DE2020068A1

DE2020068A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung von Lebensvorgaengen bei Mikroorganismen

Info

Publication number: DE2020068A1
Application number: DE19702020068
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: INTERMAG GETRAENKE TECHNIK AG
Current assignee: INTERMAG GETRAENKE TECHNIK AG
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-11-11
Also published as: NL7105539A; FR2090548A5

Description

Patentanwälte Dlpl.-Ing. R. B E ε T Z sen. Dlpl-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R, B E E T Z Jr.

8M0nohe_nnSt.In,d_Orfetr.10 ^^^^ 24.if.1970

INTERMAG GETRÄNKE-TECHNIK AG., Aar au (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung von Lebensvorgangen bei Mikroorganismen

Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf ein Verfahren zur Beschleunigung von Lebensvorgängen, wie Stoffwechsel, Vermehrung, Biosynthese u.dgl. bei Mikroorganismen, die sich in einem vorzugsweise flüssigen Substrat, gegebenenfalls auch in einem anderen fließfähigen Medium, z.B. einem Gas, befinden, das Nähr- und andere Stoffe enthalten kann.

Zur Beschleunigung von Lebensvorgängen, wie Stoffwechsel, Vermehrung, Biosynthese u.dgl. bei Mikroorganismen, die sich in einem fließfähigen Substrat befinden, das Nähr- und andere Stoffe enthalten kann, sind im wesentlichen zwei Maßnahmen Üblich;

Man hält das Substrat mit den Mikroorganismen auf einer für den jeweils erwünschten und zu fördernden Lebensvorgang besonders geeigneten Temperatur!

man ^orgt für eine lebhafte Bewegung innerhalb des flüssigen Substrats, um den Kontakt zwischen den Mikroorganis-

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men und in dem Substrat vorhandenen, insbesondere gelösten Nähr- oder anderen Stoffen zu begünstigen.

Es ist auch nicht mehr neu, durch entsprechende Einstellung der Stoffzusammensetzung in dem flüssigen Substrat und eine gezielte Temperaturregelung bestimmte Lebensvorgänge zu bevorzugen, so daß sie unter besonders günstigen Bedingungen ablaufen, während unerwünschte, normalerweise gleichzeitig ablaufende Lebensvorgänge auf diese Weise zurückgehalten werden. Weitere Mittel für eine gezielte Beeinflussung sind - unter anderen - die Konzentration an bestimmten, die Lebensvorgänge fördernden Stoffen und der pH-Wert des flüssigen Substrats«,

Für die meisten-.technisch ausnutzbaren Lebensvorgänge. bei Mikroorganismen»- wie Gewinnung bestimmter Stoffwechselprodukte, Enzyme oder für Biosynthese anderer Art, ist es von wesentlicher Bedeutung·, daß.,die Mikroorganismen-Population, die für den.Ertrag oder die Ausbeute entscheidend ist, sich' in einem besonders kräftigen* zur Erzeugung der Stoffwechsel- oder Biosyntheseprodukte besonders geeigneten Zustand befindet» Dies bedingt normalerweise, daß. neben der eigentlichen Verarbeitung des in dem Substrat befindlichem Materials auch eine gewisse Vermehrung der Mikroorganismen begünstigt werden muß, um stets in ausreichender- Menge jiunge, leistungskräf ti geOrganismen zur Verfügung au haben, deren Produktion an Enzymen und anderen Wirkstoffen bei Anwendung der oben ,erwähnten zusätzlichen Maßnahmen (geeignete Temperatur* Säuerstoffzugabe und rasche Relativbewegung zwischen Substrat --iissd den ■ -Mikroorganismen) ein schnelles Ablaufen der angestrebten.tto*■"? Setzungen oder Beeinflussungen möglich machen«-' . " - · ' "

Bs wurde nun gefunden, da£ man die iiblichen, technisch

auswertbaren Lebensvorgänge bei Mikroorganismen, wie-Stoffwechsel« Vermehrung und Biosynthese, in ganz unerwarteter Weise beschleunigen kann, ohne schädliche Wirkungen auszulösen, wenn man nicht nur den Kontakt zwischen der äußeren Zellwand der Mikroorganismen und dem flüssigen Substrat verbessert, indem man, das flüssige Substrat mit den Mikroorganismen kräftig rührt oder das Substrat durch eine relativ dichte Schicht von Mikroorganismen hlndurehpreßt. Man kann die erwünschten Lebensvorgänge, insbesondere die Vermehrung, noch dadurch wesentlich beschleunigen, daß man erfindungsgemäß eine Suspension der Mikroorganismen in dem Substrat einer oder mehreren kurzzeitigen Druckänderungen unterwirft.

