ES2353830T3

ES2353830T3 - Fotorreactor.

Info

Publication number: ES2353830T3
Application number: ES08760256T
Authority: ES
Inventors: Jochen Dauth; Harald Voit
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2011-03-07
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: EP2150609A1; ATE488572T1; BRPI0812174A2; AU2008257494B2; AU2008257494A1; IL202328A0; JP5054816B2; WO2008145719A1; JP2010530738A; US20100190227A1; CN101679930A; DE502008001837D1; KR20100017975A; EP2150609B1

Abstract

Fotorreactores con piezas moldeadas de LED-plástico, en las que están encerrados varios cuerpos luminosos de LED en una matriz de plástico en calidad de fuentes de irradiación que están dispuestas en el interior del fotorreactor, caracterizados porque como piezas moldeadas de LED-plástico se emplean piezas moldeadas de LED-silicona.

Description

La invención se refiere a un fotorreactor con piezas moldeadas de LED-silicona, eventualmente en combinación con piezas moldeadas conductoras de la luz en calidad de fuente de irradiación; en particular, a fotobiorreactores con piezas moldeadas de LED-silicona, eventualmente 5 en combinación con piezas moldeadas conductoras de la luz, en calidad de fuente de irradiación.

Los fotorreactores, en particular fotobiorreactores, se emplean para la producción a gran escala de microalgas, por ejemplo Spirulina, Chlorella, Clamydomonas o Haematococcus, de bacterias fotosintéticas, tales como, por ejemplo, cianobacterias (por ejemplo Rhodobacter, Rhodospirillum), de musgos u otros cultivos de células vegetales. Microalgas y cianobacterias de este 10 tipo están en condiciones de transformar, con ayuda de la energía luminosa, CO2 y agua en biomasa (fotosíntesis). En este caso, por norma general participan dos colectivos de pigmentos, poseyendo el primer colectivo de pigmentos una buena absorción de la luz a longitudes de onda en torno a 450 nm y poseyendo el segundo colectivo de pigmentos una buena absorción de la luz a una longitud de onda en torno a 680 nm. La formación de biomasa tiene lugar en una reacción en la claridad y en una 15 reacción en la oscuridad. La reacción en la claridad sirve para la transformación de la energía de irradiación en energía química o cuantos de luz bajo formación de oxígeno (= disociación fotoquímica del agua). La formación de la biomasa (CH2O)n tiene lugar en la 2ª etapa bajo el consumo de cuantos de luz (reacción en la oscuridad).

Los fotobiorreactores se emplean para la producción de biomasa de algas y, por ejemplo, 20 productos alimenticios, productos de suplementos nutricionales, proteínas, lípidos, vitaminas, antioxidantes, principios activos para productos farmacéuticos y cosméticos hasta aceite a base de algas. El CO2, en calidad de fuente de carbono para el cultivo de algas, puede aportarse al fotobiorreactor en forma de aire, en forma de aire enriquecido con CO2, en forma de gas de escape con contenido en CO2 o en forma de CO2 puro. Fotobiorreactores de este tipo pueden emplearse 25 también para la separación de CO2 a partir de gases de escape.

Los fotobiorreactores de la primera generación aprovechan la luz solar como fuente luminosa. Los reactores se componen de grandes instalaciones de depósitos abiertas, por ejemplo instalaciones de depósitos circulares con diámetros de hasta 45 m y brazos mezcladores rotatorios. En este caso, es desventajosa la dependencia de la intensidad de la irradiación solar y de la 30 incorporación de contaminaciones en virtud del sistema abierto (www. ybsweb.co.jp: YAEYAMA Premium Quality Chlorella).

La primera instalación mundial de fotobiorreactores para la producción de microalgas en reactores cerrados y esterilizables fue puesta en funcionamiento en el año 2000 por la firma Bisantech (www.bisantech.de). También aquí se ha de citar como desventajosa la dependencia de la 35 intensidad de la irradiación solar.

Un fotobiorreactor cerrado con iluminación artificial se conoce de la patente US 6.602.703 B2. En él se emplean tubos luminosos dispuestos paralelamente en el reactor en calidad de fuente luminosa. En este caso, es desventajosa la demanda de energía relativamente alta y la tendencia al ensuciamiento del dispositivo de iluminación. La solicitud de patente de EE.UU. US 2006/0035370 A1 40 describe un fotobiorreactor de múltiples capas para la producción acoplada al desarrollo de un metabolito beneficioso, consistente en una primera zona de cultivo que contiene a los microorganismos y a un medio de cultivo para el desarrollo vegetativo, y en una segunda zona de cultivo que delimita estrechamente un lado de la primera zona y contiene un medio de cultivo y microorganismos para la producción del metabolito. Las dos regiones de cultivo están separadas 45 entre sí por un tabique transparente. Como fuente luminosa se emplea luz solar o luz artificial, con los inconvenientes ya mencionados anteriormente.

Por el documento WO 92/00380 A1 se conoce iluminar un fotobiorreactor al instalar por fuera del reactor una fuente de luz, y cuya luz es transportada al reactor a través de conductores de la luz. Se conoce el uso de cuerpos luminosos de LED (LED = diodo emisor de la luz, por sus siglas en 50 inglés) o también cuerpos luminosos denominados diodos luminosos en calidad de fuente de irradiación para fotobiorreactores: el documento US 2005/0135104 A1 describe el empleo de LEDs para la iluminación de recipientes de cultivo para cultivos marinos. En este caso, los LEDs están incluidos en una carcasa transparente. No se describe la embutición de LEDs en una matriz de

plástico transparente. Del documento JP 2007-040176 A se conoce garantizar el abastecimiento de energía para la iluminación artificial, por ejemplo mediante LEDs, de reactores para el cultivo de algas mediante aerogeneradores. En el documento JP 2000-325073 A se describe un contenedor dividido en dos partes para el cultivo de algas. La separación de los dos compartimientos del contenedor tiene lugar mediante una estructura que comprende una placa conductora equipada con LEDs. Esta placa 5 conductora equipada con LEDs es separada del medio de cultivo por los dos lados por medio de placas transparentes. El documento JP 10-098964 A y el documento JP 11-089555 A describe reactores de algas en los que se emplean LEDs para la iluminación. En una forma de realización, cadenas de LEDs se introducen en un tubo transparente y éste se hace descender en el reactor para su iluminación. En otra forma de realización, la cadena de LEDs se suelda previamente sobre un 10 sustrato y luego se introduce en un tubo transparente. El documento JP 2002-315569 A describe un procedimiento para la producción de algas, en el que se emplean LEDs para la iluminación. Para ello, largas cadenas de LEDs se tienden entre placas de vidrio acrílico o se cuelgan en tubos transparentes. El uso de LEDs como fuente luminosa para biorreactores en un reactor cerrado se describe en el documento WO 2007/047805 A2. Es desventajoso que la iluminación tenga lugar 15 mediante LEDs situados en el exterior. La irradiación a fondo del medio es, por lo tanto, insuficiente, permite sólo cortos tramos del recorrido de la luz de unos pocos centímetros y requiere de una gran demanda de superficie para la producción en masa.

