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Die
Erfindung betrifft einen Bioreaktor, in dem Algen und andere Mikroorganismen
kultiviert werden, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und
ein Verfahren zum Betrieb des Reaktors. Durch die Geometrie des
Reaktors entstehen quaderförmige Wachstumskammern, in denen
das flüssige Kultivierungsmedium mit Gas vermischt wird.
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Der
Reaktor zeichnet sich durch eine extrem flache Bauweise aus. Dadurch
wird die Energie für den Eintrag des Gases in die Flüssigkeit
minimiert und die Reaktorplatten können auf einfache und schnelle
Weise verlegt werden.
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Des
Weiteren ist der Bioreaktor durch seine Geometrie selbsttragend
und muss nicht an aufwändigen und teuren Gerüsten
aufgehängt werden.
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Die
Grundkörper lassen sich günstig im Spritzgießverfahren
herstellen und werden anschließend mit einander verklebt.
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In
Bioreaktoren werden biologische Stoffumwandlungen mit Enzymen oder
Mikroorganismen, wie Algen, Bakterien, Pilzen oder Hefen durchgeführt.
Dabei werden die Parameter Temperatur und Lichteintrag sowie der
pH-Wert und die Nährstoffkonzentration der Lösung
auf die idealen Wachstumsbedingungen bzw. die Reaktionsvorgänge
optimiert. Dazu muss die Nährflüssigkeit in der
Regel gut durchmischt und mit einem Gas oder Gasgemisch vermischt
werden. Diese beiden Prozesse können durch Gaseintrag in
die Flüssigkeit mit einander kombiniert werden. Dabei werden
die Reaktionsoberfläche vergrößert und
die Wärme abgeführt. Die Bauform eines Bioreaktors
hängt von seinem Einsatzbereich ab und muss dementsprechend
die spezifischen Anforderungen des verwendeten biologischen Systems
berücksichtigen.
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Zur
Kultivierung phototropher Mikroorganismen kommen so genannte Photobioreaktoren
zum Einsatz. Dabei gelten Airlift-Photobioreaktoren als besonders
geeignet um phototrophe Mikroorganismen bei hoher Zelldichte zu
kultivieren. Der Airlift-Photobioreaktor weist häufig einen
turmförmigen Reaktorkessel auf, bei dem durch Eintrag eines
Gases oder Gasgemisches innerhalb einer konstruktiv festgelegten
Schlaufe ein Flüssigkeitsumlauf erzeugt wird. Somit entstehen
im Airlift-Reaktor eine begaste und eine unbegaste Zone, die boden-
und kopfseitig mit einander verbunden sind. Durch die Druckdifferenz
wird eine Pumpenwirkung erzielt, die in einem Flüssigkeitsstrom
durch die beiden Zonen führt. Da die Durchmischung des
Reaktormediums ausschließlich durch die Gaszufuhr hervorgerufen wird, sind
bei dieser Photobioreaktor-Bauform eine gute Durchmischung und ein
hoher Gas-Flüssigkeits-Stoffaustausch im Vergleich mit
anderen Bauformen möglich. Üblicherweise sind
Airlift-Bioreaktoren vertikal ausgerichtet, um ein hohes Verhältnis
von Volumen zu Grundfläche zu erzielen. Ein solcher Airlift-Photobioreaktor
wird beispielsweise in der
DE
199 16 597 beschrieben.
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Da
zur Kultivierung von phototrophen Mikroorganismen eine Lichteinstrahlung
hoher Intensität, insbesondere auch in die Tiefe des Reaktors,
notwendig ist, weisen Photobioreaktoren vorzugsweise ein großes
Oberflächen-Volumen-Verhältnis auf. Dies führt
zu einem hohen Materialeinsatz, der aufgrund der verwendeten Materialien
wie Glas verhältnismäßig kompliziert
und kostenintensiv ist.
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Des
Weiteren werden in der Regel aufwändige und teure Gerüste
verwendet, an denen die Reaktoren aufgehängt werden. Durch
die Höhe der Reaktoren (oft mehrere Meter) wird die Energie
für den Eintrag des Gases in die Flüssigkeit von
der Höhe der Wassersäule im Reaktor bestimmt.
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Die
Erfindung löst diese Probleme durch eine extrem flache
Bauweise, welche in einem äußerst niedrigen Energiebedarf
für den Eintrag des Gases in die Flüssigkeit resultiert.
