(57)【要約】  リアクター１０は、処理される塊を含むように意図されたタンク１１を含み、それは、例えば、微生物から形成され、処理されるこの塊の滅菌を確実にすることが意図された軸Ｚ−Ｚについて回転するアセンブリ１２、及びこの塊の処理を支援することが意図された複数の照明光源１３が備わっていて、該タンクが、固定されたプレート１４が存在する内壁を有し、そのプレートの面は、回転アセンブリの作用下で処理される塊内で渦の形成を防ぐように、回転アセンブリの軸に向かって配向され、そのいくつかに平行である。該照明光源は、該プレートによって担持され、処理されるべき塊と適合性のある材料において、それらを担持するプレートの少なくとも一部を用いて封入され、その厚さは、光をタンク内に分散させることができる。この構成は、異なるスケールに移すことができ、タンクの体積と比較した照明面積の比率をほぼ一定に保つことができる。
2016518133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理される塊を含むように構成され、その処理される塊を混合するように構成された軸（Ｚ−Ｚ）周囲を回転するアセンブリ（１２）が備わり、さらに、その塊の処理を促進するように構成された複数の照明光源（１３、１３Ａ、１３Ｂ）が備わっているタンク（１１）を含むリアクター（１０）であって、該タンクは、内壁に固定されたプレート（１４）を有し、その面は、回転アセンブリの作用下で処理される塊内で渦の形成を防ぐように、回転アセンブリの軸に対して配向され、それに対して平行であり、該照明光源は、上記プレートによって担持及び封入され、それらのプレートの少なくとも一部は、処理される塊と適合可能な材料で照明光源を有し、該光が上記タンク内に向かって拡散され得る厚さを有する、上記リアクター。
【請求項２】
複数の照明光源が、該プレートの表面の各々に分布された照明光源（１３Ａ、１３Ｂ）を具備する、請求項１に記載のリアクター。
【請求項３】
照明光源を担持するプレート（１４）が該タンクの壁から取り外し可能である、請求項１又は２に記載のリアクター。
【請求項４】
照明光源（１３、１３Ａ、１３Ｂ）が発光ダイオードである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項５】
複数の照明光源がサブアセンブリで構成され、それらのサブアセンブリの各々の照明光源は特定の発光スペクトルを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項６】
複数の照明光源が操作アセンブリに連結され、それにより、照明光源の少なくともいくつかは、照明モードもしくは非照明モード、フラッシュモード、連続モードで又は周期的に操作され得る、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項７】
タンクが、所定の直径を有している円筒状であり、プレートが、その直径の５％〜２０％の間で構成された半径寸法を有する照明光源を担持する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項８】
照明光源を封入する材料が、照明光源によって生じる熱の良好な排出を可能にするように選択される熱可塑性プラスチック材料である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項９】
照明光源を封入する熱可塑性プラスチックがポリスルホンである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のリアクター。
【請求項１０】
複数の照明光源を担持するプレートが、１〜１０個の数であり、その数が２を超える場合、回転アセンブリの周囲に規則的に分布される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のリアクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み込まれた照明を有するリアクターに関し、特に、光感受性微生物の培養用に構成されるリアクターに関する。これは、バイオリアクターであってもよいが、さらには化学的又は物理化学的リアクターであり得る。
【０００２】