Por lo tanto, existía el problema de poner a disposición un fotorreactor que hiciera posible el cultivo en un sistema cerrado y con una intensidad de irradiación lo más uniforme posible y óptima a 20 lo largo de todo el volumen. Otro problema consistía en aumentar la productividad de reactores de fotosíntesis, con el fin de optimizar la producción a gran escala técnica. Además de ello, los LEDs deberían proporcionarse en forma de piezas moldeadas que resistieran eficazmente las más diversas influencias medioambientales, ya sean físicas, químicas o biológicas, a lo largo de un espacio de tiempo prolongado. Otro problema consistía en proteger eficazmente frente a influencias 25 medioambientales de este tipo no solamente a los LEDs individuales, sino también a las uniones eléctricas entre los LEDs y sus conexiones a fuentes de energía.

Objeto de la invención son fotorreactores con piezas moldeadas de LED-plástico en las que están incluidos uno o más cuerpos luminosos de LED en una matriz de plástico, en calidad de fuentes de irradiación que están dispuestas en el interior del fotorreactor, caracterizado porque como piezas 30 moldeadas de LED-plástico se emplean piezas moldeadas de LED-silicona.

Como fotorreactores se prefieren reactores cerrados. Los reactores están hechos de una envolvente soportante de la presión, eventualmente estable frente a la temperatura, por ejemplo de acero, acero fino, plástico, esmalte o material cerámico. Pueden emplearse materiales transparentes y materiales no transparentes, prefiriéndose en el caso de reactores cerrados los materiales no 35 transparentes. Los volúmenes del reactor pueden elegirse arbitrariamente. A diferencia del estado conocido de la técnica, en el caso de reactores cerrados no es necesaria ninguna limitación a volúmenes menores, dado que con las piezas moldeadas de LED-silicona dispuestas en el interior en calidad de fuentes de irradiación se obtiene una iluminación uniforme del recinto interno y, por consiguiente, se desacoplan las dimensiones del reactor de la trayectoria de la luz. 40

En virtud de los materiales soportantes de la presión es posible, a diferencia de los reactores que se componen de vidrio o de un plástico transparente, un modo constructivo en altura ahorrador de superficie, para la producción en masa. La disposición de las piezas moldeadas de LED-silicona para formar estructuras internas luminosas en reactores de este tipo posibilita la combinación de varios segmentos del reactor para formar altos reactores a modo de columna con un ahorro 45 correspondiente del espacio, es decir una productividad de la superficie enormemente alta. Además, puede trabajarse a presión elevada, preferiblemente en un intervalo de 0,1 a 5 bar de sobrepresión. En el caso de fotobiorreactores, una presión elevada condiciona una mayor presión parcial de CO2 en el gas con contenido en CO2 con el que es cargado el reactor, lo cual conduce a una mayor concentración en equilibrio del CO2 en el medio, acelera el transporte de CO2 en las microalgas y 50 condiciona una intensificación de la reacción de fotosíntesis. Si como fuente de CO2 se emplea gas de escape con contenido en CO2, la concentración en equilibrio en el medio se aumenta igualmente/adicionalmente y, con ello, se acelera claramente la fotosíntesis y el desarrollo de las algas.

Mediante la construcción en altura y ahorradora de superficie del fotobiorreactor se ajusta un 55 tiempo de permanencia del gas mayor (la velocidad de ascenso de las burbujas de gas permanece

igual) y, con ello, se alcanza un empobrecimiento en CO2 esencialmente mejor. Junto al mejor empobrecimiento en CO2, se puede obtener también con instalaciones de este tipo un mayor enriquecimiento de gases en el gas de escape del fotobiorreactor, con lo que se hace rentable, por ejemplo la obtención de oxígeno o también de hidrógeno en el caso de algas productoras de hidrógeno. Además de ello, un reactor cerrado reduce o impide la pérdida de evaporación en el caso 5 del agua, lo cual es ventajoso en particular en regiones de la Tierra con escasez de agua (áridas).

En el caso de utilizar piezas moldeadas de LED-silicona, eventualmente en combinación con piezas moldeadas de conductores de la luz como fuentes de irradiación, que están dispuestas en el interior del fotorreactor, ya no existe dependencia alguna de la luz solar.

Debido a la realización estable frente a la presión y la temperatura de la envolvente del 10 reactor, en unión con piezas moldeadas de LED-plástico estables frente a la temperatura, también se puede trabajar eventualmente a temperatura elevada. Es posible una esterilización del reactor con vapor a 120ºC y, con ello, evitar eficazmente contaminaciones, así como también el empleo de microalgas o cianobacterias genéticamente manipuladas. Asimismo, la limpieza del reactor puede tener lugar de manera muy eficaz mediante chorros de vapor CIP (“cleaning in place”- limpieza en el 15 lugar) a 120ºC.

El reactor está equipado con líneas de alimentación para la carga y el abastecimiento de sustancias nutricias y con líneas de evacuación para la separación del producto y el vaciado. Para un modo de funcionamiento continuo se aconseja eventualmente el equipamiento con un bucle externo en el que estén dispuestos aparatos de separación de fases o módulos para la diálisis, ósmosis 20 inversa, así como microfiltración o nanofiltración. Para la evacuación de calor y el calentamiento, el reactor puede estar equipado eventualmente con una envolvente doble, medios serpentines en las paredes del reactor o intercambiadores de calor situados en el interior. Además, el reactor puede contener todavía dispositivos agitadores y bombas para la mezcladura a fondo. De preferencia, la mezcladura a fondo tiene lugar mediante gasificación con el gas de alimentación análogamente en 25 una columna de burbujas según el principio de “Airlift”, sin energía mecánica adicional. Los reactores de columnas de burbujas/Airlift se hacen funcionar con una velocidad del gas de preferiblemente 0,005 a 2,0 m/s, de manera particularmente preferida en un intervalo de 0,02 a 0,2 m/s. Preferiblemente, el reactor se subdivide en varias unidades de reactor, y las unidades de reactor están dispuestas una sobre otra, preferiblemente desplazadas, apiladas, estando unidas las unidades 30 del reactor entre sí a través de orificios de paso. Las celdas del reactor pueden estar unidas en este caso entre sí mediante pestañas (análogamente a tramos de columnas) o, preferiblemente mediante estructuras internas (análogas a platos de columnas) en una envolvente externa común.

