DD260837A3 - Verfahren und Vorrichtung zur Massenanzucht von Penicillium Camembertii-Sporen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Massenanzucht von Penicillium Camembertii-SporenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontaminationsfreien Massenkultivierung von Penicillium camembertii-Konidiosporen, die als Starterkultur bei der mikrobiellen Kaesereifung eingesetzt werden. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, die reproduzierbare Sporulation massstabsvergroessert auf granulierten Festsubstraten durchzufuehren und damit grosse Mengen traegerfixierter Konidiosporen bei Verwendung billiger, leicht zugaenglicher Einsatzstoffe herzustellen. Dies wird dadurch erreicht, dass die granulierten Festsubstrate zur Vermeidung eines zusammenhaengenden Myzelrasens radial und axial durchmischt werden und eine reproduzierbare Zeitfunktion fuer die Feuchtigkeit abgeareiter wird, indem Wasserinhalt der Zuluft, Zuluftmenge bzw. Temperatur veraendert werden. Die Vorrichtung ist insbesondere durch den kontinuierlich und/oder diskontinuierlich arbeitenden, horizontal angeordneten Doppelkamm-Ruehrer, den Wandungswischer, die Gefaess-Kippeinrichtung und die Stelleinrichtung fuer die Feuchtigkeit charakterisiert. Fig. 1
Description
Hierzu 4 Seiten Zeichnungen
Die Erfindung betrifft ein biotechnologisches Verfahren und eine Fermentationsvorrichtung zur Massengewinnung von Penicillium camembertii-Sporen. Diese werden in Käsereien als Starterkulturen bei der mikrowellen Reifung von Weichkäse, Sauermilchkäse und Schnittkäse verwendet. Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt also in der milchverarbeitenden Lebensmittelindustrie und in der Fermentationstechnik.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Aus der Mikrobiologie der Schimmelpilze ist bekannt (z. B. DAHLBERG, Ann. Rev. Phytopathol. 20 [1982], 281-301, UGALDE u. PITT, Trans. British Mycol. Soc. 83 [1984], 547-555), daß in Submerskulturen nur selten Konidiosporen gefunden werden. Im Gegensatz dazu bilden Schimmelpilze bevorzugt bei emerser Kultivierung Konidiosporen. Aus diesem Grunde werden bisher Konidiosporen von Schimmelpilzen, die als Starterkulturen für die mikrobielle Reifungsphase von Käse dienen, durch emerse Kultivierung gewonnen. Dazu werden ROUX-Schalen oder ähnliche Kulturgefäße für Emerskultivierungen mit sterilem, durch Agarzugabe verfestigten Nährmedien gefüllt, mit einer Schimmelpilzkultur inokuliert und bebrütet. Dabei kommt es nach intensiver Myzelbildung als hoher, dichter Myzelrasen zur Bildung von schwerablösbaren Konidiosporen, deren Ernte bevorzugt mit mechanischen Hilfsinstrumenten wie z. B. Schabern oder Glaskugeln in Verbindung mit Flüssigkeiten wie z. B. physiologischer Kochsalzlösung erfolgt. Da die in Suspension befindlichen Sporen nach kurzer Zeit auskeimen und Mycelbildung eintritt, ist die Lagerung bzw. Bevorratung der Sporensuspensionen nur kurzzeitig bei 5—100C möglich und der Versand im ungekühlten Zustand beeinträchtigt die Qualität der Sporensuspension erheblich. Dieser Umstand ist für die Sicherung eines reibungslosen Produktionsablaufs und einer konstanten Produktqualität nachteilig. Es kommt hinzu, daß die Einschleppung von Mycelbiomasse bzw. Nährstoffbestandteilen in die Sporensuspension infolge des Sporenerntemodus einen prinzipiell unstandardisierten physiologischen Zustand darstellt und auch die Entwicklung von Fremdkeimen während der Lagerung der Sporensuspensionen begünstigt ist. Zu den schwerwiegenden Nachteilen ist zu zählen, daß z. B. bei einer Substratoberfläche von 200cm2 nur ein Sporenertrag von etwa 8 χ 109 Sporen anfällt. Diese geringe Ausbeute bedingt die für die Käseindustrie notwendige Massenanzucht der Konidiosporen durch das bislang übliche parallele Betreiben von vielen individuellen Emerskulturen. Die weitgehend manuelle Durchführung der Arbeitsgänge wie Gießen des Nährmediums, Ausspateln des Inokulums und Ernte der Konidiosporen verursacht einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand sowie ein hohes Kontaminationsrisiko bei stark eingeschränkter Reproduzierbarkeit. Die Automatisierung der genannten Arbeitsgänge ist für die zwangsläufig kleinflächigen Emerskulturen auf verfestigten Nährsubstraten aus technischer und ökonomischer Sicht problematisch.