バイオリアクター又は生物学的リアクターの概念は、ここでは、その中で生物学的現象が発生するリアクターを指し、現象としては、例えば、純粋な微生物又は微生物の共同体（特に微細藻類）の培養物の増殖、非常に様々な分野において、例えば、廃液の処理、価値のある生体分子（利用の仕方が知られている生体分子とも呼ばれる）を含むバイオマスの生産が挙げられる。したがって、この概念は、とりわけ、発酵槽と呼ばれるリアクターを包含する。
【０００３】
リアクターは、典型的には、密閉されたタンクを含み、そのタンク内では、タンクの含有物の均質化を促進するように構成された混合又は撹拌部材が取り付けられている；このような混合部材は、通常、羽根又はタービンを担持する垂直軸によって構成され、その運動は、リアクターにおいて処理される塊内で、混合及びその均質性を与える。
【０００４】
様々なタイプの操作条件が、このようなバイオリアクター又は発酵槽内で生物学的種の成長には必要とされ得る；したがって、特に、従属栄養性（糖類などの炭素源の提供を伴う）、独立栄養性（又は光独立栄養性）であり、光（光合成なる用語も使用される）の提供を伴う、又は混合栄養性（炭素源及び光源の提供を伴う）である成長様式が知られている。この対象に対する科学的アプローチは、特に、文献「Ｅｎｚｙｍｅ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ３５（２００４）８１−８６に見られる「Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｌｕｖｉａｌｉｓ  ｕｎｄｅｒ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ＬＥＤｓ」  （Ｋａｔｓｕｄａらによる）、又は文献「Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ３７（２００７）２１−２５」に見られる「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｕｓｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ  ｐｌａｔｅｎｓｉｓ」（Ｗａｎｇらによる）において言及されている。
【０００５】
様々な構成は、このような連続的又は周期的（数分から数時間に変化させ得る長さの周期を伴う）な光の提供を実現するように、又はさらにはフラッシュ様式でのパルス形態で、日光のスペクトルに近づくスペクトルを伴う又は選択された波長を狭く中心とした正反対で実現されるようにすでに提案されている。このような光の提供に適合したリアクターは、時として、光リアクター又は光バイオリアクター（それらが生物学的処理の側である場合）と呼ばれる。
【０００６】
十分に習得された形態は、タンクの外側から生じる光の浸透を可能にする、例えば、タンクの大きさに従って６〜１２個の間の窓を備えたタンクの提供からなる。このような窓は、実際には５〜２０ｃｍ径であってもよい。このような形態の欠点は、窓が照明の表面積を限定し、光源によって発光される有意な光子を吸収又は反射するということである。
【０００７】
このため、光源がタンク内で埋め込まれた他の形態が提案されている。
【０００８】
したがって、文献ＷＯ２００２／０８６０５３は、窓を備えたタンクのケースに言及した後、成長タンク、成長タンクと連通し、光源が備わった照明タンクを含み、好ましくはその照明タンク内に設置され、１つのタンクから他のタンクへの微生物を循環させるためのシステムを伴う上記タンクを含むアセンブリを記述する；照明タンクは、実際には管状であり、微生物の流れが乱流であることを確実にする、そらせ板を含む；光源は、好ましくは、照明タンクと同心であり、高圧ナトリウムランプなどの金属ハライドランプによって構成されてもよい。光源をさらに含むことが成長タンクによって推奨され、タンク壁によって構成され、微生物の塊内に浸漬されたガラス管から形成された窓を通じて照明を与える。
【０００９】
文献ＵＳ２０１０／０１９０２２７（国際特許出願公開ＷＯ２００８／１４５７１９に由来する）は、光発光ダイオード（省略系ではＬＥＤ）が組み込まれている成形されたプラスチック材料で作製された部品を含むバイオリアクターに関する；部品は、タンクの内壁が備え付けられるべき場合には、プレート又はストリップであることが想定されるが、それらの部品は、ダイオードがタンクカバーを通じて電力を受ける場合において、考慮された実施例によって示されるように、それらの光源がリアクター内に配置される場合、管状である、好ましくは束になっていることが推奨される。ＬＥＤダイオードは、例えば、赤色の範囲で発色する。埋め込まれているプラスチック材料はシリコーンであってもよい。