En el funcionamiento como fotobiorreactor, la altura de reactor óptima se encuentra en aproximadamente 20 m, por ejemplo a una tasa de crecimiento de algas de 0,025 l/h, una 35 concentración de algas de 2,5% en peso en el medio acuoso del reactor y una velocidad del gas de 0,05 m/s en el caso de utilizar un gas de escape típico de una central térmica en calidad de fuente de CO2.

Como fuente de irradiación se emplean piezas moldeadas de LED-silicona que contienen uno o varios cuerpos luminosos de LED en una o más matrices de plástico. Cuerpos luminosos de 40 LED adecuados son elementos constructivos semiconductores emisores de radiación, de semiconductores orgánicos o inorgánicos, los denominados LEDs. En el caso de los LEDs puede tratarse de diodos ya encapsulados con plástico, la mayoría de las veces silicona, o de diodos no encapsulados. Los LEDs pueden irradiar en el intervalo infrarrojo, en el intervalo visible o en el intervalo UV. La elección depende de las aplicaciones pretendidas. Para la fotosíntesis en 45 fotobiorreactores se prefieren LEDs que irradian en el intervalo visible, en particular luz roja. Los cuerpos luminosos de LED embutidos en la matriz de plástico pueden emitir en el caso de una longitud de onda igual. Sin embargo, también pueden combinarse entre sí cuerpos luminosos de LED con diferente característica de irradiación. En general, varios cuerpos luminosos de LED están unidos de forma conductora entre sí, conectados en serie y/o en paralelo. La disposición de cuerpos 50 luminosos puede estar unida con sensores, así como con dispositivos de medición/control. El número de los cuerpos luminosos y su disposición entre sí depende de su aplicación. Los cuerpos luminosos de LED pueden hacerse funcionar de forma continua o por impulsos. El abastecimiento de energía es arbitrario, pero preferiblemente tiene lugar mediante células solares.

Un conductor de la luz es una fibra a base de un material transparente y permeable a la luz, 55

la mayoría de las veces vidrio o plástico, que sirve para el transporte de luz o de radiación infrarroja. Ejemplos de conductores de la luz son conductores de ondas de luz, fibras de vidrio, fibras ópticas polímeras u otros componentes constructivos conductores de la luz de plástico así como componentes de la óptica de fibras. Los conductores de la luz están equipados de tal manera que la luz es emitida uniformemente por toda la extensión del conductor de la luz. Eventualmente, los 5 conductores de la luz pueden estar equipados con una lente con el fin de reunir y reforzar la luz antes de su entrada en el conductor de la luz. El empleo de piezas moldeadas conductoras de la luz como fuente de irradiación junto con piezas moldeadas de plástico-LED es ventajoso en el caso de funcionamiento durante el día. Se prefieren conductores de la luz a base de elastómeros de silicona termoplásticos (TPSE – siglas en inglés). Elastómeros de silicona termoplásticos contienen una 10 porción de organopolímero, por ejemplo poliuretano o poli(éster vinílico), y una porción de silicona, la mayoría de las veces a base de una base de polidialquilsiloxano de la especificación antes mencionada. Elastómeros de silicona termoplásticos adecuados se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos GeniomerR de Wacker Chemie.

La configuración de las piezas moldeadas de LED-silicona y del conductor de la luz es 15 arbitraria. Pueden presentarse en forma de mangueras, como bandas, como tubos, como placas o en forma de esterillas. Placas, esterillas o bandas se emplean, en particular en el caso de piezas moldeadas de LED-silicona, como fuente de irradiación, preferiblemente para equipar a las paredes internas del reactor con fuentes de irradiación. La configuración en forma de tubos o mangueras se ofrece para la incorporación de fuentes de irradiación en el recinto interior del reactor. 20

Para el abastecimiento uniforme con luz en el recinto interior de reactores grandes pueden reunirse como haces de tubos, mangueras o placas para formar estructuras internas luminosas varias piezas moldeadas de LED-silicona que son recorridas por la suspensión de algas y, por ejemplo, están configuradas como tubos, mangueras o placas. En una forma de realización particularmente preferida, los cuerpos luminosos pueden estar dispuestos desplazados entre sí (por ejemplo 25 retorcidos) de tal manera que iluminan de forma completa y homogénea el recinto circundante.

En el caso de un haz de tubos que consiste en piezas moldeadas de LED-silicona, la distancia necesaria entre superficies de piezas moldeadas contiguas y una emisión de luz correspondiente, por ejemplo, a la irradiación natural del sol, referida a la superficie de la pieza moldeada, asciende a aproximadamente 1 a 10 cm, de preferencia a 2 a 5 cm. 30

Un fotobiorreactor puede contener también piezas moldeadas de LED-silicona en forma de tubos o placas que son recorridas por la suspensión de algas. En este caso, varios tubos o placas pueden ser reunidos para formar haces de tubos o placas y formar una unidad de reactor que es recorrida y, con ello enfriada, en el recinto de la envolvente por parte de un medio de refrigeración. La dimensión de las piezas moldeadas de LED-silicona o de las piezas moldeadas de conductor de la luz 35 es arbitraria y puede adaptarse al tamaño del reactor.

La distancia entre las piezas moldeadas de LED-silicona y/o las piezas moldeadas de conductor de la luz puede aumentarse mediante una distribución sustentadora de la luz en el interior del fotorreactor mediante “cuerpos oscilantes de silicona luminiscentes” con una longitud de onda óptima ajustada y una diferencia de densidad mínima, los cuales son suspendidos preferiblemente 40 sólo mediante la gasificación. Estos “cuerpos oscilantes de silicona luminiscentes” consisten en una o más sustancias luminiscentes en una matriz de silicona, por ejemplo a base de elastómeros de silicona termoplásticos tal como se describe en el documento EP 1412416 B1 o EP 1489129 B1.

Los materiales para las piezas moldeadas de LED-plástico son siliconas.

