DE102009028059A1 - Process for the cultivation of phototrophic organisms - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Organismen in kleinformatigen Kompartimenten, in einem mehrstufigen Verfahren, in welchem verschließbare Behältnisse als Kultivierungsgefäße mit einem Volumen von vorzugsweise 10bis 10Litern bereitgestellt werden, diese in einer automatisierten Anlage, mit phototrophen Organismen und wässerigem Medium befüllt werden, unter Lichteinwirkung gelagert werden, nach Beendigung der Lagerung die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, gewonnen werden, und gegebenenfalls die Behältnisse der Wiederverwertung in dem Verfahren zugeführt werden.The invention relates to a process for the cultivation of phototrophic organisms in small-sized compartments, in a multi-stage process, in which closable containers are provided as cultivation vessels with a volume of preferably 10 to 10 liters, which are filled in an automated system with phototrophic organisms and aqueous medium , stored under the influence of light, after the storage has ended, the phototrophic organisms and / or the substances produced by the phototrophic organisms are obtained, and, if appropriate, the containers are recycled in the process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Organismen in kleinformatigen Kompartimenten.The The invention relates to a method for the cultivation of phototrophic Organisms in small-sized compartments.

Phototrophe Mikroalgen, beispielsweise Spirulina oder Chlorella, sind in der Lage, mit Hilfe von Lichtenergie, unter Vorhandensein entsprechender Nährelemente, CO2 und Wasser in Biomasse umzuwandeln. Anstelle von gasförmigen CO2 können auch organische oder anorganische Kohlenstoffquellen in Nährmedien als Kohlenstoffquelle eingesetzt werden. Einen Überblick über gängige geschlossene Kultivierungstechnologien gibt Eriksen N. T., Biotechnol. Lett., Vol. 30, Nr. 9, 1525–1536 (2008) . Algenbiomasse kann zur Herstellung hochwertiger Wert- oder Wirkstoffe, beispielweise Pharmazeutika, eingesetzt werden. Die Massenproduktion von Algenbiomasse als Nahrungs- oder Futtermittel, nachwachsender Energie- oder Chemierohstoff wird wegen der, im Vergleich zum Produktwert, verhältnismäßig hohen Energiekosten, Betriebskosten sowie Investitionskosten geschlossener Anlagen heute bevorzugt in Flachwasser-Algenfarmen oder offenen Bioreaktoren, unter ausschließlicher Nutzung der direkten Sormenlichteinstrahlung, durchgeführt. Photobioreaktoren der ersten Generation nutzen das Sonnenlicht als Lichtquelle. Die Reaktoren bestehen aus großen offenen Beckenanlagen wie Raceway ponds oder z. B. Rundbeckenanlagen mit Durchmessern bis zu 45 m und umlaufenden Mischarmen. Nachteilig sind hierbei die Abhängigkeit von der Intensität der Sonneneinstrahlung, inhomogene Prozessbedingungen und der Eintrag von Kontaminationen aufgrund des offenen Systems (www.ybsweb.co.jp: YAEYAMA Premium Quality Chlorella).Phototrophic microalgae, for example spirulina or chlorella, are able to convert CO 2 and water into biomass by means of light energy, with the presence of appropriate nutrient elements. Instead of gaseous CO 2 , organic or inorganic carbon sources in nutrient media can also be used as carbon source. An overview of common closed cultivation technologies Eriksen NT, Biotechnol. Lett., Vol. 30, No. 9, 1525-1536 (2008) , Algae biomass can be used for the production of valuable substances or active substances, for example pharmaceuticals. The mass production of algal biomass as food or feed, renewable energy or chemical raw material is due to the compared to the product value, relatively high energy costs, operating costs and investment costs of closed systems today preferred in shallow-water algae farms or open bioreactors, with the exclusive use of direct Sormenlichteinstrahlung, carried out. Photobioreactors of the first generation use sunlight as a light source. The reactors consist of large open tank systems such as raceway ponds or z. B. Round basins with diameters up to 45 m and rotating mixing arms. The disadvantage here is the dependence on the intensity of solar radiation, inhomogeneous process conditions and the entry of contaminants due to the open system (www.ybsweb.co.jp: YAEYAMA Premium Quality Chlorella).