【００１０】
さらに、文献ＵＳ７８２４９０４は、混同デバイスが、ランプ、電球又はＬＥＤなどの光源を担持する混合羽根を含むリアクターを記載している。
【００１１】
ＷＯ２０１１／１５４８８６に関して、これは、回転アセンブリに接続された照明システムを含む同一のリアクターを記載している。
【００１２】
これらの様々な文献は、タンクの外部で光を生じさせ、光をタンク内にもたらすということは、一般的に、効果が不十分であると考えられ、良好な効率は、光源が、タンクに含まれる実際の塊内に、好ましくはその中に配置された回転アセンブリ上に配置されるように要求することが非常に広く考えられていることを示し；様々な溶液は、外部へのそれらの供給源の連結に提案される。
【００１３】
リアクター内の照明の有用性は生物学的処置に限られないことは注目すべきことである；したがって、ＵＶ照射は、処置されるべき培地の滅菌に有用であり得る（例えば、文献ＵＳ４，４５６，５１２参照）；さらに、光照射は、視覚的であってもよく又はそうでなくてもよいが、化学反応又は物理化学的処置を促進し得るというケースがある。
【００１４】
本発明は、光源の組み込みのためにタンクになされた変更を最小限にしながら、タンクに含まれる、処理される塊の有効な照明を可能にするように、光源が配置されたタンク内のリアクターに関する。
【００１５】
そのために、本発明は、処理される塊を含むように構成され、その処理される塊を混合するように構成された軸を回転するアセンブリが備わり、さらに、その塊の処理を促進するように構成された複数の照明光源が備わっているタンクを含むリアクターであって、該タンクは、固定されたプレートである内壁を有し、そのプレートは、回転アセンブリの作用下で処理される塊内で渦の形成を防ぐように、回転アセンブリの回転軸に対して配向され、それに対して平行であり、該照明光源は、上記プレートによって担持及び封入され、それらのプレートの少なくとも一部は、処理される塊と適合可能な材料で照明光源を有し、該光が上記タンク内に向かって拡散され得る厚さを有する、上記リアクターを提供する。
【００１６】
処理される塊は、液体、ペースト又は粒子、換言すると、混合され得るのに十分な流動性を有するものであることが理解され得る。例えば、成長及び／又は富化を促進することが望まれる微生物塊であってもよいが、この塊はまた、非常な流体塊であってもよく、又は正反対の粒状物であってもよく、例えば、良好な滅菌を提供することが望まれる。
【００１７】
したがって、本発明は、特定の数のリアクタータンクが、回転アセンブリから一定の距離で維持されながら、タンクの中心に向かって内壁から伸長するプレートを含むという事実を利用する（タンクは、通常、これらのプレートが放射状に配向されるように円筒状である）；このようなプレートは、多くの場合、バッフルと呼ばれ、通常、混合羽根が備え付けられる回転アセンブリによって、非常な乱流混合が行われる場合、タンク内で渦の出現を避けるように構成される。光源がこのようなプレートによって担持されるという事実は、既知の実現された溶液よりも、非常に良好なＳ／Ｖ比（タンク容積に対する照明表面積の比）を可能にする。
【００１８】
したがって、本発明の構成は、外部に位置した供給源から窓によって光が入る構成と比較して、より良好な照射効率を可能にする；さらに、バッフルは、照明光源が、回転アセンブリ上若しくは処理される塊に浸漬される管状部品上、又はタンクの底上若しくはタンクの天井上に位置される構成よりも非常に大きな支持面積を与える。さらに、本発明の構成は、Ｓ／Ｖ比を得ることを可能にし、その桁は、タンクのサイズが増加したときに維持されてもよい；タンクの高い２つの左右面が比Ｒを増加させ、プレートの左右面とタンクの左右面の間の比とそれらのプレートの高さとタンクの高さの間の比である場合、Ｓ／Ｖ比はＳ／ＶＲとなる（タンクの容積の倍加は、Ｓ／Ｖ比の２０％減少をもたらすだけであり；対照的に、それは、プレートの左右面とタンクの左右面の比を２０％増加さえるには十分であり、タンクの体積の倍加中にＳ／Ｖ比を維持する）；照明光源を担持するプレート数を変化させることによって、タンクの体積が１０倍に増加した場合、Ｓ／Ｖ比は、それらのプレートの寸法とタンクの寸法の間の比を維持しながら、プレート数を単に倍加させることによって、少なくともおよそ維持され得ることに留意されたい。したがって、所定のタンクに基づいて、タンク設計者は、寸法を全く容易に外挿し、所定レベルの性能を得るためにより大きな寸法のタンクに与えることができる。よって、本発明の構成は、小さなタンク、例えば、プロトタイプとして利用されてきたタンクに基づいて、増加的に大きなタンクの設計を促進するという利点を有する。