Durch seine flache Bauweise und die innere Struktur wird der Bioreaktor
selbsttragend, so dass ein aufwändiges und kostspieliges Gerüst
entfällt. Durch den Wasser- und Gasdruck bleibt er in seiner
Form stabil. Des Weiteren ist der Reaktor günstig herzustellen
und kann schnell verlegt werden. Außerdem werden ein Verfahren
zu dessen Herstellung und ein Verfahren zu dessen Betrieb angegeben.
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Die
vorliegende Erfindung löst die ihr zugrunde liegenden Probleme
insbesondere durch die Lehre der unabhängigen Patentansprüche.
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Der
erfindungsgemäße Reaktor ist vorzugsweise lichtdurchlässig,
kann aber je nach Bedarf auch teil- oder undurchlässig
für Licht sein. Außerdem besteht die Möglichkeit,
den Reaktor aus wellenlängenschiebendem Material zu fertigen
bzw. ihn damit zu beschichten, um die Photosyntheseaktivität
zu erhöhen. Des Weiteren kann er aus einem Material gefertigt
sein bzw. mit einem Material beschichtet sein, das Haften von Mikroorganismen
am Reaktor verhindert. Eine Antireflexbeschichtung der Oberfläche
ist ebenfalls möglich.
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Die
innere Form des Reaktors (100) wird durch Längs-
(7, 8) und Quersepten (6, 9)
bestimmt. Diese sind maßgeblich für die mechanische
Stabilität des Reaktors. Durch ihre Anordnung ergeben sich quader-
bzw. wannenförmige Wachstumskammern (5). In diesen
werden die Mikroorganismen kultiviert.
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Durch
die Quersepten (9) entsteht eine Zuleitungskammer (2)
für Kultivierungsflüssigkeit, Mikroorganismen
und Gas, durch die Quersepten (6) für dieselben
eine Ableitungskammer (3) aus dem Reaktor. Diese gemeinsamen
Leitungen für Flüssigkeit und Gas können
bei Bedarf auch getrennt werden und unterhalb oder innerhalb des
Reaktors angebracht werden.
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Von
der Zuleitungskammer (2) zweigen Verteilkammern (4)
ab. Diese verteilen Flüssigkeit und Gas an die zu ihnen
benachbart gelegenen Wachstumskammern (5). Die Verteilkammern
werden durch die Längssepten (8) gebildet. Vorzugsweise
versorgt jede Verteilkammer (4) zwei symmetrisch angeordnete
Wachstumskammern (5), es kann aber auch nur eine versorgt
werden, um die Verwirbelung der Flüssigkeit zu optimieren.
In diesem Fall wird die Verteilkammer (4) auf einer Seite
durch ein Längsseptum (7) begrenzt.
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Dabei
werden sowohl Gas als auch Wasser in einer Dimension (x, 4)
in die Wachstumskammer (5) eingeleitet und steigen dann
vertikal auf (z, 4). Von dort werden sie über
eine weitere Achse (y, 4) ausgeleitet.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit, die Verteilkammern (4) über-
oder unterhalb des Reaktors anzubringen.
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Es
können auch weitere Septen hinzugefügt werden,
so dass die Ableitungskammer (3) auf den Bereich zwischen
zwei Wachstumskammern (5) ausgedehnt wird. In diesem Fall
gelangen Gas und Wasser nach dem Aufsteigen in z-Richtung zuerst über die
x-Richtung in die Ableitungskammer und werden dann schließlich
ebenfalls in y-Richtung ausgeleitet.
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Die
Längssepten (8) sind am Deckelteil (50) des
Reaktors angebracht und ihre Höhe ist zumindest stellenweise
kleiner als die lichte Höhe der Wachstumskammer (5).
Dadurch entstehen zwischen der jeweiligen Verteilkammer (4)
und der jeweiligen Wachstumskammer (5) ein oder mehrere zum
Bodenteil (60) orientierte Öffnungsspalte oder Löcher
(10), durch welche die Flüssigkeit und das Gas
in die Wachstumskammern (5) gelangen. Es besteht auch die
Möglichkeit, am Bodenteil (60), gegenüber
der Längssepten (8), weitere Septen anzubringen,
um den Flüssigkeits- und den Gasverlauf zu modifizieren.