Es sind auch relativ großvolumige, geschlossene Photobioreaktoren bekannt, beispielsweise aus der WO 2007/047805 A2 , welche künstlich beleuchtet werden. In der GB 2339763 A werden durchsichtige Kunststoffsäcke mit einer Länge von 0,5 m bis 50 m als Photobioreaktoren zur Algenkultivierung empfohlen, wobei wegen der Transparenz des Materials das Sonnenlicht als Lichtquelle genutzt werden kann. In Martinez-Jeronimo et al, J. appl. Phycol. 6: 423–425, 1994 wird die Algenkultivierung im Labormaßstab in PE-Bags mit einem Volumen von 8 Litern bis 40 Litern durchgeführt. Photobioreaktoren auf Basis von transparenten Einwegmaterialien, mit relativ großem Volumen werden in der WO 98/13469 A1 empfohlen. Auch bei den geschlossenen Reaktortypen dieses Volumens ist die Kontamination der Kulturen problematisch. In der GB 2339763 A wird dazu empfohlen, die Kunststoffsäcke vor deren Gebrauch zur Sterilisation in einem Autoklaven zu erhitzen. In der WO 98/13469 A1 wird empfohlen, die Behälter vor deren Gebrauch mit gamma-Strahlen zu behandeln. Für die großtechnische Produktion sind diese Maßnahmen zu aufwändig.There are also relatively large volume, closed photobioreactors known, for example from the WO 2007/047805 A2 , which are artificially illuminated. In the GB 2339763 A transparent plastic bags of 0.5 m to 50 m in length are recommended as photobioreactors for algae cultivation, whereby the sunlight can be used as light source due to the transparency of the material. In Martinez-Jeronimo et al, J. Appl. Phycol. 6: 423-425, 1994 Algae cultivation is carried out on a laboratory scale in PE bags with a volume of 8 liters to 40 liters. Photobioreactors based on transparent disposable materials, with a relatively large volume in the WO 98/13469 A1 recommended. Even with the closed reactor types of this volume, the contamination of the crops is problematic. In the GB 2339763 A It is recommended to heat the plastic bags in an autoclave for sterilization before use. In the WO 98/13469 A1 It is recommended to treat the containers with gamma rays before use. For large-scale production, these measures are too expensive.

In www.instructables.com/id/An Algae Bioreactor from Recycled Water Bottles wird die Algenkultivierung in wiederverwendeten Plastikflaschen ohne besondere Maßnahmen zur Reinigung oder Sterilisierung der recycelten Flaschen beschrieben. Der Verzicht auf Maßnahmen zur Reinigung oder zur Vermeidung von Kontaminationen ist für die industrielle Produktion aber nicht zu praktizieren. Insbesondere wenn Algenkulturen zur Herstellung hochwertiger Wirkstoffe, beispielsweise pharmazeutischer Produkte, eingesetzt werden, können Kontaminationen nicht vernachlässigt werden.In www.instructables.com/id/An Algae Bioreactor from Recycled Water Bottles Algae cultivation in recycled plastic bottles is described without any special measures for cleaning or sterilizing the recycled bottles. The absence of measures to clean or to avoid contamination is not practicable for industrial production. In particular, when algae cultures are used for the production of high-quality active ingredients, for example pharmaceutical products, contamination can not be neglected.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Organismen zur Verfügung zu stellen, mit welchem die Organismen in großtechnischen Mengen hergestellt werden können und die Kontaminationsproblematik in einer ökonomisch vorteilhaften Weise gelöst werden kann.It It was therefore the object of a process for the cultivation of phototrophic To provide organisms with which the organisms can be produced in large quantities and the problem of contamination in an economically advantageous Way can be solved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Organismen in kleinformatigen Kompartimenten, in einem mehrstufigen Verfahren, in welchem verschließbare Behältnisse als Kultivierungsgefäße mit einem Volumen von vorzugsweise 10–1 bis 101 Litern bereitgestellt werden, diese in einer automatisierten Anlage, mit phototrophen Organismen und wässerigem Medium befüllt werden, unter Lichteinwirkung gelagert werden, nach Beendigung der Lagerung die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe gewonnen werden, und gegebenenfalls die Behältnisse der Wiederverwertung in dem Verfahren zugeführt werden.The invention relates to a process for the cultivation of phototrophic organisms in small-sized compartments, in a multi-stage process in which closable containers are provided as culture vessels having a volume of preferably 10 -1 to 10 1 liters, these in an automated system, with phototrophic organisms and aqueous medium, stored under the action of light, after the storage of the phototrophic organisms and / or the substances produced by the phototrophic organisms are obtained, and optionally the containers are recycled for recycling in the process.