【００１９】
照明光源がタンクの内壁近傍に位置付けられるという事実（それらが一端までそれに沿って伸長するため）は、例えば、回転アセンブリ上で、処理される塊内への移植の場合と比較して、外側と供給源の連結を簡易化することに留意しなければならない。
【００２０】
照明光源は、タンクと比べて静的であるプレートによって担持されるという事実は、回転部材、それらの慣性又はそれらの動きに必要な電源によって占有される空間を修飾することを避ける。
【００２１】
実際に、様々な従来の文献の推奨とは対照的に、タンクの中心部分から離れて照明光源を配置するという事実は、非常に強力な照明光源の使用を必要とせずに、単位体積あたりの高い光力を得ることを可能にすることが判明してきた；ここの力が中程度であったとしても、十分な数の照明光源を移植するのに十分である；したがって、発明の構成は、既知の解決策よりも低い導入コストのため、良好な照明を可能にする。実際には、回転アセンブリによって提供される混合は、処理される塊全体が照明から恩恵を受けることを確実するのに十分である。しかしながら、照明源がバッフル上に配置され、タンクの内壁に配置されていないという事実は、混合中にそれらの照明光源に接近する、処理される塊の分画を最適化する。
【００２２】
バッフルとして機能するプレート上に照明光源を配置するという別の利点は、このような照明光源を担持するため、利用可能な表面積を最大化することである；実際に、複数の照明光源は、該プレートの表面のそれぞれに分布された照明光源を含んでもよい。
【００２３】
照明光源を担持するプレートは固定されてもよい。
【００２４】
しかしながら、有利には、照明光源を担持するプレートは、タンクの壁から取り外し可能であり得て、したがって、それらはタンクから抜き出され得る。利点は、したがって、これらのプレート及びこれらの照明光源の保守作業、並びにタンクの保守作業は、これらの供給源が内壁によって担持されている構成に比べて、簡略化されるということである。別の利点は、同一のタンクが様々な照明構成を備え得るということである（異なる数及び／又は個々の照明光源の異なる性質を備えた、いくつかのセットのバッフルを有するには十分である）；さらに、異なる照明構成を含むか又は含まない、数セットのバッフルを配置するという事実は、１セットのバッフルは、別のセットが稼働中である一方で、メンテナンス下にあってもよいため、保守作業中の操作中断を最小限にし得る；同様に、故障した場合に、修理は、場合により、同様の複数の照明光源が備え付けられた他のプレートによってプレートを単に置換した後、容易に行うことができる。
【００２５】
好ましくは、照明光源は、発光ダイオード（略してＬＥＤ）である；それらは、実装と応用の両面で、十分に理解されている光源である。このような供給源は、非常に多様な発光スペクトルを有し得て、これは、白色ＬＥＤ（模擬太陽光）が存在するためであるが、減少したスペクトル範囲を有するＬＥＤ（例えば、赤、青又は緑の光を中心）があるためである。このような照明光源は、電球などよりも少ない熱を発生させる；さらに、それらは、これらのプレートの主な機能に有害である、過剰な厚さを生じさせることなしに、バッフルの表面に埋め込まれるには十分に小さい寸法を有する。
【００２６】
照明光源のスペクトルは、好都合には可視領域であるが、必要であれば、また、可視領域外であってもよく、例えば、ＵＶ領域（例えば、滅菌を伴う応用のため）又は赤外領域（例えば、処理される塊内での熱の発生に対して）であってもよい。
【００２７】
照明光源は、非常に様々な調節範囲を有してもよい（操作範囲なる用語も使用されてもよい）。
【００２８】
したがって、複数の照明光源は、いくつかのサブアセンブリで構成されてもよく、それは、それらのサブアセンブリの各々の照明光源が特定の発光スペクトルを有するようさせ得る。追加的または代替的に、複数の照明光源は、いくつかのサブアセンブリから形成され、各々は、一定又は可変強度で同一の励起状態を有する。先に言及したオプションの１つ若しくは他に加えて、又はそれに代えて、複数の照明光源は、操作アセンブリに接続され、その結果、少なくともいくつかの照明光源は、点灯モード若しくは非点灯モード（すなわち、モーメントに依存してスイッチがオン又はオフになる）で、連続状態で、フラッシュ状態で又は周期的に操作されてもよく、発光スペクトルを有する。