En las piezas moldeadas de LED-silicona, los LEDs se embuten por completo en la matriz de 45 plástico y quedan recubiertos por ésta, preferiblemente incluidas las uniones eléctricamente conductoras entre los LEDs y, de manera particularmente preferida, también las conexiones de las cadenas de LED al abastecimiento de energía.

Ejemplos de siliconas adecuadas son cauchos de silicona reticulados que se reticulan mediante reacción de condensación o de adición o mediante radicales. La reacción de reticulación 50 puede iniciarse por medios catiónicos, mediante correspondientes catalizadores, o mediante radicales, mediante peróxidos, o mediante irradiación, en particular irradiación UV, o térmicamente. Sistemas que conducen a cauchos de silicona reticulados se pueden adquirir en el comercio, preferiblemente como sistemas de 1 ó 2, pero también como sistemas de múltiples componentes.

También son adecuados polímeros híbridos de silicona y resinas de silicona. El espesor de capa de la matriz de silicona depende de la aplicación de las piezas moldeadas de LED-silicona y, por lo general, oscila entre 0,1 y 50 mm.

Sistemas de caucho de silicona que se reticulan por condensación contienen

: a) grupos extremos condensables que presentan organopolisiloxanos, 5

: b) eventualmente, por molécula, compuestos de organosilicio que presentan al menos tres grupos hidrolizables unidos a silicio, así como

: c) catalizadores de condensación.

Cauchos de silicona reticulados adecuados, que se reticulan mediante reacción de condensación, son sistemas de 1 componente que se reticulan a la temperatura ambiente, los 10 denominados cauchos de silicona RTV-1. En el caso de los cauchos de silicona RTV-1 se trata de organopolisiloxanos con grupos extremos condensables que se reticulan en presencia de catalizadores bajo condensación a la temperatura ambiente. Los más habituales son dialquilpolisiloxanos con la estructura R3SiO[-SiR2O]n-SiR3 con una longitud de cadena de n > 2. Los radicales alquilo R pueden ser iguales o diferentes y, por lo general, tienen 1 a 4 átomos de C y 15 pueden estar eventualmente sustituidos. Los radicales alquilo R pueden estar también reemplazados en parte por otros radicales, preferiblemente por radicales arilo que eventualmente están sustituidos, y en donde los grupos alquilo (arilo) R están intercambiados en parte mediante grupos capaces de reticulación por condensación, por ejemplo restos alcohol, acetato, amina u oxima. La reticulación puede catalizarse mediante catalizadores adecuados, por ejemplo catalizadores de estaño o titanio. 20 Cauchos de silicona RTV-1 adecuados se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos de la serie ELASTOSIL® A, E o N de Wacker Chemie AG.

Cauchos de silicona reticulados adecuados, que se reticulan mediante reacción de condensación, son sistemas de 2 componentes que se reticulan a la temperatura ambiente, los denominados cauchos de silicona RTV-2. Cauchos de silicona RTV-2 se obtienen mediante 25 reticulación por condensación de organopolisiloxanos varias veces sustituidos con grupos hidroxi en presencia de ésteres del ácido silícico. Como reticulantes pueden emplearse también alquilsilanos con grupos alcoxi, oxima, amina o acetato, que se reticulan en presencia de catalizadores de condensación adecuados, por ejemplo catalizadores de estaño o titanio, con polidialquilsiloxanos terminados en grupos hidroxi. Cauchos de silicona RTV-2 que se reticulan por condensación, 30 adecuados, se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos de la serie ELASTOSIL® RT de Wacker Chemie AG.

Ejemplos de polidialquilsiloxanos con contenido en caucho de silicona RTV-1 y RTV-2 son los de la fórmula

(OH)R2SiO[-SiR2O]n-SiR2(OH) con una longitud de cadena de n > 2, en donde los radicales alquilo R 35 pueden ser iguales o diferentes y, por lo general, contienen 1 a 4 átomos de C y pueden estar eventualmente sustituidos. Los radicales alquilo R pueden estar también reemplazados en parte por otros radicales, preferiblemente por radicales arilo que eventualmente están sustituidos. Preferiblemente, los polidialquilsiloxanos contienen grupos OH terminales que se reticulan a la temperatura ambiente con los ésteres del ácido silícico o el sistema de alquilsilano/catalizador de 40 estaño (titanio).

Ejemplos de alquilsilanos que presentan grupos hidrolizables y contenidos en cauchos de silicona RTV-1 y RTV-2 son los de la fórmula RaSi(OX)4-a, con a = 1 a 3 (preferiblemente 1), y X con el significado de R” (reticulante de alcoxi), C(O)R” (reticulante de acetato), N=CR”2 (reticulante de oxima) o NR”2 (reticulante de amina), en donde R” significa un radical hidrocarbonado monovalente con 1 a 6 45 átomos de carbono.

Sistemas de caucho de silicona que se reticulan por adición contienen

: a) compuestos de organosilicio que presentan radicales con enlaces múltiples carbono-carbono alifáticos,

: b) eventualmente compuestos de organosilicio con átomos de hidrógeno unidos a Si o, en lugar 50

: de a) y b),

: c) compuestos de organosilicio que presentan radicales con enlaces múltiples carbono-carbono alifáticos y átomos de hidrógeno unidos a Si,

: d) catalizadores que fomentan la reacción por adición de hidrógeno unido a Si a un enlace múltiple alifático y 5

: e) eventualmente, agentes que retardan la reacción por adición de hidrógeno unido a Si a un enlace múltiple alifático a la temperatura ambiente.

Cauchos de silicona reticulados adecuados, que se reticulan mediante reacción por adición, son sistemas 2 de componentes que se reticulan a la temperatura ambiente, los denominados cauchos de silicona RTV-2 que se reticulan por adición. Cauchos de silicona RTV-2 que se reticulan 10 por adición se obtienen mediante reticulación catalizada por catalizadores de Pt con grupos etilénicamente insaturados varias veces, preferiblemente grupos vinilo, organopolisiloxanos sustituidos con organopolisiloxanos sustituidos varias veces con grupos Si-H en presencia de catalizadores de platino.

Preferiblemente, uno de los componentes consiste en dialquilpolisiloxanos de la estructura 15 R3SiO[-SiR2O]n-SiR3 con n > 0, en general con 1 a 4 átomos de C en el radical alquilo, en donde los radicales alquilo pueden estar reemplazados, en su totalidad o en parte, por radicales arilo, tal como el radical fenilo, y está reemplazado en uno o en los dos extremos de uno de los radicales R en posición terminal por un grupo polimerizable, tal como el grupo vinilo. Asimismo, en parte, radicales R pueden ser reemplazados en la cadena de siloxano, también en combinación con los radicales R de 20 los grupos extremos, por grupos polimerizables. Preferiblemente, se emplean polidimetilsiloxanos bloqueados en el extremo por vinilo de la estructura

CH2=CH2-R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2=CH2.