Zur Kultivierung geeignete phototrophe Organismen sind phototrophe Makroorganismen und phototrophe Mikroorganismen. Beispiele für phototrophe Makroorganismen sind Makroalgen, Pflanzen, Moose, Pflanzenzellkulturen. Beispiele für phototrophe Mikroorganismen sind phototrophe Bakterien wie Purpurbakterien, phototrophe Mikroalgen einschließlich Cyanobakterien. Bevorzugt wird das Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Mikroorganismen. Besonders bevorzugt wird das Verfahren zur Kultivierung phototropher Mikroalgen.to Cultivation Suitable phototrophic organisms are phototrophic macroorganisms and phototrophic microorganisms. Examples of phototrophic Macroorganisms are macroalgae, plants, mosses, plant cell cultures. Examples of phototrophic microorganisms are phototrophic Including bacteria such as purple bacteria, phototrophic microalgae Cyanobacteria. The process is preferred for the cultivation of phototrophic microorganisms. Particularly preferred is the method for the cultivation of phototrophic microalgae.

Als Behälter zur Kultivierung werden bevorzugt transparente oder transluzente Kultivierungsgefäße verwendet. Bevorzugt werden Kultivierungsgefäße mit einem Volumen von < 10 Litern, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Litern. Geeignete Materialien für die Kultivierungsgefäße sind Glas oder Kunststoffe, vorzugsweise transparente Thermoplasten wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polymethylpenten (PMP), Polyethylenterephthalat (PET), Perfluorethylenpropen (FEP), Perfluoralkoxycopolymere (PFA), Polyvinylchlorid (PVC). Geeignet sind auch Silikone, sowie Coextrudate oder Kombinationen der genannten Thermoplasten oder Silikone.As containers for cultivation, preference is given to using transparent or translucent culture vessels. Preference is given to cultivation vessels having a volume of <10 liters, more preferably from 0.2 to 5 liters. Suitable materials for the culture vessels are glass or plastics, preferably transparent thermoplastics such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polymethylpentene (PMP), polyethylene terephthalate (PET), perfluoroethylene-propene (FEP), perfluoroalkoxycopolymers (PFA), polyvinyl chloride (PVC). Also suitable are silicones, as well as co-extrudates or combinations of said thermoplastics or silicones.

Die Herstellung der Kultivierungsgefäße kann mittels dem Fachmann bekannter Methoden, beispielsweise in den üblichen thermoplastischen Verfahren wie Blasextrusion erfolgen. Die Kultivierungsgefäße können in allen möglichen Formen, in die Flüssigkeiten abgefüllt werden können, eingesetzt werden. Die Kultivierungsgefäße werden vorzugsweise in Flaschenform, als Beutel oder als flache, plattenförmige Behälter gefertigt, damit deren Befüllung mittels Abfülltechnologie aus der Getränkeindustrie erfolgen kann.The Production of culture vessels can by means of the person skilled in known methods, for example in the usual thermoplastic processes such as bubble extrusion. The culture vessels can in all possible forms, in the liquids can be used. The Culture vessels are preferably in bottle form, as a bag or as a flat, plate-shaped container manufactured, so that their filling by means of filling technology can be done from the beverage industry.