Weiterhin ist die Anzucht von Penicillium roqueforti-Sporen unter Verwendung von natürlichen Festsubstraten wie beispielsweise geschälten und zerkleinerten Getreidekörnern in einem Trommelfermentor beschrieben worden (LARROCHE u. GROS, Appl. Microbiol. Biotechnol. 24, [1986], 134-139).
Dabei werden die mit Wasser angefeuchteten Festsubstrate im Trommelfermentor sterilisiert und mit Pilzsporen inokuliert. Nach der Sporulation des Myzels erfolgt die Gewinnung der Konidiosporen durch Abschwemmen der Festsubstrate mit wäßrigen Flüssigkeiten. Für die optimale Anzucht von Penicillium camembertii-Sporen ist dieser Trommelfermentor nicht geeignet, da der Umwälzungsmodus des Festsubstrats die Sporenausbeute stark limitiert.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Massenanzucht vitaler Penicillium camembertii-Konidiosporen als Starterkultur für die mikrobielle Käsereifung unter reproduzierbaren Bedingungen mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein biotechnologisches Verfahren und eine Vorrichtung zu beschreiben, die eine reproduzierbare Sporulation von Penicillium camembertii mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute maßstabsvergrößert auf natürlichen granulierten Festsubstraten und damit die Herstellung großer Mengen an Konidiosporen bei Verwendung kostengünstiger, leicht zugänglicher Einsatzstoffe ermöglichen. Die Sporen sollen vital, lange lagerungsfähig und beim Versand gut handzuhaben sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß Penicillium camembertii unter aeroben, kontaminationsfreien Bedingungen auf bewegten geschälten und zerkleinerten Getreidekörnern wie Mais, Gerste, Reis, Hirse usw. oder Hülsenfrüchten wie Erbsen usw. kultiviert werden. Dieses Granulat wird zum Beginn der Kultivierung mit Malzextrakt- und/oder Melasselösung (bis maximal 25%ig) oder anderen Nährlösungen bis maximal 0,2 ml/g befeuchtet und während der Kultivierung zur Vermeidung der Ausbildung eines dichten, zusammenhängenden Mycelrasens umgewälzt sowie die Feuchtigkeit des Granulats als zeitvariables Sollwertprofil mittels Benutzung der Temperatur und/oder des Wassergehalts der Zuluft bzw. des Zuluft-Volumenstroms als Stellgrößen geführt. Die Messung der Feuchtigkeit erfolgt auf an sich bekannte Weise, vorzugsweise mittels Infrarot-Absorptionsmessung.
Die Kultivierung wird im Temperaturbereich zwischen 15°C und 300C durchgeführt. Der minimale Korndurchmesser des Granulats beträgt 2 mm. Die Feuchtigkeit des Granulats wird so geführt, daß die Konidiosporenbildung nach maximal 200 Stunden erfolgt ist. Dabei durchläuft die Feuchtigkeit des Granulats entweder ein monoton abnehmendes, beispielsweise linear fallendes Profil bis maximal 75% des Feuchtigkeitsstartwerts als Endwert oder ein zweiphasig konstantes Profil· In der ersten Phase wird das Wachstum der Mycelbiomasse durch Beibehaltung des Feuchtigkeitsstartwertes stimuliert. Die zweite Phase, deren Kennzeichen die schnelle Absenkung der Feuchtigkeit auf maximal 75% des Feuchtigkeitsstartwerts und die Beibehaltung bis zum Ende der Kultivierung sind, dient der Konidiosporenbildung. Sie beginnt nach einem Fünftel bis einem Drittel der gesamten Kultivierungszeit, indem die Anfeuchtung der Zuluft beendet, der Zuluft-Volumenstrom maximal verfünffacht und die Temperatur um bis zu 5°C erhöht wird. Diese Maßnahmen werden vorzugsweise als Kaskade realisiert bzw. dimensioniert. Die Umwälzung des Granulats erfolgt vorzugsweise durch Rührungoderauch durch Vibration bzw. Umschüttung, wobei die Rühr- bzw. Dreheinrichtung oder das Vibrationsorgan diskontinuierlich arbeiten. Dabei liegt der Umwälzungsparameter (Drehzahl, Vibrationsfrequenz) im Bereich von 1 bis 10 pro Minute und wird maximal eine Minute nach Pausenzeiten im Bereich von 4 bis 24 Stunden realisiert.