【００２９】
述べたように、タンクは、それ自体で知られているように、円筒状であってもよく、したがって所定の直径を有してもよい；この場合において、照明光源を担持するプレートについて、その直径の５％〜２０％、好ましくは７．５％〜１５％、例えば１０％で構成される半径を有することは有利である。
【００３０】
照明光源が封入された材料は、準拠することが望まれる技術の制約に従って選択される。したがって、それは、好ましくは、処理される塊の適合性に加えて、光と熱の両方に良好な透過性を有する熱可塑性材料である。したがって、この材料は、ヒートシンクとして作用する、処理される塊に対して、照明光源によって生じる熱の良好な排出を可能にする；実際に、封入材について、ＬＥＤ光源である場合でさえ、照明光源によって生じる熱を、処理される塊に熱を排出することができることは有利である。あるいは、熱（ＬＥＤによって生じるか又はリアクター内の発熱プロセスによって生じる）を排出するための回路は、バッフルの厚さ内に設けてもよい。さらに、このような材料は、１００℃〜１５０℃の高温に耐え得る必要があることが推奨され、例えば、タンクの滅菌又は除染中に使用され得るものである。このような滅菌又は除染操作は、プレート又はバッフルが取り外し可能である場合、プレート又はバッフル上で行われてもよい。
【００３１】
処理される塊が微生物から形成される場合、照明光源を封入するための材料は、その封入材料による塊の汚染のいずれもの危険性を回避するために、塩析することなく生成物に対して、好ましくは完全に不活性である。
【００３２】
特に適した材料はポリスルホンであり、これは、食品基準（米国食品医薬品局の基準を含み、略してＦＤＡ）との良好な適合性と結びつき、良好な熱伝導係数（微生物の塊への熱の排出及び半透明性を可能にし、材料が１ｍｍ〜５ｃｍから選択される厚さを有する倍に良好な光透過性を可能にする）；さらに、この材料は、界面活性剤又は酸を用いた滅菌又は洗浄のための潜在的な熱処理後にその特性を維持する。所望の特徴の組み合わせが変更された場合、他の材料が選択されてもよく、例えば、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル材又はポリカーボネートが挙げられる。
【００３３】
実際には、複数の照明光源を担持するプレートの数は、好ましくは４〜１０で構成され、それらは、回転アセンブリの周囲に規則的に分布されている；しかしながら、少数のプレートは所定時間、稼働中であってもよい。
【００３４】
本発明の課題、特徴及び利点は、以下の説明から判明する。これらは、添付の図面を参照にしながら、非限定的な例によって与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明によるリアクターの軸断面図である。
【図２】図２は、そのリアクターの横断面図である。
【図３】図３は、複数の照明光源を含むプレートの例の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１及び２は、本発明によるリアクターの代表図である；微生物、例えば、微細藻類から形成されたバイオマスによって構成される、処理される塊の書に関連して、ここに記載されている；しかしながら、以下の説明はまた、化学的に又は物理化学的に他のタイプのリアクターに適用される。このバイオリアクター又は発酵槽は、全体的に１０として示される；それは、主に、微生物の塊（図示せず）を含むように構成されたタンク１１、微生物の塊の混合を付与するように構成された軸Ｚ−Ｚ周囲を回転するアセンブリ１２、及び微生物の塊の成長を促進するように構成された複数の照明光源１３を含む。そのタンク１１は固定されたプレート１４である内壁を有し、これらのプレートは、回転アセンブリの作用したで微生物の塊内で渦の形成を防ぐように、その面は、回転アセンブリの軸に向かって配向され、かつそれに平行して配向される；このようなプレート１４は、回転部材が通常含む混合羽根１２Ａと区別されるように、一般的にはバッフルと呼ばれる。
【００３７】
このようなリアクターは、本発明によれば、他の部材（示さず）、特に、例えば、バイオマスによって処理又は分解される製造物用の入口通路、又はバイオマスの増殖用に試薬又は糖などの栄養成分用の供給通路、空気又は期待用の入口及び出口通路、又は微生物を取り除くための通路を含む。