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Die
andere Seite der Wachstumskammern (5) wird durch die Längssepten
(7) abgeschlossen, die wie die Quersepten (9)
zumindest stellenweise sowohl mit dem Bodenteil (60) als
auch dem Deckelteil (50) des Reaktors verbunden sind. Sie
können vor dem Zusammenfügen der beiden Halbkörper am
Boden- (60) oder am Deckelteil (50) angebracht sein.
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In
den Wachstumskammern (5) sprudelt das Gas in Richtung des
Deckelteils (z, 4). Dadurch werden Gas und Flüssigkeit
vermischt. Zusätzlich entsteht eine Umwälzung
der Mikroorganismen, durch die sich jeder Organismus nur für
kurze Zeit an der Oberfläche befindet um Licht auf zu nehmen (Flashing
Light Effekt).
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Dabei
besteht die Möglichkeit, die Wachstumskammern (5)
zylinderförmig oder mit anderer Geometrie zu optimieren
(3).
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Die
Quersepten (6) sind am Bodenteil (60) angebracht
und ihre Höhe entspricht nur stellenweise der lichten Höhe
der Wachstumskammer (5). Dadurch entstehen zum Deckelteil
(50) orientierte Öffnungsspalte oder Löcher
(11), durch welche Flüssigkeit, Mikroorganismen
und Gas von der Wachstumskammer (5) in die Ableitungskammer
(3) gelangen.
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Die
Anschlüsse für Wasser und Gas (1, 12) sind
vorzugsweise direkt an den Zu- (2) und Ableitungskammern
(3) angebracht und somit in den Reaktor (100)
integriert. Dabei können sie vor dem Zusammenkleben der
beiden Reaktorhälften sowohl am Boden- (60) oder
am Deckelteil (50) angebracht sein, oder sie können
auf die beiden Hälften verteilt sein und erst durch das
Zusammenkleben fertig gestellt werden. Zudem können auch
weitere Wasser- und Gasanschlüsse vorhanden sein.
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Septen
können zur Stabilisierung Querstreben oder stärkere
Stellen haben. Ebenso können sie durch ihre eigene Form
(z. B. an der Außenhülle dicker, nach innen dünner)
stabilisiert sein (3).
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Des
Weiteren können die Septen innen hohl sein, damit sie anders
hergestellt werden können, z. B. durch Extrusionsblas-
oder Tiefziehverfahren.
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Für
die Begasung wird vorzugsweise Luft, mit Kohlendioxid angereicherte
Luft oder auch reines Kohlendioxid verwendet. Es kann aber bei Bedarf
jedes andere Gasgemisch verwendet werden.
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Der
Reaktor (100) kann seriell und/oder parallel mit weiteren
Reaktoren verschaltet sein und so eine großflächige
Anlage bilden. Das Konzept ist auf großflächige
Anlagen ausgelegt, der Reaktor kann aber auch einzeln verwendet
werden. Großflächige Anlagen werden vorzugsweise
auf anderweitig nicht nutzbaren Flächen, wie z. B. Wüsten,
oder auf dem Meer installiert.
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Die
Breite und Länge eines Reaktors können jeweils
von weniger als einem Meter bis mehrere Kilometer betragen. Die
Höhe liegt vorzugsweise im Bereich einiger Zentimeter,
sie kann aber auch von unter 1 mm bis über einen Meter
betragen. Durch die geringe Höhe ist der Eintrag von Gas
in die Flüssigkeit unter geringem Energieaufwand möglich.
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Durch
das Gas, welches sich über der Flüssigkeit und
unterhalb des Deckelteils (50) befindet, kann im Reaktor
(100) ein Treibhauseffekt erzielt werden.
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Der
Reaktor (100) ist günstig in einem Massenproduktionsverfahren
herzustellen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um das Spritzgieß-,
das Tiefzieh- oder das Extrusionsblasverfahren.
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Vorzugsweise
besteht der Reaktor (100) aus zwei Halbkörpern
(50, 60). Es können auch mehr Lagen bzw.
Körper verwendet werden, z. B. um andere Zu- oder Ableitungen
für Flüssigkeit und/oder Gas zu erzeugen.
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Die
Körper werden durch Ultraschall verschweißt, mit
einander verklebt oder sonst wie verbunden. Die Körper
können außen einen zusätzlichen Kragen
haben, an dem sie einfacher mit einander verbunden werden können.
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Am
Rand können Halteringe angebracht sein, mit denen Reaktoren
(100) am Boden befestigt oder miteinander verbunden werden
können.