Am Ende der Kultivierung erfolgt eine Phase mit kontinuierlicher Umwälzung und steriles Wasser oder physiologische . Kochsalzlösung wird zugegeben, um die Konidien abzuschwemmen und aspetisch als Sporensuspension zu ernten. Vorzugsweise wird das verspotte Granulat jedoch selbst aspetisch aus dem Fermentationsgefäß entnommen und als Dauerkonserve portioniert unter Kühlbedingungen aufbewahrt.
Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im einfachsten Fall in periodisch bewegten thermostatierten Glaskolben, die mit einer einheitlich präparierten Granulatcharge und einheitlichen Luftaustauschbedingungen arbeiten. Dabei wird nur die Änderung der Umgebungstemperatur zur Beeinflussung der Feuchtigkeit benutzt.
Als Vorrichtung zur reproduzierbaren maßstabsvergrößerten Gewinnung von Penicillium camembertii-Konidiosporen dient erfindungsgemäß ein Rührfermentor mit horizontal angeordnetem rotationssymmetrischen Fermentorgefäß und horizontaler Rührwelle, der mit einem drehzahlregelbaren, bezüglich der Drehrichtung umschaltbaren Antriebsmotor, einer Zeittaktsteuereinheit und mit einer Stelleinrichtung für die Feuchtigkeit ausgestattet ist.
Das Fermentationsgefäß ist zylindrisch bzw. bezüglich der Gefäßmitte beidseitig konisch und wird mittels einer wahlweise ein- oder doppelseitig arbeitenden Kippeinrichtung so in einmalige bzw. oszillierende Schräglage gestellt, daß das Granulat als Schüttgut die Ernteöffnung passiert bzw. axial gemischt wird. Es besitzt einen Hohlmantel zur Temperierung, Stutzen für die Zu- bzw. Abführung von Sterilluft bzw. für Meßsonden, eine aseptisch bedienbare Beschickungseinrichtung und eine interne Sprüheinrichtung für wäßrige Lösungen, die zur Sporenabschwemmung eingebracht werden. Bei Sporenabschwemmung wird vorzugsweise das symmetrisch konische Fermentationsgefäß mit Lochplatte und Abfluß verwendet. Die Rührwellendurchführung ist auf an sich bekannte Weise für den kontaminationsfreien Betrieb gestaltet. Die Rührwelle ist an beiden Gefäßstirnseiten gelagert und trägt den Doppelkamm-Rührer und den durchgehenden Wandungswischer. Die Gefäßsterilisation erfolgt auf an sich in der Fermentationstechnik bekannte Weise mittels Autoklavieren oder durch Dampfeinwirkung. Als weitere Funktionselemente sind weiterhin ein Abluftkondensor, zwei Luftfilter, eine Lufttemperierungseinrichtung und eine Meß- und Stelleinrichtung für den Zuluft-Volumenstrom vorhanden. Die Stelleinrichtung für die Feuchtigkeit des Granulats besteht aus der Stelleinrichtung für den Zuluft-Volumenstrom und dem Luftbefeuchter, der mittels Ventilkombination geöffnet ist und gesperrt wird, wenn die Absenkung der Feuchtigkeit stattfindet. Der Feuchtigkeitsregler verstellt als Kaskade die Luftbefeuchtung sowie wahlweise die Temperatur und/oder den Zuluft-Volumenstrom, um den gewählten Sollwert zu realisieren
Die erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile:
Durch die Entwicklung des vorliegenden Verfahrens und der vorliegenden Vorrichtung ist die Massenanzucht von Penicillium camembertii-Sporen im technischen Maßstab reproduzierbar, mit gesteigerter Raum-, Zeit-Ausbeute, verringerten Substrat- und Arbeitskosten, vermindertem Kontaminationsrisiko und verbesserter Konservierung und Transport der Sporen gewährleistet.