El segundo componente contiene un reticulante Si-H funcional. Los polialquilhidrogenosiloxanos utilizados habitualmente son copolímeros a base de dialquilpolisiloxanos 25 y polialquilhidrogenosiloxanos de la fórmula general

R´3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR´3 con m > 0, n > 0 y con la condición de que deban estar contenidos al menos dos grupos SiH, en donde R` puede tener el significado de H o R. Por consiguiente, existen reticulantes con grupos SiH en posición lateral o en posición terminal, mientras que siloxanos con R`= H, que poseen solamente grupos SiH en posición terminal, también pueden utilizarse todavía para la 30 prolongación de la cadena.

Como catalizador de la reticulación están contenidas pequeñas cantidades de un compuesto orgánico de platino.

Cauchos de silicona RTV adecuados se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos de la serie ELASTOSIL® RT o ELASTOSIL® LR (caucho de silicona LSR) o a 35 la serie SEMICOSIL® de Wacker Chemie AG.

Cauchos de silicona que se reticulan por radicales o mediante reacción de adición, adecuados, son cauchos de silicona sólidos (HTV) que se reticulan al aumentar la temperatura.

Cauchos de silicona HTV que se reticulan por adición se obtienen mediante la reticulación de grupos etilénicamente insaturados varias veces, preferiblemente grupos vinilo, organopolisiloxanos 40 sustituidos con organopolisiloxanos sustituidos varias veces con grupos Si-H en presencia de catalizadores de platino.

Preferiblemente, uno de los componentes de los cauchos de silicona HTV que se reticulan mediante peróxidos o por adición se compone de dialquilpolisiloxanos de la estructura R3SiO[-SiR2O]n-SiR3 con n > 0, en general con 1 a 4 átomos de C en el radical alquilo, en donde los radicales 45 alquilo pueden estar reemplazados, en su totalidad o en parte, por radicales arilo, tal como el radical fenilo, y en uno o en los dos extremos de uno de los radicales R en posición terminal puede estar reemplazado por un grupo polimerizable, tal como el grupo vinilo. Sin embargo, también se pueden utilizar polímeros con grupos vinilo en posición lateral o con grupos vinilo en posición lateral y terminal. Se prefieren polidimetilsiloxanos bloqueados en el extremo por vinilo de la estructura 50

CH2=CH2-R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2=CH2., así como polidimetilsiloxanos bloqueados en el extremo por vinilo de la citada estructura que portan además grupos vinilo en posición lateral. En el caso de cauchos de silicona HTV que se reticulan por adición, el segundo componente es un copolímero a base de dialquilpolisiloxanos y polialquilhidrogenosiloxanos de la fórmula general

R´3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR´3 con m > 0, n > 0 y con la condición de que deban estar contenidos al 5 menos dos grupos SiH, en donde R` puede tener el significado de H o R. Por consiguiente, existen reticulantes con grupos SiH en posición lateral y en posición extrema, mientras que siloxanos con R`= H, que poseen solamente grupos SiH en posición terminal, también pueden utilizarse todavía para la prolongación de la cadena. En calidad de catalizadores de reticulación pasan a emplearse catalizadores de platino. 10

Cauchos de silicona HTV se elaboran también como sistema monocomponente, en donde la reacción de reticulación puede ser inducida mediante el aumento de la temperatura y presencia de peróxidos en calidad de catalizadores de la reticulación, tales como, por ejemplo, acil-, alquil-, o alquil-peróxidos. Cauchos de silicona HTV que se reticulan por peróxidos se obtienen mediante la reticulación de organopolisiloxanos, eventualmente sustituidos varias veces con grupos 15 etilénicamente insaturados, preferiblemente grupos vinilo. Cauchos de silicona HTV adecuados se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos ELASTOSIL® R o ELASTOSIL® R plus de Wacker Chemie AG.

Recientemente, se pueden adquirir además en el comercio cauchos de silicona HTV y RTV-1 especiales que son reticulados a través de la reacción de adición descrita al activar térmica y/o 20 fotoquímicamente complejos especiales de platino o sistemas de platino/inhibidor y, por consiguiente, catalizan la reacción de reticulación. Sistemas de este tipo se pueden adquirir de Wacker Chemie AG, por ejemplo como tipos ELASTOSIL® R, tipos ELASTOSIL® RT y tipos Semicosil®.

Materiales adecuados son también polímeros híbridos de silicona. Polímeros híbridos de silicona son copolímeros o copolímeros de injerto de bloques de organopolímeros, por ejemplo 25 poliuretano, poliurea o poli(ésteres vinílicos), y bloques de silicona, por lo general a base de polidialquilsiloxanos de la especificación antes mencionada. Por ejemplo, en los documentos EP 1412416 B1 y EP 14899129 B1 se describen polímeros híbridos de silicona termoplásticos, cuya divulgación respectiva debe ser también objeto de esta solicitud. Polímeros híbridos de silicona de este tipo se denominan elastómeros de silicona termoplásticos (TPSE) y se pueden adquirir en el 30 comercio, por ejemplo los correspondientes tipos GENIOMER® de Wacker Chemie AG.

Resinas de silicona son asimismo materiales adecuados para la matriz de silicona. En general, las resinas de silicona contienen unidades de la fórmula general Rb(RO)cSiO(4-b-c)/2, en donde

b es igual a 0, 1, 2 ó 3,

c es igual a 0, 1, 2 ó 3, 35

con la condición de que b+c sea < 3,

y R con el significado indicado antes para ello,

que constituyen una estrcutura de organosilicona muy reticulada. Resinas de silicona adecuadas se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo los correspondientes tipos SILRES® de Wacker Chemie AG. 40

También son adecuadas siliconas acril-, epoxi- o viniléter-funcionales que se endurecen por irradiación, que son endurecidas con formadores de radicales o fotoiniciadores catiónicos.