Die Befüllung erfolgt mit einer automatisierten Abfüllanlage. Vorzugsweise in automatisierten Abfüllanlagen für Flaschen und unter Nutzung von aseptischen oder sterilen Abfülltechniken.The Filling takes place with an automated bottling plant. Preferably in automated filling plants for Bottles and using aseptic or sterile filling techniques.

Vor der Befüllung werden die Kultivierungsgefäße gegebenenfalls gereinigt, vorzugsweise in einer Reinigungsstation, beispielsweise mittels einmaligem oder mehrmaligem Waschen mit Wasser oder Lauge. Vorzugsweise werden die Kulivierungsgefäße mittels eines Sterilisators sterilisiert. Beispielsweise durch Sterilisation mittels Einsatz von Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure enthaltenden Medien oder durch Einleiten von Dampf oder Heißwasser. Nach der Sterilisierung werden die Kultivierungsgefäße gegebenenfalls mit sterilem Wasser ausgespült. Bei der Anwendung von sterilen Kultivierungsgefäßen werden die Verschlüsse vorzugsweise sterilisiert.In front the filling becomes the culture vessels optionally cleaned, preferably in a cleaning station, for example by means of a single or repeated washing with water or lye. Preferably, the Kulivierungsgefäße means sterilized by a sterilizer. For example, by sterilization by using hydrogen peroxide or peracetic acid containing media or by introducing steam or hot water. To Sterilization becomes the culture vessels optionally rinsed with sterile water. In the Application of sterile culture vessels the closures preferably sterilized.

Die Befüllung mit den phototrophen Organismen und dem wässerigem Medium erfolgt anschließend in einer, vorzugsweise separaten, Füllstation. Die Befüllung erfolgt vorzugsweise unter aseptischen oder sterilen Bedingungen. Zur Befüllung werden die phototrophen Organismen, gegebenenfalls aus einer Vorkultur, in wässerigem Medium aufgenommen. Die die phototrophen Organismen enthaltende Suspension kann gegebenenfalls mit Nährmedium abgemischt und abgefüllt werden. Es kann aber auch so vorgegangen werden, dass die Abfüllung der phototrophen Organismen und des wässerigen Mediums getrennt, und simultan oder seriell erfolgt. Bevorzugt ist die getrennte und serielle Befüllung mit wässerigem Medium und phototrophen Organismen mit anschließender Mischung in dem Kultivierungsgefäß. Simultan oder separat kann Kohlendioxid zugegeben werden. Geeignete Nährmedien enthalten vorzugweise neben Nährsalzen und/oder Wachstums- oder Produktbildungs-fördernden Stoffen, gegebenenfalls organische oder anorganische Kohlenstoffquellen wie Bicarbonate, beispielsweise Natriumhydrogencarbonat. Das Kultivierungsmedium kann bezüglich des pH-Wertes gegebenenfalls zusätzlich abgepuffert werden.The Filling with the phototrophic organisms and the aqueous Medium is then in a, preferably separate, Filling station. The filling is preferably carried out under aseptic or sterile conditions. For filling be the phototrophic organisms, possibly from a preculture, taken up in aqueous medium. The phototrophic Organisms containing suspension may optionally with nutrient medium be mixed and bottled. It can also be done that way Be that filling the phototrophic organisms and the aqueous medium separated, and simultaneously or serial. Preferred is the separate and serial filling with aqueous medium and phototrophic organisms followed by Mixture in the culture vessel. Simultaneous or Carbon dioxide can be added separately. Suitable nutrient media contain preferably in addition to nutrient salts and / or growth or product-forming substances, optionally organic or inorganic carbon sources such as bicarbonates, for example Sodium bicarbonate. The culture medium can be used with respect to pH value may be additionally buffered.