Unter kurzzeitigen Druckänderungen sind solche Druckänderungen zu verstehen, die sowohl an der äußeren Zellwand und deren Cytoplasmamembran als auch an den semipermeabler! Häuten im Inneren der Zelle, etwa an der Zellkernmembran, Differenzdrücke erzeugen können, welche sich gegebenenfalls zu an sich vorhandenen osmotischen Drücken addieren und die betreffenden Membranen besser durchlässig für Nähr-, Wirk- und andere Stoffe aachen, die beispielsweise für die Biosynthese und die Vermehrung von entscheidender Bedeutung sind*

Es 1st an sich bekannt, daß in rascher Folge auf eine Mikroorganismen-Suspension In einem flüssigen Substrat ausgeübte Druokstöße In Form von ültrasohallschwingungen nach kurzer Zelt zu einer Zerstörung der Mikroorganismen führen können. Man führt dieses Zerstören der Mikroorganismen bzw. das Beendigen ihrer Lebensfunktion auf ein chemisches Zerreißen großmolekularer, für die Lebensvorgänge wichtiger Eiweißverbindungen und/oder auf eine Koagulation von anderen Stoffen zurüok.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Entdeckung zugrunde, daß kurzzeitige Druckänderungen, wie sie beispielsweise in einer Schalldruckwelle auftreten, im Falle größerer Energie im allgemeinen nur dann für Mikroorganismen lebensbedrohend sind, wenn sie in rascher Folge auf die Mikroorganismen einwirken. Eine einzige oder auch mehrere diskrete, in größeren Zeitabständen aufeinanderfolgende Druckänderung(en) - selbst wenn es sich um relativ hohe Druckdifferenzen innerhalb dieser Druckänderungen handelt - sind offenbar unschädlich für die meisten Mikroorganismen mit einfachem Zellaufbau.

Eingehende Versuche lassen erwarten, daß wan Drücke anwenden kann, die über die osmotisohen Drücke hinausgehen, welche sich an den Zellmembranen unter bestimmten Bedingungen einstellen.

Innerhalb eines Temperaturbereichs, wie er für Stoffwechselvermehrung, Biosynthese u.dgl. bevorzugt in Frage kommt, d.h. in einem Bereich zwischen +5 und +40°, lassen sich Druckänderungen in dem Gebiet zwischen 20 und 0,25 ata anwenden, wobei Drucksprünge von 20 at auftreten können, wenn es sich um kleinzelllge Mikroorganismen handelt.

Wie sieh bei der versuchsmäßigen Auswertung der vorliegenden Erfindung gezeigt hat, stellen die erfindungsgemäß auf die Mikroorganismen-Suspension auszuübenden kurzzeitigen Druokänderungen - bzw. nur eine derartige kurzzeitige Druckänderung - nur einen "Auslösefaktor" darj für den weiteren Ablauf des durch eine solche "Auslösung" oder bildlich gesprochen "Initialzündung" ausgelösten Vorgangs sind dann übliche oder von den üblichen hur wenig abweichende Lebensbedingungen bzw. Stoffwechsel- und Biosynthesebedingun-

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gen für die Mikroorganismen einzuhalten.

Um aber auch die weiteren Stadien der einmal oder in größerer zeitlicher Folge ausgelösten Lebensvorgänge unter möglichst günstigen Bedingungen und so rasch als zulässig ablaufen zu lassen, erweist es sloh als vorteilhaft, die zumindest einer kurzzeitigen Druckänderung unterworfene Suspension weiterhin pulsierenden Drücken auszusetzen» deren Aufgabe es ist, den Kontakt der Mikroorganismenzellen mit den im flüssigen Substrat enthaltenen Stoffen zu verbessern. Die Frequenz dieser pulsierenden Drücke wird zweckmäßigerweise innerhalb des Tonfrequenzgebietes gehalten, damit die oben erwähnten, durch Ultrakurzwellen bedingten Schädigungen der Mikroorganismen vermieden werden*

'Eine besonders günstige Verfahrensweise zur Beschleuni*· gung von Lebensvorgängen bei Mikroorganismen gemäß der vorliegenden Erfindung, Insbesondere zur Beschleunigung der Vermehrung, besteht darin, daß man auf einen stetigen Strom der Suspension zumindest einmal zunächst einen relativ hohen Druak einwirken läßt, dann für eine sehr kurze Zeit die Suspei

ision einem niedrigen Druök aussetzt und sofort den

Druck wieder auf einen Normalwert erhöht.