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Dabei
kann günstiges PET, PMMA oder PVC verwendet werden, es
sind jedoch auch Glas, Plexiglas oder andere Stoffe möglich.
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Das
Material kann weich sein, um Spannungen zu vermeiden, oder auch
fest, um Bodenunebenheiten auszugleichen. Dafür kann der
Reaktor (100) auch mit Füßen oder einer
anderen Unterlage versehen werden.
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Vorzugsweise
hält das Gas die Wassersäule der Kultivierungsflüssigkeit
durch Überdruck in einer bestimmten Position bzw. auf einer
bestimmten Höhe.
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Die
Gaszuleitungen sind vorzugsweise im Reaktor (100) integriert
und nicht separat, z. B. durch Schläuche.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft folgende besonders bevorzugte, auch
als Aspekte bezeichnete Ausführungsformen:
- Aspekt
1: Bioreaktor (100) für die Kultivierung von Mikroorganismen,
umfassend einen Boden- (60) und einen Deckelteil (50),
mit mindestens einer Zuleitungs- (2) und mindestens einer
Ableitungskammer (3) für eine Kultivierungsflüssigkeit
und mindestens ein Gas, wobei die mindestens eine Zuleitungskammer
(2) mit der mindestens einen Ableitungskammer (3) über
mindestens jeweils eine, jeweils durch Längs- und Quersepten
gebildete Wachstums- (5) und benachbart zur Wachstumskammer
gelegene Verteilkammer (4) verbunden sind, wobei die Höhe von
zumindest einer der die mindestens eine Verteilkammer (4)
begrenzenden und zur Wachstumskammer (5) hin orientierten
Längssepten (8) zumindest stellenweise geringer
als die lichte Höhe der mindestens einen Wachstumskammer
(5) ist und wobei die die Verteilkammer begrenzenden Längssepten
(8) am Deckelteil (50) angebracht sind.
- Aspekt 2: Bioreaktor nach Aspekt 1, wobei die mindestens eine
Wachstumskammer (5) und die mindestens eine Verteilkammer
(4) zwischen der mindestens einen Zuleitungs- (2)
und der mindestens einen Ableitungskammer (3) liegen.
- Aspekt 3: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei die mindestens eine Zuleitungs- (2), die mindestens
eine Ableitungs- (3), die mindestens eine Verteil- (4)
und die mindestens eine Wachstumskammer (5) in einer Ebene
liegen.
- Aspekt 4: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei der Bioreaktor mehrere Wachstums- (5) und mehrere
Verteilkammern (4) aufweist.
- Aspekt 5: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei der Bioreaktor jeweils eine Zuleitungs- (2) und eine
Ableitungskammer (3) aufweist.
- Aspekt 6: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei jeweils zwei Wachstumskammern (5) unmittelbar benachbart
zueinander angeordnet sind und von weiteren jeweils zwei unmittelbar benachbarten
Wachstumskammern (5) durch eine Verteilkammer (4)
getrennt sind.
- Aspekt 7: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei das die mindestens eine Verteilkammer (4) zur mindestens
einen Ableitungskammer (3) hin begrenzende Querseptum (6)
am Bodenteil (60) des Bioreaktors angebracht ist.
- Aspekt 8: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei sich aufgrund der zumindest stellenweise geringeren Höhe
mindestens einer der am Deckelteil (50) des Bioreaktors
angebrachten, die Verteilkammer begrenzenden Längssepten
(8) mindestens eine zum Bodenteil (60) orientierte Öffnung (10)
zwischen Verteilkammer (4) und benachbarter Wachstumskammer
(5) ergibt.
- Aspekt 9: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei die mindestens eine Verteilkammer (4) zur Zuleitungskammer
(2) hin eine Öffnung aufweist und zur Ableitungskammer
(3) durch ein Querseptum (6) hin geschlossen ist.
- Aspekt 10: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei das die mindestens eine Wachstumskammer (5) von der
mindestens einen Ableitungskammer (3) trennende Querseptum
(6) am Bodenteil (60) angebracht ist und zumindest
stellenweise eine Höhe aufweist, die geringer als die lichte Höhe
der mindestens einen Wachstumskammer (5) ist.