Nach der Befüllung werden die Kultivierungsgefäße verschlossen, vorzugsweise unter aseptischen oder sterilen Bedingungen. Das Befüllen und Verschließen kann beispielsweise in abgeschlossenen Vorrichtungen unter Reinraum-Bedingungen erfolgen. Die befüllten Kultivierungsgefäße werden anschließend an einen Lagerort verbracht. Der Transport erfolgt vorzugsweise unter Bedingungen bei denen das Kultivierungsmedium in Bewegung gehalten wird, um Sedimentation zu verhindern. Das kann beispielsweise mittels Rütteln, Schütteln, Wenden, Kippen, Wendeln, Drehen oder Rollen erfolgen.To the filling becomes the culture vessels sealed, preferably under aseptic or sterile conditions. The filling and closing can, for example in enclosed devices under clean room conditions. The filled culture vessels are then spent at a storage location. The transport is preferably carried out under conditions where the culture medium is kept in motion to prevent sedimentation. That can for example, by shaking, shaking, turning, Tilting, twisting, turning or rolling done.

Mit der beschriebenen Technologie lassen sich Abfüllleistungen von vorzugsweise 100 bis 60000 Kultivierungsgefäßen pro Stunde erzielen, je nach Größe der Kultivierungsgefäße. Bei kleinen Kultivierungsgefäßen mit einem Volumen bis 0,5 Litern können gegebenenfalls bis zu 60000 Gefäße pro Stunde abgefüllt werden. Besonders bevorzugt werden 1000 bis 30000 Kultivierungsgefäße pro Stunde abgefüllt. Die Lagerkapazitäten sind den eingesetzten Abfüllleistungen, unter Berücksichtigung einer gegebenenfalls mehrwöchigen Lagerzeit, entsprechend anzupassen.With The technology described can be filling of preferably 100 to 60,000 culture vessels per hour, depending on the size of the culture vessels. For small culture vessels with one volume Up to 0.5 liters may contain up to 60000 vessels be filled per hour. Particularly preferred 1000 to 30000 culture vessels filled per hour. The storage capacities are the filling capacities used, taking into account a possibly several weeks Storage time, adjust accordingly.

Die Lagerung der befüllten Kultivierungsgefäße kann im Freien oder in geschlossenen Gebäuden erfolgen. Bevorzugt wird die Lagerung in geschlossenen Gebäuden, beispielsweise in Hochregalen. Die Beleuchtung erfolgt im Freien mittels Sonnenlicht, welches gegebenenfalls durch Kunstlicht (künstliche Lichtquellen) ergänzt werden kann. In geschlossenen Gebäuden kann die Lagerung in transparenter Umhausung, unter Ausnutzung des Sonnenlichts, gegebenenfalls unter Unterstützung mit Kunstlicht erfolgen. Bei nicht-transparenter Umhausung kann die Lagerung unter Kunstlicht und/oder Zuleitung des Sonnenlichts mit lichtleitenden Einrichtungen erfolgen. Sind während der Lagerung definierte und konstante Lichtverhältnisse erforderlich, wird in geschlossenen, transparenten oder nicht-transparenten, Gebäuden unter Beleuchtung mit Kunstlicht und/oder Nutzung von lichtleitenden Einrichtungen gelagert.The Storage of the filled culture vessels Can be done outdoors or in enclosed buildings. Preference is given to storage in closed buildings, for example, on high shelves. The lighting is done outdoors by means of sunlight, which may be replaced by artificial light (artificial light) Light sources) can be supplemented. In closed buildings Can storage in transparent housing, taking advantage of the Sunlight, if necessary under support with artificial light respectively. In case of non-transparent housing, storage may be below Artificial light and / or supply of sunlight with light-conducting Facilities are made. Are defined during storage and constant light conditions is required, in closed, transparent or non-transparent, buildings below Illumination with artificial light and / or use of light-conducting devices stored.

