Lexikon der Chemie: Bioreaktor
Bioreaktor, Fermenter, ein Apparat zur reproduzierbaren und kontrollierten Durchführung von Stoffumwandlungen mit Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, Pilze, Algen), pflanzlichen und tierischen Zellen sowie deren Enzymen. Die Konstruktion und Betriebsweise des B. muß gewährleisten, daß neben optimalen Kulturbedingungen (Temperatur, pH-Wert, Nährstoffkonzentration u. a.) eine Quantifizierung der ablaufenden Prozesse und gegebenenfalls eine Maßstabsübertragung möglich ist. An den B. werden zahlreiche Anforderungen gestellt: homogene Durchmischung aller Reaktanden im B., gute Sauerstoffeintragungsraten, Wärmeabführung, Vermeidung von Schaumbildung und von mechanischen Schädigungen des Biokatalysators, Meßbarkeit der Prozeßparameter und Schlüsselkomponenten, Steuerbarkeit des Prozesses u. a. Hinsichtlich der letztgenannten Aspekte unterscheidet man zwischen physikalischen (Temperatur, Druck, Viskosität, Trübung als Maß für die Biomasse/Wachstum u. a.), chemischen (insbesondere pH-Wert, pO2, pCO2, Konzentration von Substraten und Produkten) biologischen bzw. biochemischen (z. B. Biomasse, NADH-, DNA-, RNA- und Proteingehalt) Parametern, die "on-line" (direkt im B., u. a. Erfordernis sterilisierbarer Meßfühler) oder "off-line" (Probenentnahme mit nachfolgender Messung) bestimmt werden können.
Für die Kultivierung genetisch rekombinanter Organismen ergeben sich aus gesetzlichen Vorschriften (Gentechnik-Gesetz) besondere konstruktive Maßnahmen. Die B. können nach der Art des Energieeintrages (z. B. Rührreaktor, Tauchstrahlreaktor, Blasensäule) oder nach den Phasenverhältnissen eingeteilt werden (homogene und heterogene B.). Die Reaktorgrößen liegen beim Laborfermenter bis zu einigen Litern, im Pilotmaßstab bis zu einigen m3 und bei der Gewinnung von Einzellerprotein sowie zur Abwasserreinigung zwischen 1000 und 10000 m3.
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.