Als zusätzlicher Vorteil wird gesehen, daß die Potenz zur semikontinuierlichen bzw. kontinuierlichen Kulturführung eingeschlossen ist.
Die Erfindung soll bezüglich des Verfahrens und einer zur Durchführung des Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtung durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
Figur 1: die Gesamtansicht der Vorrichtung
Figur 2a: ein Fermentationsgefäß mit Rührer
Figur 2b: ein Fermentationsgefäß mit Rührer
Figur 3: die Stelleinrichtung für Zuluft, Abluft und Flüssigkeitstransport durch die Luft.
1. Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt:
Es werden 250g Gerstengraupen (mittlerer Korndurchmesser 3 mm) und 40ml wäßrige Melasselösung, die 5g handelsübliche Rübenzuckermelasse enthält, über die Beschickungseinrichtung in das Fermentationsgefäß gegeben, gut vermischt und 1 Stunde bei 1210C im Autoklav sterilisiert. Nach der Rückkühlung des Fermentationsgefäßes auf 25°C wird das Graupengranulat durch Zugabe von 25 ml einer wäßrigen Konidiosporensuspension (10e Sporen/ml) von Penicillium camembertii über die Beschickungseinrichtung beimpft. Die Kultivierung erfolgt bei 25°C und dauert 192 Stunden. Die Umwälzung des Granulats beginnt nach 8 Stunden durch 3 Umdrehungen des Rührers innerhalb einer Minute und wiederholt sich im Rhythmus von 8 Stunden bis zur 96. Kultivierungsstunde. Von der 96. bis zur 192. Kultivierungsstunde wird das Granulat im Rhythmus von 12 Stunden umgewälzt. Bis zur 72. Kultivierungsstunde werden in das Fermentationsgefäß 50 Liter Wasser-befeuchtete Luft pro Stunde eingeleitet. Von der 72. bis zur 144. Stunde wird die gleiche Menge unbefeuchtete Luft zugeführt und von der 144. Stunde bis zur 192. Stunde wird mit der doppelten Menge unbefeuchteter Luft belüftet.
DerSporulationsprozeß ist nach 192 Kultivierungsstunden beendet. Die Feuchte des beimpften Granulats beträgt zu Beginn der Kultivierung 30% und fällt am Ende der Kultivierung auf 20% ab. Bei Verwendung von P. camembertii IMET 43823 wird ein Ertrag von 3 x 108Konidiosporen pro Gramm Granulat erzielt. Das entspricht etwa 1,8 χ 108Konidiosporen pro cm3 Granulat. Bei bisher verwendeten Verfahren, bei denen die Anzucht der Konidiosporen auf Agar-verfestigten Nährmedien erfolgt, wird nur ein Ertrag von 4 χ 107 Sporen pro cm3 erreicht.
Die Keimfähigkeit der am Granulat haftenden Konidiosporen beträgt 90% und bleibt während einer 6monatigen Lagerung bei 5-100C erhalten.
Dasversporte Granulat wird entweder an der Erntevorrichtung aseptisch entnommen oder durch Zugabe von 1 Liter sterilem destilliertem Wasser vom Granulat abgeschwemmt und die Sporensuspension über die Suspensionsernteeinrichtung abgefüllt.
2. Nach Figur 1 sind die Hauptelemente der Vorrichtung das horizontal angeordnete Fermentationsgefäß 1 mit den beiden zweiteiligen Verschlußflanschen 2 und den Ernteeinrichtungen 3 und 4 sowie der Beschickungseinrichtung 5, der drehzahlregelbare Antriebsmotor 6für die Rotation der Rührwelle 7, die Kippeinrichtung 8 für das Tragesystem 9, die Belüftungsund Befeuchtungseinrichtung 10 und die Ablufteinheit 11. Der motorseitige Verschlußflansch 2 enthält die Wellendurchführung 12 für den aseptischen Betrieb des Fermentor. Der gegenüberliegende Verschlußflansch 2 trägt das Gegenlager 13 der Rührwelle 7.