Bevorzugt werden zur künstlichen Beleuchtung LEDs enthaltende Beleuchtungsmittel eingesetzt. Geeignet sind aber auch andere künstliche Lichtquellen wie beispielsweise Fluoreszenz-Leuchtstofflampen, Neonlampen, Metalldampf-Lampen, Edelgas-Lampen, Halogenlampen, Schwefelplasmalampen. Falls nicht-transparente Kultivierungsgefäße eingesetzt werden sollen, kann das Sonnenlicht und/oder Kunstlicht, beispielsweise mittels lichtleitender Einrichtungen, in das Kultivierungsgefäß geführt werden.Prefers become for artificial lighting LEDs containing lighting means used. However, other artificial sources of light are also suitable such as fluorescence fluorescent lamps, neon lamps, metal halide lamps, inert gas lamps, Halogen lamps, sulfur plasma lamps. If non-transparent culture vessels used should be sunlight, and / or artificial light, for example be guided by means of light-conducting devices in the culture vessel.

Bei der Lagerung werden Bedingungen bevorzugt, welche die Sedimentation der Kulturen verhindern. Dazu können die Kultivierungsgefäße temporär oder permanent, mittels Rütteln, Schütteln, Wenden, Kippen, Wendeln, Drehen oder Rollen, in Bewegung gehalten werden.at storage is preferred for conditions involving sedimentation of cultures. These can be the culture vessels temporarily or permanently, by shaking, shaking, turning, Tilting, spiraling, turning or rolling, to be kept in motion.

Die mit den phototrophen Organismen befüllten Kultivierungsbehälter werden vorzugsweise ohne aktiven Gasaustausch über die Behältergrenzen hinweg gelagert. Unter einem aktiven Gasaustausch wird dabei die Zuführung von Gasen über Zuleitungen verstanden, nicht aber ein materialbedingter Gasaustausch mit der Umgebung, wie etwa bei PET-Behältern. Gegebenenfalls kann während der Lagerung ein aktiver Gasaustausch, beispielsweise mit Luft und/oder Sauerstoff und/oder CO2; und/oder ein Flüssigkeitsaustausch, beispielsweise mit Nährstoffen, Korrekturmitteln, Induktoren und/oder Precursoren, erfolgen. Dieser kann über entsprechende Anschlüsse an den Kultivierungsgefäßen, beispielsweise am Verschluß, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt der Gas- oder Flüssigkeitsaustausch unter sterilen oder aseptischen Bedingungen.The culture containers filled with the phototrophic organisms are preferably stored over the container boundaries without active gas exchange. Under an active gas exchange is understood to mean the supply of gases via supply lines, but not a material-related gas exchange with the environment, such as in PET containers. Optionally, during storage, an active gas exchange, for example with air and / or oxygen and / or CO 2 ; and / or a fluid exchange, for example, with nutrients, correction agents, inducers and / or precursors done. This can be done via appropriate connections to the culture vessels, for example on the closure. Preferably, the gas or liquid exchange takes place under sterile or aseptic conditions.

Vorzugsweise wird die Lagerung mit Automatisierungstechnologie organisiert. Dazu zählen die automatisierte Überwachung und Einstellung von Lichtintensität und/oder des Spektralbereichs der Beleuchtung und/oder der Lagertemperatur und/oder der Bewegung der Kultivierungsgefäße und/oder des aktiven Gasaustausches und/oder der Lagerdauer. Die Aufbringung von Barcodes oder Verwendung anderer Kennzeichungen für die Logistik, wie beispielsweise Radio Frequency Identification (RFID), ist beispielsweise für die Chargierung und Festlegung spezifischer Prozessparameter wie Licht (Intensität, Wellenlänge, Hell/Dunkel-Zyklus, zeitliche Anpassung/Wechsel), Temperatur, Regelung der Durchmischung für die einzelnen Reaktionsbehältnisse, aktivem Gasaustausch und/oder Flüssigkeitsaustausch oder auch zur Überwachung der Lagerdauer von Nutzem.Preferably Storage is organized with automation technology. To include automated monitoring and adjustment of light intensity and / or the spectral range of the illumination and / or the storage temperature and / or the movement of the culture vessels and / or the active gas exchange and / or the storage period. The Application of barcodes or use of other identifiers for logistics, such as Radio Frequency Identification (RFID), for example, is for charging and fixing specific process parameters such as light (intensity, wavelength, Light / dark cycle, time adjustment / change), temperature, control the mixing for the individual reaction vessels, active gas exchange and / or liquid exchange or also for monitoring the storage life of users.