【００３８】
照明光源１３は、微生物と適合性があり、タンクの内部に向かって光が拡散され得る厚さの材料（図示せず）に、上記プレートによって担持及び封入され、それらのプレートの少なくとも一部は照明光源を担持する。好ましくは、このようなプレートの表面全体に分布された照射光源は、その表面の全体を覆う材料によって封入される。
【００３９】
一例として、図３は、このようなプレート１４の詳細を示す。その中に、小さい塩の形態で図式化され、２つの列の配置された第１セットの照明光源１３Ａを見ることができ、その結果、１つの列の供給源は、他の列にある最も近い供給源間の中間レベルで配置される。当然に、より多数の列が存在してもよく、供給源は、長方形群を形成するように互い違いの配列で配置されてもよい。
【００４０】
典型的な例において、第２セットの照明光源１３Ｂをさらに見ることができ、これは、第１セットの照明光源と類似した形態で配置され、小さな十字の形態で図式化されている。この第２のアセンブリの供給源は、ここでは、第１のアセンブリの供給源と交互になるように配置される。換言すると、それらは、図３の面に対して直角に、２つの重なった列において配置され、一方のセットの列の供給源は、他方のセットの対応する列の供給源と互い違いになっている。変形例として、第２セットの列は、他方のセットの列と互い違いなってもよく、数として２を超えていてもよく、おそらくは第１セットの列の数を相違する。
【００４１】
照明光源は、ここでは、プレートの両面全体に分布され、供給源１３Ａは、表面の一方に位置し、供給源１３Ｂは反対面に位置する。
【００４２】
実際のところ、照明の必要性によれば、所定のプレートの片側のみに供給源が存在してもよく、又はこのようなプレートの両面上に分布された正反対の供給源に存在してもよい。一方の表面に位置した供給源は、互いに補完するように、他方の表面上に、重なった配置で、又は正反対に、供給源の分布に基づいて分布されてもよい；また、供給源は、互いに独立して両面上に配置されてもよい。
【００４３】
プレートの両面上に照明光源が存在する場合、封入材料は、両面上のプレートを覆い、これは、プレートに該材料の良好な保持を促進する。良好な機械的保持について同様の理由で、供給源が片面にのみ配置された場合でさえ、材料が、供給源を担持する表面だけでなく、むき出し状態の表面において覆うことは有利であり得る。
【００４４】
好ましくは、照明光源は、略してＬＥＤと呼ばれる光発光ダイオードである。このような供給源は、特に、他の既知の照明光源と比べて、少量の熱を生じさせながら、容積が小さく、電力消費が低い；有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤとも呼ばれる）を用いる場合、それらの厚さは非常に小さいものであり得る。変形例として、これらの照明光源は、タンク外部に配置された１つ（又はそれを超える）供給源から伸長する光ファイバーの束の末端によって構成されてもよい。
【００４５】
照明光源は、同じ励起状態を有する点において全て同一であってもよい；しかしながら、変形例として、タンクに含まれる照明光源は、いくつかのサブアセンブリに分布されてもよいことを理解する必要があり、各々のサブアセンブリは、単一の照明光源又は好都合には均一に分布された、いくつかの照明光源を含むことができ、各々のサブアセンブリは、いくつかの操作パラメータ：オール・オア・ナッシングの点灯、又は変化してもよい強度を有する連続点灯に従って個別に操作される。しかしながら、特定の発光スペクトルを各々のサブアセンブリに起因させることはより簡単であり得て、例えば、１つのサブアセンブリは白色光を発光し、別のサブアセンブリは青色範囲で発光し、別のサブアセンブリは赤色範囲で発光するなどである。必要に応じて、次に、オペレーターは、所望の照明状態に適したサブアセンブリだけを励起させるように選択してもよい。
【００４６】
実際には、しかしながら、十分な照明を得るために全ての利用可能な供給源を使用することが有利である。
【００４７】
照明光源の主に可能な励起状態は、
−例えば、１〜１５０ｋＨｚの範囲であり得る周波数でのフラッシュ状態、
−連続状態、例えば、自然照射を刺激するようにゆっくりとした変化を有するもの
である。
【００４８】
どんな状態であれ、変化がある場合、１〜２４時間の範囲で周期を与えることができる。
【００４９】
