5包括可以是內部冷卻系統或者外部冷卻系統的冷卻系統 13。圖3中的冷卻系統集成於分離壁並且包括經由管系統傳送生成的熱的管道。適當的熱 能量傳送介質可以是來自生境4的水。圖4示出了生物反應器裝置1的另一實施例的示意透視圖。生物反應器裝置1包 括盆設備3。盆設備3可以具有任何形狀或者形式。在圖4中，盆設備3具有一種管狀形 式，該形式具有相互由管狀分離壁8分離、在第一方向上有環形橫截面的兩個生境4a、4b。 換而言之，第一(圓柱形)生境4a由管狀分離壁8的內部限定，該壁由間隔的圓柱形壁圍 繞，從而形成第二(管狀)生境4b。在夾在兩個生境4a、4b之間的分離壁8中集成光照器 件5。光照器件5可以照射生境4a或者生境4b或者同時照射二者。生境4a、4b可以由連 接系統(圖4中未示出)連接，從而可以實現兩個生境的內含物的連通，其中例如生境4a 的內含物流向生境4b。圖5示出了生物反應器裝置1的又一實施例的示意透視圖。生物反應器裝置1包 括限定四個生境4a-4d的盆設備3。盆設備3由彼此相鄰放置的兩個板形部分50、51構建。 板狀部分50中的至少一個具有為生境4限定空腔的槽和突起，其中生境4由第二部分51 覆蓋。在部分50、51的縱向方向上延伸的槽可以由連接系統7(未示出)連接，從而可以實 現不同生境4之間的連通。光照器件5集成於限定盆設備3的兩個部分中的至少一個中。圖6示出了生物反應器裝置1的另一實施例的示意透視圖。生物反應器裝置1包 括一個盆設備3。盆設備3形成為在它的內部具有四個分離壁8的塊形缸。生境4由盆設 備3的外壁和分離壁8相互分離。在這一例子中，各分離壁8具有集成的光照器件5。光 照器件5可以在至少兩個方向上即在兩個不同生境4中發射光L。為了根據相應物種採用 光L的發射，光照器件5由控制器12控制。控制器12控制光譜、波長、強度、光照時間、光照頻率等。
圖7示出了溫室和魚場的組合的示意生物反應器系統20。溫室代表第一生物反應 器裝置la，而魚場代表第二生物反應器裝置lb。示出了兩個生物反應器系統Ia和Ib與光 照器件5、熱H、營養N和光L的相互依賴。包括第一物種2a的第一生物反應器Ia接收由光照器件5發射的光L和熱H。第 一物種2a可以是植物等。第一生物反應器裝置Ia向第二生物反應器裝置2b傳熱H。第二 生物反應器2b也從光照器件5接收熱H和光L。採用光照器件5以優化兩個物種2a、2b的生長。第一物種2a用作用於物種2b的 食物。物種2b可以是用於物種2a的供給。因而可以實現複雜生態區。優選地，第一生物 反應器裝置Ia為陸生生態區，而第二生物反應器裝置Ib為水生生態區。生物反應器裝置1可以包括以下部件。至少一個水盆，用於生長魚食物鏈的至少一個物種；魚食物鏈的至少一個物種； 至少一個有機(OLED)和/或無機發光二極體(LED)。此外可以添加以下特徵用於0LED/LED的至少一個冷卻系統；使用陽光的至少一 個底部；其它光源，比如HPS燈，其中LED或者OLED可以用來產生有一個或者多個波長遺漏 的光；控制器，用於保證獨立於太陽光的改變的恆定光輸出；和/或用於0LED/LED的控制
系統，其中控制系統可以控制光(強度、亮/滅、脈衝、日-夜循環、光譜......)；水溫；水
添加物(營養、醫用流體、礦物質......)的濃度冰中的CO2濃度；水的移動/循環。生物反應器系統20例如包括以下部件溫室；用於植物(包括溫室中的植物)的繁殖床；藻和/或魚盆設備3，用於生長 溫室中的藻和/或魚；第一光照器件5，優選地包括HPS燈等；第二光照器件5，包括位於溫 室中的LED/0LED以求最優植物生長和/或位於盆設備3的水中以求最優魚/藻生長。魚盆設備3可以是魚場或者可以是不同生物反應器。魚/藻重用溫室中的光以及由光照器件5生成的熱。可選地，魚/藻也可以用於 其它目的，比如生物油、色素和用於藥物的蛋白質以及用於化妝品產業的蛋白質。組合的系 統賦予以下優點魚用營養(N，P，C......)豐富用於魚/植物的水。使用而不是扔掉水。理想地使
用能量。魚和植物的起源易於跟蹤，這增加安全性。最優地使用空間。二次使用水。標號列表1 生物反應器裝置2 物種2a 第一物種2b 第二物種2c 第三物種3 盆設備3a 第一盆設備3b 第二盆設備3c 第三盆設備4 生境
4a第一生境4b第二生境4c第三生境4d第四生境4e第五生境5光照器件5a第一光照器件5b第二光照器件5c第三光照器件6固態光照源7連接系統8分離壁9LED10光學導體11輻射結構12控制器13冷卻系統20生物反應器系統50(第一板狀)部分51(第二板狀)部分L光H熱 N營養
權利要求
一種用於生長依賴於光能的生物物種(2)的生物反應器裝置(1)，包括至少一個盆設備(3)，限定用於容納第一物種(2a)的第一生境(4a)，以及第一光照器件(5a)，具有至少一個發光固態光照源(6)，通過發射光(L)來適合於所述第一物種(2a)，其中所述固態發光源(6)使用從所述固態光照源(6)向所述第一物種(2a)發射的光能來照射所述生境(4)，其特徵在於所述生物反應器裝置(1)包括至少第二生境(4b)，適合於第二物種(2b)，用於在一個生物反應器系統中生長至少兩個不同種類的物種(2a，2b)。
2.根據權利要求1所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述裝置(1)包括各自具有至少一個生境(4)的至少兩個盆設備(3a，3b，3c) 0
3.根據權利要求1或者2所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述裝置(1)包括 具有至少兩個生境(4)的至少一個盆設備(3)。
4.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生境(4)被後 繼布置用於食物鏈的後繼物種(2)，其中所述布置對應於所述物種(2)遵循的食物鏈階段， 用於創建人造食物鏈。
5.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於第一生境(4a)用於 容納包括初級生產者和/或自養生物的食物鏈初級階段的物種(2a)。
6.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於第二生境(4b)用於 容納包括消費者和/或異養生物的食物鏈次級階段的物種(2b)。