Nach der zur Kultivierung notwendigen Lagerzeit, im Allgemeinen ein bis vier Wochen, werden die Kulturen geerntet. Vorzugsweise in einem automatisierten Prozess, welcher ein oder mehrere Prozeßschritte wie die Öffnung der Kultivierungsgefäße und die Gewinnung der phototrophen Organismen, und/oder der durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, umfassen kann.To the storage time necessary for cultivation, generally one to four weeks, the crops are harvested. Preferably in one automated process, which includes one or more process steps like the opening of the culture vessels and the recovery of the phototrophic organisms, and / or by the substances produced by phototrophic organisms.

Zur Gewinnung der phototrophen Organismen und/oder der durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, können diese, ohne vorherige Entleerung der Kultivierungsgefäße, direkt aus dem Medium extrahiert werden oder vom Medium abgetrennt werden. Gegebenenfalls können vor der Gewinnung der phototrophen Organismen und/oder der durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, die Kultivierungsgefäße entleert werden, die entleerte Flüssigkeit gesammelt werden und danach die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe gewonnen werden. Die Abtrennung der phototrophen Organismen vom Medium kann mittels beliebiger fest-flüssig-Trennverfahren erfolgen. Bei hochwertigen Kulturen vorzugsweise mittels Zentrifugation. Geeignete Trennverfahren sind auch Sedimentation oder Flotation gegebenenfalls unter Einsatz von Flockulationsmitteln, oder Filtration.to Obtaining the phototrophic organisms and / or by the phototrophic Organisms produced substances, these can, without previous Emptying of the culture vessels, directly from the Medium are extracted or separated from the medium. Possibly may be prior to the recovery of the phototrophic organisms and / or the by the phototrophic organisms produced substances, the culture vessels be emptied, the emptied liquid are collected and thereafter the phototrophic organisms and / or by the phototrophic Organisms produced substances. The separation The phototrophic organisms from the medium can be determined by any solid-liquid separation method respectively. For high-quality cultures, preferably by centrifugation. Suitable separation methods are also sedimentation or flotation optionally with the use of flocculants, or filtration.

Die Kultivierungsgefäße können gegebenenfalls wiederverwendet werden und erneut in dem Verfahren eingesetzt werden. Die Öffnung der Flaschen kann durch Aufdrehen der Verschlüsse, aber auch mittels Schlitzen, Stechen oder Aufbohren erfolgen, falls die Wiederverwertung der Kultivierungsgefäße nicht beabsichtigt wird. Gegebenenfalls kann auch nur das Material aus dem die Kultivierungsgefäße gefertigt sind, wiederverwendet werden.The Culture vessels may optionally be reused and reused in the process. The opening of the bottles can be achieved by unscrewing the closures, but also by means of slits, stinging or boring, if the recycling of the culture vessels not is intended. If necessary, only the material can be made the culture vessels are made, reused become.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Massenproduktion von phototrophen Organismen, und gegebenenfalls auch die Massenproduktion der durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, unter einheitlichen, konstanten und reproduzierbaren Prozeßbedingungen ermöglicht. Beispiele für durch die phototrophen Organismen hergestellte Stoffe sind pharmazeutische Wirkstoffe. Das für die Massenproduktion erforderliche große Volumen wird in eine Vielzahl kleiner Kompartimente aufgeteilt, in denen einheitliche und konstante Prozeßbedingungen eingestellt werden. Mit entsprechendem Scale-Up, das heißt Abfüllung und Lagerung von bis zu mehreren Tausend kleinformatigen Kompartimenten stehen wieder die für die Massenproduktion gewünschten Volumina zur Verfügung. Aufgrund des modularen Aufbaus wird eine hohe Flexibilität bezüglich der Kultivierungsbedingungen erhalten.With the method according to the invention is the mass production of phototrophic organisms, and optionally also mass production the substances produced by the phototrophic organisms, under uniform, constant and reproducible process conditions allows. Examples of the phototrophic Organisms produced substances are pharmaceutical agents. The big one needed for mass production Volume is divided into a number of small compartments, in which uniform and constant process conditions are set become. With appropriate scale-up, that is bottling and storage of up to several thousand small-sized compartments are again the ones wanted for mass production Volumes available. Due to the modular structure becomes high flexibility in cultivation conditions receive.