Das Arbeitsregime des Motors 6 wird mittels der Zeitbasis 1.4 diskret gestaltet, indem die Motordrehzahl und die Intervalle für Zuschaltung bzw. Fehlender Versorgungsspannung eingestellt werden.
Die Kippeinrichtung 8 dient im Bedarfsfall der axialen Durchmischung im Fermentationsgefäß 1 und der Ernte des verspotten Trägersubstrats durch die Ernteeinrichtung 4. Mittels der Ablufteinheit 11 sowie der Belüftungs- und Befeuchtungseinheit 10 wird das Regime für die Feuchtigkeit des Fermentationssubstrats realisiert.
Gemäß Figur 2a ist das Fermentationsgefäß 1 beidseitig konisch zur Mitte, wodurch das während der Fermentation freiwerdende Wasser durch die Lochplatte 15 im Oberteil der Ernteeinrichtung 3 abfließt. Im Innenraum der Beschickungseinrichtung 5 befindet sich die Sprüheinrichtung 16 für die axiale Verteilung flüssiger Medien zur Substratbefeuchtung bzw. zur Sporenabschwemmung. Die Rührwelle 7 trägt den ebenen oder verdrillten Doppelkamm-Rührer 17 aus starren oder elastischen Rühr- und Abstreifschlaufen 18. DieTemperierung erfolgt über den Hohlmantel 19 und die Hohlräume 20 oder Verschlußflansche 2(s. Figur 1). Die Stelleinrichtung für Zuluft, Abluft und den Flüssigkeitstransport zeigt Figur 3. Die Teilsysteme dieser Stelleinrichtung sind die Einrichtungen 10 und 11 gemäß Figur 1.
Der Zuluft-Volumenstrom wird vor dem heizbaren Zuluftfilter 21 an der Meß- und Stelleinrichtung für den Zuluft-Volumenstrom 22 dimensioniert. Die Befeuchtung der Zuluft bzw. die Veränderung ihres CO2-Gehalts erfolgt mittels Durchgang durch die Flüssigkeitsvorlage 23 bei Öffnung der Ventile 24 und 25 sowie geschlossenem Ventil 26, bei dessen Öffnung und gleichzeitiger Schließung der Ventile 24 und 25 die Einleitung nicht angefeuchteter Luft erfofgt. Die Flüssigkeit aus der Vorlage 27 wird über die Sprüheinrichtung 16 in das Fermentationsgefäß 1 nach Öffnen des Ventils 28 durch die Druckwirkung der Luft eingebracht. Der Flüssigkeitsaustrag aus dem Fermentationsgefäß 1 mit der Abluft findet nicht statt, wenn bei geschlossenen Ventilen 29 und 30 sowie geöffnetem Ventil 31 der Abluftkondensor 32 wirksam ist, dessen Lokalisierung über dem Fermentationsgefäß 1 zum Rücklauf des Kondensats führt. Im Gegenteil dazu wird bei geschlossenem Ventil 31 und geöffneten Ventilen 29 und 30 das Kondensat durch die Wirkung des unterhalb des Fermentationsgefäßes angeordneten Abluftkühlers 33 im externen Kondensatbehälter 34 aufgefangen, bevor die Abluft den Abluftfilter 35 durchströmt.
3. Das Fermentationsgefäß 1 ist gemäß Figur 2 b zylindrisch und besitzt an der Unterseite einen Ablaufschacht 36, der das freiwerdende Wasser bzw. die abgeschwemmte Sporensuspension zur Ernteeinrichtung 3 führt. Als Ablauf dient die Lochplatte 15.
Der Rührer ist ein ebener oder verdrillter Doppelkamm 17. Außerdem trägt die Rührwelle 7 den Wandungswischer 37, der zur Ebene des Rührers um 90° versetzt steht. Die Temperierung erfolgt über den Hohlmantel 19.