これらの様々な状態は、名目上の電力の０％〜１００％で、必要に応じて選ばれるレベルで励起を調節することによって供給源に電力を与えることからなる。
【００５０】
これらの供給源は、実際には、１〜３０００μアインシュタインで含まれる全光力を有するように選択される。このような範囲は、化学的処理及び安定化処置を含むことを可能にさせる。
【００５１】
したがって、微細藻類を成長させるためのバイオリアクターの場合において、必要に応じて、特に、独立栄養性又は混合栄養性である状態の一方又は他方を刺激することができることが理解され得る。
【００５２】
よって、照明光源のタイプに同質の区分を有することができ、又は場合により組み合わせられてもよい複数の照明光源の正反対のいくつかの区分上にあってもよい。
【００５３】
第１の例によれば、複数の照明光源は、いくつかのサブアセンブリで構成されてもよく、これらのサブアセンブリの各々の照明光源は、変化しない又は可変の強度で特定の発酵スペクトルを有する。
【００５４】
第２の例によれば、複数の照明光源は、いくつかのサブアセンブリで構成され、各々は同じ励起状態を有し、一定又は可変の強度で連続的又は周期的に操作する。
【００５５】
第３の例において、複数の照明光源は、操作アセンブリに連結され、その結果、少なくとも一部の照明光源は、点灯又は非点灯モードで、フラッシュ状態で、連続的に、何らかの周期の有無に関係なく、操作されてもよい。
【００５６】
しかしながら、これらの様々な可能性にもかかわらず、プレート上で単一種の照明光源だけを有するというオプションは、非常に実用的に興味深いことは理解する必要がある。
【００５７】
本発明に係るリアクターは、操作が非常に柔軟性があり、したがって、非常に万能である。
【００５８】
照明光源が備え付けられたバッフルは、取り替え可能なように、有利には同一である；しかしながら、照明光源を備えたバッフルと照明光源を備えていないバッフルが存在していてもよい。
【００５９】
バッフルプレートの表面積あたりの照明光源の密度は、必要に応じて選ばれてもよい（特定の応用において、この密度は、可変性であってもよく、減少され又は終端でゼロであってもよく、中央の高さで最大であり得る；変形例として、プレートの高瀬の部分全体にのみに照明光源が存在し、例えば、端は除かれる）；これらの供給源がＯＬＥＤである場合、実質的に隣接しているように配置されてもよい；実際には、照明光源は、ちょうど数ミリメートル（例えば０．５ｃｍ）からメートルの桁までの範囲で（高さ及び／又は幅において）高い自由度で選ばれてもよい。
【００６０】
リアクターの操作は、温度、ｐＨ、溶解した酸素両、混合速度、圧力などのパラメータを他に操作することを伴う。しかしながら、これらのパラメータは、本発明による照明光源の構造によって変更されないため、ここでは詳述しない。
【００６１】
特に、有機ＬＥＤの場合、供給源は、単に結合によってバッフルに固定されてもよい。
【００６２】
それ自体が慣用的である点において、タンク及びバッフルは、通常、ステンレス製であるか又は同等物であるが、他の材料は必要に応じて選ばれてもよい。
【００６３】
それ自体が知られているように、タンクは、有利には円筒状である。Ｄは径であり、Ｈは高さである場合、照明光源を担持するプレートは、好ましくは７．５％〜１５％の間、例えば、１０％の桁（典型的には９％〜１１％の間）で構成された放射状の寸法を有する。これは、それらのプレートによって与えられるバッフル機能と適合性がある。
【００６４】
特に有利である点において、照明光源を担持するプレートは、タンクの壁から取り外し可能である。これは、非常に容易な保守管理を生じさせるだけでなく、照明光源の正しい密度を有するプレートを選択することによって、又はこのような照明光源を担持するプレートの数を変化させることによって、所定の応用の所定のタンクを適合させることを大いに容易にする。
【００６５】
図１及び２の例において、バッフルとして機能する４つのプレート１４が備わったタンクが提供される。この数は変更され得ることは理解する必要がある；より小さくてもよく（単一のバッフルは、すでに、少なくとも部分的なバッフル効果が提供され得る）；又は大きい場合でさえもあってもよい；しかしながら、２〜１０（例えば４〜１０）の範囲で選択することが有利であり、この数は、渦に対する役割を維持するために、タンク径の増大とともに大きくなる場合があることが特定されている。実際には、これらのプレートは、回転アセンブリの周囲に規則的に分布される。