Si los cuerpos luminosos de LED están embutidos en una única matriz de silicona, en este caso la matriz de silicona debe estar unida por completo y de forma duradera al cuerpo luminoso de LED a lo largo de todo el tiempo de funcionamiento del reactor, con el fin de que no disminuya la 45 potencia luminosa durante el tiempo de funcionamiento del fotorreactor. En este caso, son particularmente adecuadas siliconas que se adaptan en su forma al cuerpo luminoso, se adhieren bien y no forman espacios huecos entre la matriz y el cuerpo luminoso, en virtud, por ejemplo, de oscilaciones de la temperatura. Materiales preferidos son los denominados cauchos de silicona RTV-2, en particular caucho de silicona LSR, cauchos de silicona HTV y los polímeros híbridos de silicona, 50

en particular elastómeros termoplásticos tales como los descritos anteriormente.

En una forma de realización preferida, las piezas moldeadas de LED-silicona contienen una matriz de silicona A blanda interna, que está rodeada por una o varias matrices de silicona B más duras. La matriz de silicona A interna es blanda con una dureza Shore A (norma DIN 53 505/ ISO 868) menor o igual a 10 o, en el caso de que se trate de un aceite de silicona líquido, con una 5 viscosidad media (a 23ºC y 1013 mbar) de 1 a 100 x 106 mPa.s. Preferiblemente, la dureza Shore A es inferior a 5 o bien la viscosidad media (a 23ºC y 1013 mbar) es de 10 a 10 x 106 mPa.s. En el caso de la matriz de silicona B externa, la dureza Shore A es mayor que 10 y, para el caso de que la matriz de silicona A interna se componga asimismo de un tipo de silicona sólido en condiciones normales (23/50 DIN 50014), la diferencia entre las durezas Shore A de la matriz de silicona A interna y la 10 matriz de silicona B externa es de al menos 5 puntos de dureza Shore, preferiblemente de al menos 10, en particular de al menos 20.

La matriz de silicona B externa se basa en los materiales arriba mencionados.

La matriz de silicona A está optimizada al cuerpo luminoso y, junto a la función protectora para los componentes electrónicos (absorción de choque), debe optimizar el rendimiento luminoso 15 (adaptación del índice de refracción) y facilitar la evacuación de calor. Además, es importante que los cuerpos luminosos permanezcan firmemente rodeados por la matriz de silicona de manera duradera durante todo el tiempo de funcionamiento de los cuerpos luminosos, y se eviten inclusiones de aire y agua que conduzcan a efectos de dispersión de la luz difusos.

Materiales preferidos para la matriz de silicona A interna son aceites de silicona, que son, en 20 general, dialquilpolisiloxanos de la estructura R3SiO[-SiR2O]n-SiR3 con una longitud de cadena de n > 2. Los radicales alquilo R pueden ser iguales o diferente y, por lo general, tienen de 1 a 4 átomos de C y pueden estar eventualmente sustituidos. Los radicales alquilo R pueden estar reemplazados también, en parte, por otros radicales, preferiblemente por radicales arilo, que eventualmente están sustituidos, o por grupos trialquilsiloxi, en el caso de aceites de silicona ramificados. Ejemplos son 25 aceites de metilsilicona, (CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n-Si(CH3)3, aceites de metilfenilsilicona

(CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n’-[Si(C6H5)2O]n’’-Si(CH3)3 o (CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n’-[-Si-(CH3)(C6H5)O]n’’-Si(CH3)3, en cada caso con n’+ n” > 2, aceites de metilsilicona ramificados

(CH3)3SiO[-Si(CH3) (OSi(CH3)3O]n-Si(CH3)3, aceites de metilfenilsilicona ramificados

(CH3)3SiO[-Si(C6H5)(OSi(CH3)3O]n-Si(CH3)3. Con la introducción de grupos arilo y el ajuste de la 30 relación de grupos alquilo a arilo, el experto en la materia puede adaptar de manera conocida al cuerpo luminoso el índice de difracción de la matriz de silicona. Además de ello, pueden utilizarse también ventajosamente aceites de polidimetilsiloxano, preferiblemente funcionalizados en los grupos extremos (“no bloqueados”). Aceites de silicona de este tipo se pueden adquirir en el comercio y se pueden preparar con métodos conocidos. Ejemplos de aceites de silicona comercialmente adquiribles 35 son los aceites de silicona Wacker de Wacker Chemie AG.

Para la matriz de silicona A interna son adecuados también geles de silicona. Geles de silicona se preparan a partir de dos componentes vertibles, los cuales se reticulan a la temperatura ambiente en presencia de un catalizador. Uno de los componentes consiste, por lo general, en dialquilpolisiloxanos de la estructura R3SiO[-SiR2O]n-SiR3, con n > 0, por lo general con 1 a 4 átomos 40 de C en el radical alquilo, en donde los radicales alquilo pueden estar reemplazados, en su totalidad o en parte, por radicales arilo, tal como el radical fenilo, y en uno o en los dos extremos de uno de los radicales R en posición terminal está reemplazado por un grupo polimerizable, tal como el grupo vinilo. Igualmente, en parte radicales R en la cadena de siloxano, también en combinación con los radicales R de los grupos extremos, pueden estar reemplazados por grupos polimerizables. 45 Preferiblemente, se emplean polidimetilsiloxanos bloqueados en los extremos por vinilo de la estructura CH2=CH2- R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2=CH2.

El segundo componente contiene un reticulante Si-H-funcional. Los polialquilhidrogenosiloxanos utilizados habitualmente son copolímeros a base de dialquilpolisiloxanos y polialquilhidrogenosiloxanos con la fórmula general R’3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR’3, con m  0, n  50 0 y con la condición de que deban estar contenidos al menos dos grupos SiH, en donde R’ puede tener el significado de H o R. Por consiguiente, existen reticulantes con grupos SiH en posición lateral y en posición terminal, mientras que siloxanos con R’ = H, que solamente poseen grupos SiH en

posición terminal, pueden ser utilizados también además para la prolongación de la cadena. En calidad de catalizador de reticulación están contenidas pequeñas cantidades de un compuesto orgánico de platino. Debido a la mezcladura de los componentes, se desencadena la reacción de reticulación y se forma el gel. Esta reacción de reticulación puede acelerarse mediante la acción del calor y/o mediante irradiación electromagnética, preferiblemente irradiación UV. Los propios LEDs de 5 UV pueden inducir en este caso la reacción de reticulación de geles. En el caso de los geles de silicona, se trata de materiales particularmente blandos, de manera particularmente preferida con una dureza Shore 00 inferior a 50 (normas DIN 53 505 / ISO 868), de la forma más preferida se trata de aquellos con un valor de penetración conforme a la norma DIN ISO 2137 de > 10 mm /10 (a un cuarto de cono de 9,38 g y un tiempo de acción de 5 s). Geles de silicona adecuados se pueden adquirir en 10 el comercio, por ejemplo bajo los nombres comerciales WACKER SilGel® de Wacker Chemie AG, München.