Besonders günstige Versuohswerte haben sich bei Bierhefezellen' für plötzliche Drucksenkungen von etwa 5 ata bis auf 0,5 bis 0,4 ata während einer Zeitdauer von etwa einer Mikrosekunde und ein sofortiges Wiederansteigen des Druckes auf einen Wert von ungefähr 1 ata ergeben.

Die fLUf die Mikroorganismen-Suspension einwirkenden

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Druckänderungen kann man ausnutzen« um der Suspension Nähroder andere Stoffe zuzugeben, auch Gase, wie Sauerstoff« gasförmige Kohlenwasserstoffe od.dgl.% man kann aber auch .diese Druckpulsationen benutzen« um während der sehr kurzen Unterdruckperiode der Mikroorganismensuspension Oase zu entziehen« die sich als Reaktionsprodukte des Stoffwechselvorgangs an der äußeren Zellwand in Form von kleinen Bläschen ansetzen und durch ihre Anwesenheit den Stoffaustausoh durch die Zellwand empfindlich hemmen.

Die oben erwähnten kurzzeitigen Druskänderungen können in irgendeiner Weise erzeugt werden« so kann man beispielsweise durch eine in einem Gefäß befindliche Mikroorganismensuspension einen Druckstoß Mudurchleiten« der ausgehend von einer Wand des Gefäßes als Unter- oder Üfaerdruok-Stoßwelle die Suspension durchläuft, Vorteilhafter für die praktische Durchführung des erfindungsgemäien Verfahrens ist jedoch die Verwendung einer Düse« etwa einer Venturidüse oder einer EJektorpumpe, bei der die unter Überdruck der Düse zugeführte Mikroorganismen-Suspension !innerhalb des engsten Düsenquersohnitts« den sie mit entsprechend großer Geschwindigkeit durchströmt, einem sehr niedrigen statischen Druck ausgesetzt ist« der sich erst wieder hinter der Düse bei einer Erweiterung des Strömungsquerselmitts erhöht.

Eine ejektorartig ausgebildete Düse inaeht das Einführen oder Abführen von zusätzlichen Stoffen* äas bereits oben erwähnt wurde, besonders einfach.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr eine

Reihe von Durchführungsbeispielen beschrieben« bei denen

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zur Erzeugung der kurzzeitigen Druckänderungen Jeweils Düsen verwendet worden sind.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Versuchsanordnung mit einem Vorratsgefäß 1 für eine MikroorganisBiensuspension, in der sich ein Rührwerk 2 befindet. Von der Unterseite dieses Gefäßes führt eine Flüssigkeitsleitung zu einer Pumpe 3, welche die aus dem Gefäß angesaugte Mikroorganismensuspension auf einstellbare tiberdrücke bringt. Von der Pumpe aus fließt die Mikroorganismensuspension einer Düse k zu, die beispielsweise als Venturi-Düse ausgebildet sein kann.

Im Versuchsfalle handelte es sich um eine Ejektorpumpe.

In dem engsten Querschnitt dieser Düse geht der statische Druok innerhalb der Mikroorganismensuspension auf Werte zwischen O, J5 und 0,5 ata zurückί am Ausgang der Düse stellt sich ein etwas li^er Atmosphärendruck liegender Druck ein, der im wesentlichen durch den Strömungswiderstand innerhalb der Leitung 5 bedingt ist, über welche die Suspension wieder in das Gefäß 1 zurückgeleitet werden kann.

In dem Vorratsgefäß 1 kann anstelle des in der Figur dargestellten Rührwerks 2 auch ein Erzeuger für pulsierende Drücke eingebaut sein, der leichte Druckänderungen im Tonfrequenzgebiet erzeugt, die den Stoffaustausch durch die Zellwände begünstigen.

Für den Fall einer Vermehrung von Mikroorganismen, insbesondere Hefezellen, zum Zwecke der Eiweißgewinnung kann es sich als zweckmäßig erweisen, beispielsweise aus dem

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Vorratsgefäß 1 - gegebenenfalls auch aus der Umlaufleitung 3 bis 5 - einen größeren Anteil der Suspension abzuleiten und über eine Pumpe 6 durch eine weitere Ejektordüse 7 zu fördern, in der die Hefesuspension mit aus einem Waschwassergefäß 8 über die Leitung 9 zugeführten Waschwasser gewaschen wird.

Mit einer Vorrichtung einfachster Art, die das Vorratsgefäß 1, die Pumpe 3 und eine Ejektordüse 4 umfaßte, wurden einige Versuche gefahren:

a) Vermehrung von Backhefe in einer Melasselösung;

b) Vermehrung von Bierhefe in einer Bierwürze.