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Claims (9)

Verfahren zur Kultivierung von phototrophen Organismen in kleinformatigen Kompartimenten, in einem mehrstufigen Verfahren, in welchem verschließbare Behältnisse als Kultivierungsgefäße mit einem Volumen von vorzugsweise 10–1 bis 101 Litern bereitgestellt werden, diese in einer automatisierten Anlage, mit phototrophen Organismen und wässerigem Medium befüllt werden, unter Lichteinwirkung gelagert werden, die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe gewonnen werden, und gegebenenfalls die Behältnisse der Wiederverwertung in dem Verfahren zugeführt werden.Process for the cultivation of phototrophic organisms in small-sized compartments, in a multi-stage process, in which closable containers are provided as culture vessels with a volume of preferably 10 -1 to 10 1 liters, these are filled in an automated system, with phototrophic organisms and aqueous medium , stored under the action of light, the phototrophic organisms and / or the substances produced by the phototrophic organisms are obtained, and optionally the containers are recycled for recycling in the process. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung unter aseptischen oder sterilen Bedingungen erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that filling under aseptic or sterile conditions he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung mit wässerigem Medium und phototrophen Organismen getrennt und seriell oder simultan, mit anschließender Mischung in dem Kultivierungsgefäß, erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that filling with aqueous medium and phototrophic Organisms separated and serial or simultaneous, with subsequent Mixture in the culture vessel, takes place. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den phototrophen Organismen befüllten Kultivierungsbehälter ohne Gasaustausch über die Behältergrenzen hinweg gelagert werden.Method according to Claims 1 to 3, characterized that the cultivation container filled with the phototrophic organisms without gas exchange across the tank boundaries be stored. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lagerung der mit den phototrophen Organismen befüllten Kultivierungsbehälter ein Gasaustausch und/oder Flüssigkeitsaustausch erfolgt.Method according to Claims 1 to 3, characterized that during storage with the phototrophic organisms filled culture tank a gas exchange and / or fluid exchange takes place. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass transparente oder transluzente Kultivierungsgefäße verwendet werden.Method according to Claims 1 to 5, characterized that transparent or translucent culture vessels be used. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung in geschlossenen, transparenten oder nicht-transparenten, Gebäuden unter Beleuchtung mit Kunstlicht und/oder Nutzung von lichtleitenden Einrichtungen erfolgt.Method according to Claims 1 to 6, characterized that the storage in closed, transparent or non-transparent, Buildings under illumination with artificial light and / or use of light-conducting devices takes place. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, ohne vorherige Entleerung der Kultivierungsgefäße, direkt aus dem Medium extrahiert werden oder vom Medium abgetrennt werden.Method according to Claims 1 to 7, characterized that the phototrophic organisms and / or by the phototrophic Organism-produced substances, without prior emptying of the culture vessels, be extracted directly from the medium or separated from the medium become. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung der phototrophen Organismen und/oder der durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe, die Kulturgefäße entleert werden, die entleerte Flüssigkeit gesammelt wird, und danach die phototrophen Organismen und/oder die durch die phototrophen Organismen hergestellten Stoffe gewonnen werden.Method according to Claims 1 to 7, characterized that for obtaining the phototrophic organisms and / or by the phototrophic organisms produced substances that emptied culture vessels be collected, the emptied liquid, and afterwards the phototrophic organisms and / or by the phototrophic Organisms produced substances.
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