Claims (10)
1. Verfahren zur Massenanzucht von Penicillium camembertii-Sporen für die Herstellung von Käse durch Kultivierung dieses Pilzes unter aeroben, kontaminationsfreien Bedingungen auf mit Nährlösung(en) angefeuchtetem Festsubstrat, gekennzeichnet dadurch, daß
— zur Kultivierung ein natürliches Festsubstrat mit bewegter, strukturell veränderlicher Oberfläche (Kurzbezeichnung: Granulat), bestehend aus Partikeln von 2 mm bis 5 mm mittlerer Abmessung, verwendet wird,
— der Feuchtigkeitsgehalt des beimpften, mit Nährlösung benetzten Granulats von der Feuchtigkeitsgehalt des beimpften Granulats von einem Startwert linear oder in Stufen auf maximal 75% des Feuchtigkeitsstartwertes mittels Temperaturshift bis 50C und/oder Erhöhung des Zuluft-Volumenstromes auf maximal den fünffachen Wert und/oder Verringerung des Wassergehalts der Zuluft nach maximal 200 Stunden unter Umwälzung des Granulats abgesenkt wird, wobei die Absenkung der Feuchtigkeit nach einem Fünftel bis zu einem Drittel der Kultivierungsgesamtzeit beginnt, und
— die gezüchteten Penicillium camembertii-Sporen entweder anschließend direkt granulatfixiert oder fakultativ als Suspension gewonnen werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß als natürliches Festsubstrat (Granulat) geschälte Getreidekörner oder Hülsenfrüchte verwendet werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als natürliches Festsubstrat (Granulat) Graupen mit 3mm mittlerer Abmessung verwendet werden.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Nährlösung zur Benetzung des Granulats Malzextrakt und/oder Melasselösung eingesetzt werden.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Granulat durch Rührung, Vibration und/oder Umschüttung umgewälzt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Umwälzungsparameter (Drehzahl, Vibrationsfrequenz) im Bereich von 1 bis 10 pro Minute und maximal einer Minute Dauer nach Pausenzeiten im Bereich von 4 Stunden bis 24 Stunden gewählt werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Kultivierung bei konstanter Temperatur, konstanter Belüftung und konstantem Wassergehalt der Zuluft durchgeführt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch die kontaminationsfreie Festsubstratfermentation in einem rotationssymmetrischen Fermentationsgefäß (1) mit horizontaler Achsenlage, einem radialaxial-mischenden Doppelkamm-Rührer (17) und einem umlaufenden Wandungswischer (37), die durch einen drehzahlgeregelten, bezüglich Drehrichtung umschaltbaren externen Motor (6) angetrieben werden, und eine Kippvorrichtung (8), die die ein- bzw. doppelseitig oszillierende Schrägstellung des Fermentationsgefäßes (1) zur axialen Durchmischung bzw. Ernte des verspürten Granulats gewährleistet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die lineare Abnahme des Durchmessers des Fermentationsgefäßes (1) beidseitig ab der Längsmitte und die Möglichkeit, die zur Sporenabschwemmung erforderliche Flüssigkeit durch eine vorzugsweise axial-wirksame Sprüheinrichtung (16) einzubringen, wobei der Abfluß der Sporensuspension in der Längsmitte liegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung zur Sollwertführung der Feuchtigkeit des Granulats durch die Auf- bzw. Zuschaltung des Luftbefeuchters oder Aufheizung und/oder Vergrößerung des Zuluft-Volumenstroms.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202009006839U1 (de) | 2008-05-30 | 2009-07-09 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Bioreaktor mit Kondensator |
DE202009016783U1 (de) | 2009-01-07 | 2010-03-04 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Abgassystem für Bioreaktoren |
DE102010010293A1 (de) | 2010-03-04 | 2011-09-08 | fzmb GmbH, Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie | Festphasenfermenter |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202009006839U1 (de) | 2008-05-30 | 2009-07-09 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Bioreaktor mit Kondensator |
DE102008025968A1 (de) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Bioreaktor mit Kondensator |
WO2009146769A2 (de) | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Bioreaktor mit kondensator |
DE202009016783U1 (de) | 2009-01-07 | 2010-03-04 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Abgassystem für Bioreaktoren |
DE102009003972A1 (de) | 2009-01-07 | 2010-07-15 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Abgassystem für Bioreaktoren |
DE102010010293A1 (de) | 2010-03-04 | 2011-09-08 | fzmb GmbH, Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie | Festphasenfermenter |
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