Fermenter / Rektoren

Ein Fermenter, ein sogenannter Bioreaktor, ist ein Behälter in dem eine optimale Kultivierung von Zellen, Mikroorganismen und kleinen Pflanzen durchgeführt werden kann. Ein Fermenter wird somit meist in der Biotechnologie und in technischen Einrichtungen angewendet. Ein solcher Bioreaktor steuert und kontrolliert die Zusammensetzung des Nährmediums, die Sauerstoffzufuhr, die Temperatur, den pH-Wert und die Sterilität. Solche Fermenter werden ebenfalls zur Gewinnung von Zellen oder deren Stoffwechselprodukten, die als Wirkstoffe in der pharmezeutischen oder der chemischen Industrie eingesetzt werden, herangezogen. Der Abbbau von chemischen Verbindungen ist ebenfalls in einem Fermenter möglich. Um die unterschiedlichsten Organismen zu kultivieren kann auf verschiedene Ausführungen eines Fermenters zurückgegriffen werden. Ein typisches Beispiel stellt der Rührkesselreaktor aus Metall, der über ein Volumen von wenigen bis zu tausenden Litern verfügen kann und mit einer flüssigen Phase gefüllt wird, dar. Als weitere Beispiele können der Festbettreaktor und der Photobioreaktor genannt werden.

Geschichte des Fermenters

Der erste Bioreaktor wurde bereits vor ungefähr 5500 Jahren in den ersten Brauereien eingesetzt. Durch die Weiterentwicklung der Biotechnologie, Genetik und der Molekularbiologie kamen diese immer mehr zur Anwendung.

Parameter eines Fermenters

Durch die Schaffung von optimalen Bedingungen für den jeweils verwendeten Organismus kann mittels eines Fermenters eine sehr hohe Produktausbeute erreicht werden. Zu beachten sind hierbei die Art und die Konzentration der Nährstoffe, die Temperatur, der Sauerstoffgehalt und der pH-Wert. Um eine gleichmäßige Einstellung dieser Parameter zu garantieren wird zusätzlich ein Rührwerk eingesetzt. Durch Einsatz von Sonden und Sensoren werden viele Parameter direkt im Nährmedium oder in der Abluft gemessen. Zu Beginn der Fermentation wird das Nährmedium mit einem Inoklum aus einer Vorkultivierung angeimpft. Beim Downstream Processing wird die gewonnene Suspension in mehreren Verfahrensschritten aufbereitet.  

Fermenter-Typen

Je nach Verwendung muss auf unterschiedliche Arten von Bioreaktoren zurückgegriffen werden. Die im Bioreaktor vorhandenen unterschiedlichen Phasen müssen durch verschiedene Methoden homogen gehalten werden. Dies kann durch bewegliche mechanische Einbauten, wie Rührwerke, einen äußeren Pumpenkreislauf oder durch das Einblasen von Gas ermöglicht werden. Bei einem äußeren Pumpenkreislauf wird die Flüssigkeit durch eine Pumpe umgewälzt. Handelt es sich um Reaktoren mit Leitrohren, so kann auf einen Propeller-Schlaufenreaktor, einen Strahl-Schlaufenreaktor oder einen Mammutschlaufenreaktor zurückgegriffen werden.  

Literatur
•http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioreaktor&oldid=86595924 (Abgerufen: 31.03.11).
•http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Fermentation&oldid=87019344 (Abgerufen: 31.03.11).