La producción de las partes moldeadas de LED-plástico puede tener lugar mediante tecnologías habituales en la elaboración de plásticos, por ejemplo mediante colada, extrusión, moldeo por colada, moldeo por compresión o colada por inyección, en función en cada caso de la forma la 15 pieza moldeada de LED-plástico. Las piezas moldeadas de LED-silicona pueden revestirse eventualmente además con una capa superior, por ejemplo a base de resina de silicona.

Mediante una disposición constructiva optimizada de un gran número de piezas moldeadas de LED-plástico en el recinto interno de grandes fermentadores, en el sentido de estructuras internas del reactor, se posibilita una producción en masa rentable de biomasa de algas en fermentadores de 20 gran volumen. Con las piezas moldeadas de LED-plástico puede reunirse una pluralidad de LEDs para formar estructuras internas luminosas del reactor, las cuales, por consiguiente, posibilitan de forma rentable una iluminación interna óptima de un gran volumen del reactor.

En virtud de la embutición de los LEDs en una matriz de plástico, en particular en el caso de una matriz de silicona, se reducen claramente las incrustaciones y la formación de un revestimiento. 25 Otra ventaja consiste en que mediante el uso de piezas moldeadas de LED-silicona se hace posible una esterilización mediante vapor repetida de todo el fotobiorreactor a al menos 121ºC a lo largo de un espacio de tiempo de al menos 1 hora.

Mediante la disposición de las piezas moldeadas de LED-plástico por todo el volumen del reactor se consigue una mejor evacuación del calor, con lo cual los LEDs pueden ser hechos 30 funcionar a una tensión y rendimiento luminoso mayores que los que son posibles en el caso de una disposición externa.

El fotorreactor puede emplearse como reactor para reacciones químicas inducidas por radiación. El fotorreactor puede emplearse como fotobiorreactor para la producción autótrofa y heterótrofa de sustancias valiosas, tales como proteínas, vitaminas, principios activos farmacéuticos, 35 lípidos, así como hidrógeno a partir de CO2, agua y sustancias nutricias minerales, mediante microalgas. Otras aplicaciones son la producción mixótrofa de sustancias valiosas bajo la alimentación de fuentes de carbono orgánicas. La producción de una biomasa de algas a partir de CO2 y agua y sustancias nutricias minerales, y la separación de CO2 a partir de gases de escape de centrales térmicas o de la industria. La biomasa de algas, así preparada, se adecua como materia 40 prima energética, materia prima química, productos alimenticios y para su empleo en aplicaciones cosméticas y médicas. Además, el reactor es adecuado para procesos para la producción de hidrógeno u otros productos del metabolismo gaseosos con microalgas o microorganismos que requieren una aportación de energía en forma de luz.

La invención se explica a modo de ejemplo en las Figuras 1 a 3: 45

Figura 1: Elemento de fotobiorreactor con piezas moldeadas de LED-silicona en un haz de tubos o un haz de mangueras.

El elemento 1 del fotobiorreactor está constituido por una envolvente 1a del reactor soportante de la presión, y dispone de una pieza interna luminosa 1b, en el sentido de una pieza interna de columna (platos especiales de columnas) o de una pestaña interna luminosa que, en el 50 caso particular, puede ser al mismo tiempo una cubierta del fotobiorreactor. En la envolvente 1a del reactor o en la cubierta 1b del fotobiorreactor pueden estar dispuestas bocas para tuberías de alimentación y de evacuación. La pieza interna luminosa o la pestaña interna luminosa 1b posee un orificio de paso 2 para el siguiente elemento del fotobiorreactor (véase la Figura 2). El fotobiorreactor

está lleno de una suspensión de algas 3 acuosa, gasificada y, a través del orificio de paso del elemento de fotobiorreactor situado por debajo, se encuentra unido con éste en el lado del gas y de la suspensión. Con ello, ascienden las burbujas de gas e inducen una circulación del líquido, una mezcladura a fondo y una suspensión de las microalgas.

La pieza interna luminosa (pestaña interna luminosa, en el caso particular cubierta del 5 fotobiorreactor) 1b contiene un haz 5 conectado en paralelo de piezas moldeadas de LED-silicona 6 que contienen LEDs rojos (puntos rojos) 7 conectados en serie. El haz 5 está unido mediante una masa obturadora de relleno con el fondo del tubo de la pieza interna luminosa (pestaña interna luminosa, en el caso particular cubierta del reactor) 1b.

Figura 2: Fotobiorreactor de columnas de burbujas 10

La Figura 2 muestra un fotobiorreactor que se compone de varios elementos del fotobiorreactor conformes a la Figura 1 reunidos para formar un reactor de columnas 9. En el extremo inferior de la columna 9 del reactor, el componente 9a del reactor más inferior es cargado, a través de la tubería 10 y del distribuidor de gas, con aire con contenido en CO2 o gas de escape de la central térmica. En el extremo superior sale el gas purificado y empobrecido en CO2 a través de la tubería 11 15 o bien pueden retirarse productos gaseosos y separarse en las siguientes etapas del procedimiento. A través de la tubería 12 puede extraerse suspensión acuosa de algas. La biomasa de algas puede concentrarse en forma de retenido en una unidad de microfiltración/separadora 13. Una corriente parcial puede retroalimentarse a través de la tubería 14 para aumentar la concentración de microalgas. El agua es alimentada, eventualmente después del enriquecimiento con sales nutricias, 20 preferiblemente en la parte superior del fotobiorreactor y siempre que esté instalada una unidad de microfiltración/separadora 13, se separa en forma de permeado. Una corriente parcial puede ser retroalimentada eventualmente a través de la tubería 15. El reactor de columnas 9 puede hacerse funcionar en tandas, en funcionamiento en tandas de alimentación o de forma continua.

Figura 3: Reactor de columnas de burbujas con tubos de LED-silicona conectados en paralelo 25

La Figura 3 muestra un fotobiorreactor, en el que varios tubos de silicona 17 transparentes y cargados con LEDs 16 están conectados en paralelo en forma de haz de tubos y están unidos con un bastidor 18. Los tubos de silicona se atemperan con un sistema de caldeo/refrigeración 19. Varias piezas internas del fotobiorreactor de este tipo pueden conectarse una sobre otra en forma de un reactor de columnas y/o incorporarse en reactores de agitación, Arilift, columnas de burbujas o de 30 bucle.