7.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於第三生境(4c)用於 容納包括異養生物的食物鏈第三階段的物種(2c)。
8.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於最後生境(4d)用於 容納異養生物等的廢物以便回收所述廢物。
9.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生境(4)經由 具有鎖定裝置的連接系統7來連結以便連接和分離所述生境(4)。
10.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生境至少部 分地由分離壁⑶限定。
11.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述固態光照源 (6)包括至少一個LED (9)，特別是一個無機LED、一個0LED、一個雷射二極體、連接到所述 LED的一個光學導體(10)和/或連接到所述光學導體(10)的一個輻射結構(11)。
12.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述LED(9)，特別 是所述無機LED、所述0LED、所述雷射二極體、連接到所述LED的所述光學導體(10)和/或 連接到所述光學導體(10)的所述輻射結構(11)集成於所述分離壁(8)中。
13.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述輻射結構 (11)布置於所述分離壁(8)的面向對應生境(4)的表面處，用於照射所述生境(4)及其內 含物。
14.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生物反應器裝置(1)還包括控制器(12)，所述控制器(12)用於至少控制所述光照器件(5)，使得各固 態光照源(6)發射與有關物種(2)的最優生長對應的特定光譜和/或特定強度的光(L)。
15.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生物反應器 裝置(1)還包括用於至少部分地冷卻所述光照器件(5)的冷卻系統(13)。
16.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述冷卻系統 (13)用作將所述對應生境(4)的內含物用於冷卻的內部冷卻系統。
17.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述冷卻系統用 作具有管道的外部冷卻系統，所述管道用於在包括所述分離壁(8)的所述對應生境(4)的 內含物以外傳熱。
18.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生物反應器 裝置(1)用作水生生態區，特別用於形成魚場、蛘或者蛤場、龍蝦場等。
19.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生物反應器 裝置(1)用作陸生生態區，特別用於形成溫室。
20.根據任一前述權利要求所述的生物反應器裝置(1)，其特徵在於所述生物反應器 裝置(1)包括作為UV-LED、UV-0LED、脈衝UV-LED、脈衝UV-0LED等的發射器件，所述發射器 件用於處理疾病、感染和其它阻止最優生長的效應，包括防止非所需物種的生長，提供用於 所述對應物種的優化光譜組成、脈衝頻率和/或日夜循環光。
21.一種生物反應器系統(20)，包括至少兩個生物反應器裝置(la，lb)，其中一個生物 反應器裝置用作水生生態區、一個生物反應器裝置用作陸生生態區、兩個生物反應器裝置 組合形成複雜人造生態區。
22.一種用於在至少一個生物反應器裝置(1)中生長依賴於光能的生物物種(2)的方 法，所述方法包括通過發射具有第一光譜的光(L)的第一光照器件(5a)照射第一生境(4a)中的第一物 種⑴，經由連接系統(7)向與先前生境(4)分離的後繼生境(4b，4c，4d"0傳送所述生長的 第一物種(2a)，通過發射光譜與先前光照器件(5)的光(L)不同的光(L)的後繼光照器件(5b，5c…) 照射所述後繼生境(4b，4c，4d…)中的後繼物種(2b，2c…)；並且重複所述傳送和照射步驟直至所需物種(2)已經生長至最優狀態。
全文摘要
本發明涉及一種用於生長生物物種(2)的生物反應器裝置(1)，該裝置包括至少一個盆設備(3)，限定用於第一物種(2a)的第一生境(4a)；以及第一光照器件(5a)，具有一個發光固態光照源(6)，通過發射光(L)來適合於第一物種(2a)，其中固態光照源(6)使用從固態光照源(6)發射的光能來照射所述生境(4)，其中生物反應器裝置(1)包括適合於第二物種(2b)的第二生境(4b)。本發明還涉及一種包括兩個生物反應器裝置(1a，1b)的生物反應器系統(20)，其中一個生物反應器裝置用作水生生態區、一個生物反應器裝置用作陸生生態區、兩個生物反應器裝置組合形成複雜人造生態區，以及一種用於在一個生物反應器裝置(1)中生長依賴於光能的生物物種(2)的方法，該方法包括通過第一光照器件(5a)照射第一生境(4a)中的第一物種(1)；經由連接系統(7)向與先前生境(4)分離的後繼生境(4b，4c，4d…)傳送生長的第一物種(2a)；通過後繼光照器件(5b，5c，…)照射所述後繼生境(4b，4c，4d…)中的後繼物種(2b，2c…)；並且重複傳送和照射步驟直至所需物種(2)已經生長至最優狀態。
文檔編號C12M1/00GK101868529SQ200880116851
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月17日 優先權日2007年11月20日
發明者D·J·C·范奧爾斯, H·M·皮特斯, J·H·A·M·雅科布斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司