【００６６】
好ましくは、バッフルとして機能する全てのプレートは、照明光源が備え付けられているが、照明光源の支持として機能するように、バッフルプレートのほんの一部に与えることができる。
【００６７】
照明光源を封入する材料は、経時的に支持プレートへの供給源の付着を促進しながら、タンクが含み得る微生物と比べて、供給源を保護するために機能を果たす。この材料の選択は、考慮されるタンクの可能な使用に依存する；一般的には、この材料は、供給源によって生じた光の良好な外方拡散、好ましくは熱の拡散を可能にしながら、微生物と適合性があり得る；しかしながら、この能力は、材料だけでなく、供給源を覆う材料の厚さにも依存することは理解する必要がある（ただし、封入ロールが小さな厚さで観察され得るという条件で、材料は、固有に透過性である必要がある；それは、ほんの一部で透過性であってもよい）。
【００６８】
微細藻類の発酵の場合において、ポリスルホンが、特に適切な材料であり、食品基準に照らして微細藻類と適合性があり、半透過性であり、高温での安定化の処理に耐性であり得て、界面活性剤及び酸による洗浄を可能にすることは判明している；しかしながら、他の材料は、求められる特性に従って選択されてもよいことは理解する必要がある。
【００６９】
タンクの径と比較したバッフルの幅とこれらのバッフルの数という２つのパラメータについて施すことによって、幅広い容積範囲内で実質的に定常が維持された容積あたりの照明表面積を得ることが可能であることは注目すべきであり、以下の表に示されるように、そこでは、
＊  「Ｖ」は、タンクの有用な容積（ｍ3）を示し、
＊  「Ｈ」は、シェルリングの高さ（ｍ）を示し、
＊  「Ｄｉ」は、タンクの内径（ｍ）を示し、
＊  「ＣＰ」は、バッフルを示し、
＊  「ＣＰ／Ｄｉ」は、バッフルの半径とタンクの直径の比を示し、
＊  「Ｓ（ＣＰ）」は、バッフルの両面の全表面積を示し、
＊  「Ｎ（ＣＰ）」は、照明光源が備え付けられたバッフルの数を示し、
＊  「Ｓｔｏｔ」は、バッフルの全表面積（ｍ2）を示し、
＊  「Ｓｃｐ／Ｖ」は、タンクの単位体積あたりの照明の表面積（ｍ2／ｍ3）を示す。
【００７０】
ＣＰ／Ｄｉ比を７％と１３％の間で変化させ、１（プロトタイプのタンクについて）と１０の間で照明光源が備え付けられたバッフルの数を変化させることによって、単位体積あたりの照明表面積は、０．７５ｍ2／ｍ3±０．０５ｍ2／ｍ3の範囲に維持され得ることに留意すべきである。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
本発明は、多種多様であり得るバイオリアクター及び発酵槽に適用することが理解される。
【００７３】
したがって、これらのバイオリアクターは、バイオ生産用、光合成、従属栄養性又は混合栄養性の微生物バイオマス用、光触媒用、廃液の処理用、例えば、廃水処理用のリアクターであってもよい。
【００７４】
微生物は、葉緑体を含んでもよく、又は含まなくてもよい。何ら含まないものについて、光受容体を介して色素を生成することを見出すことができている。
【００７５】
微生物は、特に、細菌、真菌、微細藻類などであってもよい。
【００７６】
しかしながら、先行するコメントはまた、物理的又は物理化学的処理用にこれらのリアクターに適用され、例えば、滅菌用、又は除染用、又は例えば光感受性触媒による処理用であってもよい。
【００７７】
光源は、ＬＥＤ（１以上の波長を有するシステム）であってもよく、例えば、交互照明を提供する青又は赤のＬＥＤ、光ファイバー、ＵＶランプなどが挙げられる。照明スペクトルは、実際には、可視領域外であってもよい。
【００７８】
代表的なタンクは、垂直に配置された対称軸を有するが、上記コメントは、傾斜軸を有するタンクの場合に一般され得る。次に、縦方向、又は軸、次元の概念、及び左右面（タンクが円筒形状でないことがあり得ることが想起される）を置き換えることが可能である。
【００７９】
記載された形態の１つの利点は、タンクの容積と比較した照明表面積の比をおよそ一定に維持しながら、異なるスケールに設定変更され得ることは理解され得て、アセンブリは、バイオリアクター又は発酵槽である場合、インサイチュでの洗浄又は滅菌の操作に対して耐性である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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