Ejemplo 1:

Un reactor de tubos de fotosíntesis cerrado, de acero noble, con un diámetro de 365 mm, una altura de 28 m y con 27 estructuras internas luminosas dispuestas unas sobre otras, a una distancia de en cada caso 1 m, con sendas 255 piezas moldeadas de LED-silicona dispuestas hacia 35 abajo (dimensiones (altura x anchura x profundidad) 965 mm x 8 mm x 13 mm) consistente en una banda de LED embutida en silicona (potencia de conexión 8,4 W; Vf = 12 V lf = 700 mA), con una distancia entre dos piezas moldeadas de LED-silicona de aproximadamente 2 cm, se hizo funcionar de forma totalmente continua a lo largo de un espacio de tiempo de 4 semanas para la producción autótrofa de biomasa de algas (Chlorella vulgaris) bajo condiciones estériles. 40

El reactor estaba realizado con medios serpentines soldados por el exterior para la esterilización y el enfriamiento y estaba equipado con regulación de la temperatura, presión, pH y de la posición.

La esterilización tuvo lugar en un estado cargado con medio (agua + sales nutricias) a 121ºC y a sobrepresión a lo largo de un espacio de tiempo de una hora. Para ello, se hizo fluir vapor a 6 bar 45 a través de los medios serpentines y la aportación de vapor se reguló en el reactor a través de la temperatura. Al enfriar, se inició primeramente la gasificación con el fin de evitar la formación de una depresión. La temperatura de funcionamiento en el reactor se reguló de forma constante a continuación a través de la aportación de agua de refrigeración en la envolvente doble y se ajustó a 27ºC. En la parte superior del reactor se ajustó una ligera sobrepresión de 10 mbar. Los materiales 50 alimentados, el aire de escape y la alimentación de agua se filtraron en condiciones estériles y la suspensión de algas se vació en un recipiente recolector esterilizado.

El reactor se inoculó con un precultivo de Chlorella que se había preparado en matraces de sacudimiento.

Después de alcanzar una concentración de la biomasa seca de 2% (20 g/l) se conmutó a un funcionamiento continuo. La tasa de dilución se ajustó de manera que en el reactor se ajustaba de forma estacionaria una suspensión acuosa de algas (algas: Chlorella vulgaris) con una proporción de 5 algas de 2% en peso. Para el abastecimiento de agua de las algas y para la aportación de sales nutricias era para ello necesaria una corriente continua de agua de alimentación de 8,8 l/h. La instalación se cargó con 20 Nm3/h de un gas de escape con contenido en CO2 que contenía 4,5% en volumen de CO2, 10,2% en volumen de O2, 10,8% en volumen de H2O y 74,5% en volumen de N2.

El gas de escape que salía del reactor tenía la composición 0,1% de CO2, 16,0% de O2, 10 2,9% de H2O y 81,0% de N2.

La suspensión de algas al 2% se retiró del reactor de forma continua regulada en su nivel. Del reactor se tomaron diariamente muestras durante 3 veces. La productividad del reactor ascendió en un funcionamiento continuo a 0,4 kg de masa seca de algas/m3/h.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Fotorreactores con piezas moldeadas de LED-plástico, en las que están encerrados varios cuerpos luminosos de LED en una matriz de plástico en calidad de fuentes de irradiación que están dispuestas en el interior del fotorreactor, caracterizados porque como piezas moldeadas de 5 LED-plástico se emplean piezas moldeadas de LED-silicona.
2.- Fotorreactor según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplean elementos constructivos semiconductores emisores de radiación de semiconductores orgánicos o inorgánicos en calidad de cuerpos luminosos de LED.
3.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque las piezas moldeadas 10 de LED-silicona contienen varios cuerpos luminosos de LED unidos de forma conductora entre sí, conectados en serie y/o en paralelo.
4.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque piezas moldeadas de conductores de la luz se emplean como fuente de radiación junto a piezas moldeadas de plástico-LED. 15
5.- Fotorreactor según la reivindicación 4, caracterizado porque como piezas moldeadas de conductores de la luz se emplean aquellas a base de elastómeros de silicona termoplásticos.
6.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque para la distribución sustentadora de la luz en el fotorreactor se emplean, junto a piezas moldeadas de plástico-LED y/o piezas moldeadas de conductores de la luz cuerpos oscilantes de silicona luminiscentes. 20
7.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las piezas moldeadas de LED-plástico y los conductores de la luz se presentan en forma de mangueras, como bandas, como tubos, como placas o en forma de esterillas.
8.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el fotorreactor contiene varias piezas moldeadas de LED-plástico, que están configuradas en forma de tubos, 25 mangueras o placas y éstas se reúnen en forma de haces de tubos, mangueras o placas para formar estructuras internas luminosas.
9.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque contiene piezas moldeadas de LED.-plástico como fotobiorreactor en forma de tubos o placas, que son recorridas por la suspensión de algas, en donde varios tubos o placas se reúnen para formar haces de tubos o de 30 placas y forman una unidad del reactor que es recorrida por un medio de refrigeración en el recinto de la envolvente.
10.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las piezas moldeadas de LED-plástico son aquellas a base de cauchos de silicona reticulados, polímeros híbridos de silicona y/o resinas de silicona. 35
11.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las piezas moldeadas de LED-plástico contienen una única matriz de silicona a base de elastómeros termoplásticos.
12.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las piezas moldeadas de LED-plástico contienen una matriz de silicona A blanda interna que está rodeada por 40 una o varias matrices de silicona B más duras.
13.- Fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la matriz de plástico está provista, además, de una capa superior C.
14.- Procedimiento para llevar a cabo reacciones químicas inducidas por radiación en un fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 13. 45
15.- Procedimiento para la producción de biomasa de algas con un fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 13.
16.- Procedimiento según la reivindicación 15 para la producción autótrofa y heterótrofa de sustancias valiosas mediante biomasa de algas.
17.- Procedimiento para separar CO2 a partir de gases de escape de centrales térmicas o de la industria con un fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 13.
18.- Procedimiento para la producción de hidrógeno u otros productos del metabolismo 5 gaseosos con microalgas o microorganismos que requieren una aportación de energía en forma de luz, con un fotorreactor según las reivindicaciones 1 a 13.
19.- Uso de la biomasa de algas preparada en el fotorreactor según una de las reivindicaciones 1 a 13 como materia prima energética, materia prima química, productos alimenticios, en aplicaciones cosméticas y médicas. 10