- Aspekt 11: Bioreaktor nach Aspekt 10, wobei sich aufgrund der
zumindest stellenweise geringeren Höhe des am Bodenteil
(60) angebrachten Querseptums (6) der mindestens
einen Wachstumskammer (5) mindestens eine zum Deckelteil
(50) orientierte Öffnung (11) zwischen
der mindestens einen Wachstumskammer (5) und der mindestens
einen Ableitungskammer (3) ergibt.
- Aspekt 12: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei der Bioreaktor zweiteilig oder einstückig ausgeführt
ist.
- Aspekt 13: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei das Verhältnis von Breite zu Länge des Bioreaktors
von 1:100.000 bis 100.000:1 beträgt und das Verhältnis
von Länge zu Höhe von 1.000.000:1 bis 0,1:1.
- Aspekt 14: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
wobei das Kammersystem im Reaktor, welches durch die Septen erzeugt
wird, sowohl für das Gas als auch die Kultivierungsflüssigkeit
eine Strömungsleiteinrichtung darstellt.
- Aspekt 15: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
bei dem die Kultivierungsflüssigkeit in der mindestens
einen Wachstumskammer (5) durch die Gasblasen in walzenförmige
Rotation versetzt wird.
- Aspekt 16: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
der vorzugsweise aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff
wie PET oder PVC gefertigt wird.
- Aspekt 17: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
bei dem zumindest eine der Septen (6, 7, 8, 9)
zumindest stellenweise den Boden- (60) und den Deckelteil
(50) des Reaktors mit einander verbinden und den Reaktor
(100) somit stabilisieren.
- Aspekt 18: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
bei dem der Überdruck des Gases die Wassersäule
der Kultivierungsflüssigkeit in der mindestens einen Wachstumskammer
(50) in einer bestimmten Position bzw. auf einer bestimmten
Höhe hält.
- Aspekt 19: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
bei dem an der Außenseite des Boden- (60) und/oder
des Deckelteils (50) ein Kragen angebracht sein kann, an
dem die beiden Hälften mit einander verklebt werden können.
- Aspekt 20: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
der Elemente aufweist, um Licht ins Innere des Reaktors zu leiten.
- Aspekt 21: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
der mit weiteren Bioreaktoren seriell und/oder parallel verschaltet/verbunden
werden kann um modulartig eine Produktionsanlage aufzubauen.
- Aspekt 22: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
an dem Halteringe angebracht sein können, mit denen der
Reaktor am Boden befestigt oder mehrer Reaktoren miteinander verbunden
werden können.
- Aspekt 23: Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Aspekte,
bei dem sich über der Kultivierungsflüssigkeit
eine Gasschicht befindet, mit der ein Treibhauseffekt erzielt werden
kann.
- Aspekt 24: Verfahren zur Herstellung des Bioreaktors nach einem
der vorhergehenden Aspekte, wonach zuerst die beiden Reaktorhälften
samt der jeweiligen Septen im Tiefzieh-, Spritzguss- oder Extrusionsblasverfahren
hergestellt werden und anschließend mittels Ultraschall
oder Klebstoffe miteinander verbunden werden.
- Aspekt 25: Verfahren zur Kultivierung von Mikroorganismen, wobei
diese in einem mit einer Kultivierungsflüssigkeit und mindestens
einem Gas gefüllten Bioreaktor nach einem der Aspekte 1
bis 23 eingebracht und dort unter geeigneten Bedingungen kultiviert werden.
- Aspekt 26: Verfahren nach Aspekt 25, wobei die Kultivierung
unter Zufuhr von CO2 stattfindet.
- Aspekt 27: Verfahren nach einem der Aspekte 25 oder 26, wobei
die Kultivierungsflüssigkeit und das Gas bzw. das Gasgemisch
unter Druck- oder Sogwirkung durch eine Eintrittsöffnung
(1) in die Zuleitungskammer (2), von dort in die
Verteilkammer (4), von dort durch die mindestens eine Öffnung
(10) bodenseitig des Längsseptums (8)
in die Wachstumskammer (5), von dort in Richtung des Deckelteils
(50), durch die mindestens eine deckelseitig des Querseptums
(6) befindliche Öffnung (11) in die Ableitungskammer
(8) und von dort aus dem Bioreaktor (100) durch
die Austrittsöffnung (12) gefördert wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten 1 bis 4 sowie
den dazugehörigen Beispielen näher beschrieben.
