Sch\u00fcttelreaktorDie Kultivierung von Mikroorganismen bildet die Grundlage der Forschungen im Bereich der Mikrobiologie und der Biotechnologie und verl\u00e4uft meist in w\u00e4ssrigen Kulturmedien. Diese kommen jedoch h\u00e4ufig mit hohen Anteilen an komplexen Medienbestandteilen zum Einsatz, die oft nur zum kleinen Teil von den Mikroorganismen ben\u00f6tigt und verstoffwechselt werden (z.B. Melasse, Soja Mehl, Hefe-Extrakt,?). Dadurch werden gro\u00dfe Abwassermengen mit einem hohen Gehalt an organischen R\u00fcckst\u00e4nden und einem hohen biologischen Sauerstoffbedarf (BSB) produziert. Parallel zur steigenden Zunahme der biologischen Forschungen kommt es zu weiterer steigenden Abwasser- und somit Umweltbelastung. Die Entwicklung von Medien ohne Komplexbestandteile bereitet oft Schwierigkeiten, da deren mechanistische Funktion f\u00fcr die Versorgung der Mikroorganismen meist unbekannt ist. Um eine m\u00f6glichst hohe Genauigkeit und gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse bei solchen Experimenten zu erreichen, besteht ein gro\u00dfer Bedarf an genauen Aussagen \u00fcber die Aufkl\u00e4rung der Wachstumskinetiken und tats\u00e4chlichen N\u00e4hrstoffbed\u00fcrfnisse der Mikroorganismen. Folglich wird fortw\u00e4hrend nach besseren Kultivierungstechniken gesucht. Daher ist die kontinuierliche Fermentationstechnik eine wichtige M\u00f6glichkeit f\u00fcr den Fortschritt in der modernen Fermentations-technologie. Zur Entwicklung komplexbestandteilfreier Kulturmedien k\u00f6nnen kontinuierliche Fermentationstechniken bei der Bioprozessentwicklung sehr vorteilhaft eingesetzt werden. Durch sie ist es m\u00f6glich dass die Mikroorganismen im Zustand des stetigen Wachstums verweilen, in dem eine kontinuierliche Zuf\u00fctterung der ben\u00f6tigten chemischen Bestandteile erfolgt. Kontinuierliche Fermentation erm\u00f6glicht es auch direkt in einen Fermentations-prozess einzugreifen und durch Ver\u00e4nderung verschiedener Parameter, den Prozess gezielt zu beeinflussen.Obgleich kontinuierliche Fermentaionsexperimente wichtige Informationen \u00fcber biologische Systeme liefern, ist diese Technik in der akademischen und industriellen R&D-Praxis nicht sehr weit verbreitet. Wegen der hohen Kosten und komplizierten Laborausr\u00fcstung f\u00fcr eine kontinuierlichen Kultur, erfolgt in der Forschung h\u00e4ufig die Kultivierung in Batch-Kulturen. Im Gegensatz zu den Sch\u00fcttelkolben, die gemeinhin wegen ihres geringen Volumens und ihrer einfachen Handhabung verwendet werden, werden herk\u00f6mmliche kontinuierliche Fermentationen in den gr\u00f6\u00dferen und schwieriger zu handhabenden Bioreaktorgef\u00e4\u00dfen durchgef\u00fchrt. Auf Grund der ben\u00f6tigten Steuer- und Regelungseinheit, ist es schwierig einen kontinuierlichen Fermenter einzusetzen, da in den meisten F\u00e4llen ein Experte erforderlich ist. Die kontinuierlichen Kulturexperimente mit herk\u00f6mmlichen Fermentationstechnologien sind au\u00dferdem extrem Zeit und Material aufwendig und folglich sehr kostspielig. Wegen des gro\u00dfen Reaktorvolumens ist es notwendig, verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gro\u00dfe Mengen des sterilen Substrates herzustellen und es dem kontinuierlich laufenden Fermenter st\u00e4ndig zu zuf\u00fchren. Wenn man bedenkt, da\u00df die Einstellung einer station\u00e4ren Phase in einer kontinuierlichen Fermentation h\u00e4ufig einige Wochen oder gar Monate dauert, kann man sich den entstehenden Aufwand vorstellen. Ein weiterer Nachteil tritt beim Screening auf, bei dem verschiedenen Variabeln in parallel Ans\u00e4tzen getestet werden m\u00fcssen. Bei der Verwendung der konventionellen, kontinuierlichen Fermentationstechnik ist auf Grund des hohen Material- und Zeitaufwandes ein paralleler Einsatz von mehreren R\u00fchrkessel-reaktoren meist nicht m\u00f6glich.Dieses Projekt stellt die Entwicklung eines neuen kontinuierlichen Bioreaktor-Systems basierend auf die Sch\u00fctteltechnologie vor. Sie vereint die Vorteile der kontinuierlichen Fermentation im Kleinma\u00dfstab mit den Vorz\u00fcgen der Sch\u00fcttelkolben welche kosteng\u00fcnstig und leicht zu handhaben sind. Die Arbeiten im Rahmen dieses Projekts f\u00fchren zu einer auch unter industriellen Randbedingungen allgemein einsetzbaren Methodik, welche die zielgerichtete Optimierung von Bioprozessen auf Basis von mechanistischem Prozessverst\u00e4ndnis erlaubt. Die neue kontinuierliche Sch\u00fcttelreaktortechnik bietet dazu hervorragende Chancen. Es soll die Verwendung von komplexen Medienbestandteilen vermieden und der Aufwand f\u00fcr die R\u00fcckstandsentsorgung bei Fermentationsprozessen signifikant reduziert werden. Als Folge wird dieses Projekt einen entscheidenden Beitrag zum Prozessintegrierten Umweltschutz leisten<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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