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Die
Figuren zeigen:
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1 Bodenteil
sowie Kammern und Septen des Bioreaktors;
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2 einen
aufgeklappt dargestellten Bioreaktor mit Boden- und Deckelteil;
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3 schematisch
einen Teil eines Schnitts durch den Bioreaktor entlang der Achse
x-x in 1 und
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4 eine
schematische Darstellung der Strömungsrichtung der Kulturflüssigkeit
in einem Bioreaktor.
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1 zeigt
ein Modell des Bioreaktors (100), bei dem Boden- und Deckelteil
mit einander verbunden wurden. Dabei ist der Deckelteil transparent
dargestellt. Somit sind sämtliche Septen (6, 7, 8, 9)
und Kammern (2, 3, 4, 5) sichtbar.
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Bei
dem hier gezeigten Modell sind sechs Wachstumskammern (5)
mit drei dazugehörigen Verteilkammern (4) dargestellt,
d. h. jede Verteilkammer versorgt zwei symmetrisch dazu angeordnete Wachstumskammern.
Jeweils zwei benachbarte Wachstumskammern sind durch ein Septum
(7) von einander getrennt.
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Die
Septen (9) trennen die Zuleitungskammer (2) von
den Wachstumskammern (5) ab. Da die Septen (9) Öffnungen
vorweisen, entstehen Verbindungen von der Zuleitungskammer (2)
zu den drei Verteilkammern (4). Die Verteilkammern (4)
sind durch die Septen (8) von den danebenliegenden Wachstumskammern
(5) getrennt.
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Die
Wachstumskammern (5) sind von der Ableitungskammer (3)
durch die Septen (6) getrennt. Diese Septen (6)
haben stellenweise eine Höhe, die geringer als die lichte
Höhe der Wachstumskammern (5) ist. Dadurch entstehen
deckelseitige Öffnungen (11) zwischen den Wachstumskammern
(5) und der Ableitungskammer (3).
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Ebenfalls
sind die Wasser- und Gasanschlüsse (1, 12),
welche an der Zu- (2) bzw. Ableitungskammer (3)
angebracht sind, zu sehen.
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Weiterhin
ist die Achse x-x dargestellt.
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2 zeigt
ein Modell vom Boden- (60) und Deckelteil (50)
des Bioreaktors (100). Dabei sind die beiden Hälften
auseinandergeklappt. Durch Zusammenklappen und Verkleben dieser
beiden Hälften würde der Bioreaktor (100)
mit drei Verteilkammern (4) und sechs Wachstumskammern
(5) entstehen. Die Septen (6, 7) sind
hier am Bodenteil (60) angebracht, die Septen (8, 9)
am Deckelteil (50). Durch die Septen (8) werden
die Verteilkammern (4) längsseitig begrenzt.
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3 zeigt
schematisch einen Teil eines Schnitts durch den Bioreaktor (100)
entlang der Achse x-x. Hierbei sind der Boden- (60) und
der Deckelteil (50) mit einander verbunden. Die Septen
(8) begrenzen die Verteilkammer (4). Die lichte
Höhe der Septen (8) ist zumindest stellenweise
geringer als die lichte Höhe der Wachstumskammer (5).
Dadurch entsteht en Öffnungen (10) zwischen der
Verteilkammer (4) und den Wachstumskammern (5).
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Jeweils
zwei Wachstumskammern (5) sind durch ein Septum (7)
von einander getrennt. Dieses Septum (7) verbindet Boden-
(60) und Deckelteil (50) und stabilisiert somit
den Reaktor). In der Abbildung wurde das Septum (7) am
Bodenteil (60) angebracht, bevor die Hälften mit
einander verbunden wurden. Deshalb ist sie bodenseitig stärker
als deckelseitig.
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4 zeigt
eine Darstellung der Strömungsrichtung der Kulturflüssigkeit
in einem Bioreaktor. Diese Strömungsrichtung ist schematisch
an einer Wachstumskammer (5) dargestellt. Die Flüssigkeit und
das Gas strömen entlang der x-Richtung durch die Zuleitungskammer
(2) und werden von dort entlang der y-Richtung in die Verteilkammer
(4) geleitet. Von der Verteilkammer (4) strömen
Kulturflüssigkeit und Gas durch die bodenseitige Öffnung
(10) von der Verteilkammer (4) in die Wachstumskammer
(5). Dort steigen sie entlang der z-Achse in Richtung des
Deckelteils auf und gelangen schließlich durch die Öffnung
(11) in y-Richtung von der Wachstumskammer in die Ableitungskammer
(3).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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