Es wurde jeweils eine Suspension der Hefe in der Melasselösung bzw. der Bierwürze durch die Pumpe und die EjektordÜse hindurchgefördert und dann für eine gewisse Zeit sich selbst überlassen. Der engste Querschnitt der EjektordÜse 4 war ein Kreisquerschnitt mit 3 nun Durohmesser.

In dem ersten Versuch wurde die Baekhefesuspension In Melasselösung mit 1,4 atü durch die Düse 4 hindurchgepreßt, der Durchsatz lag etwa zwischen 1,5 und 1,8 nr/h. Nach 70 Minuten konnte festgestellt werden, daß das Gewicht der Backhefe um 50 % zugenommen hatte.

Bei diesen Versuchen wurden die Hefemengen Über Membranfilter abfiltriert, im Vakuumtrookner bis zuv öewiohtskonstanz getrocknet und dann gewogen. Diese Wägungen geben also genau die Massenzunahme der eingesetzten Hefe an, so daß unmittelbar auf die Vermehrungsgesohwindigkeit geschlossen werden kann« Bei dem ersten Versuch ergab sich eine

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Gewichtszunahme nach 70 Minuten, was einer Generationszeit von l40 Minuten entsprechen würde.

Durch Erhöhen des Staudruckes vor der Ejektordüse 4 auf einen Wert von 4 atü ergab sich bei der gleichen Düse von J mm Durchmesser und einem Durchsatz von etwa 3 1117h innerhalb der Zeit von 70 Minuten eine Gewichtszunahme von 100 #; dies bedeutet also, daß die Generationszeit -* innerhalb der sich die Hefemasse verdoppelt «bei diesem Ausgangsdruck nur 70 Minuten betrug.

Der mit Bierhefe und Bierwürze durchgeführte Versuch, bei dem der Staudruck vor der Ejektordüse 4 atü betrug, ergab bei einem Durchsatz von ca. j3 ir/h und dem gleichen Düsendurohmesser von 3 mm eine Hefe-Gewichtszunahme von 100 %. innerhalb von 20 Minuten. <

Dies bedeutet, daß die Generationszeit von Bierhefe in Bierwürze durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ir[ ganz Überraschender Welse verkürzt werden konnte. j ■·...■■ -.■■■-..

Es seji noch darauf hingewiesen, daß die oben geschilderten Versuche ohne Sauerstoffzuführung gefahren wurden; es ist anzunehmen, daß bei Sauerstoffzugabe, insbesondere bei den Versuqhen mit Bäckerhefe in Melasselösung, noch weit günstigere; Ergebnisse erzielt werden können.

Die Untersuchung der Hefezellön nach Abschluß der Versuche zjeigten jeweils vollkommen normale Hefebilder mit scharfen Konturen, ohne irgendwelche pathologischen Anzelohehj Die vermehrten, sehr gut sichtbaren Chromatin-Gebilde l|merhalb der Zellen weisett auf den angelaufenen

INSPECTED

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Vermehrungs-Mechanismus hin, wie auch das mile oskopische Bild sehr deutlich Kernteilungs- und Sproß-Figuren zeigte.

Aus den Versuchen kann gefolgert werden, daß kurzzeitige Anwendung von Druckänderungen in denjenigen Grenzen, wie sie auch unter bestimmten Bedingungen als osmothische Druckdifferenzen an den Zellmembranen auftreten können, ohne nachteilige Folgen für die einzelnen Mikroorganismen sind und lediglich den Stofftransport durch die äußere Zellwand und die inneren Zellmembranen beschleunigen·

Aus dem ersten Versuch mit einem Staudruck von nur 1,4 atü und einem schroffen Abfall auf einen am engsten Düsenquerschnitt zu ungefähr 0,6 at absolut errechneten kleinsten Druck ist bereits eine Verkürzung der Generationszelt auf ungefähr die Hälfte der unter sonst günstigsten Bedingungen erzielbaren Generationszeiten zu entnehmen.

Weiterhin durchgeführte, vorbereitende Versuche lassen den Schluß zu, daß bei Bakterien noch mit wesentlich höheren Druckdifferenzen gearbeitet werden kann, so dürften bei gram-negativen Bakterien Drucksprünge bis 10 at, bei gram-positiven Bakterien sogar bis 20 at zulässig sein, da die Zellmembranen Druckänderungen in dieser Größenordnung standhalten dürften.

Bemerkenswert ist, daß bei den oben genannten Versuchen der Überdruck vor der Düse relativ langsam ansteigt, da er durch eine Pumpe erzeugt wird, daß aber die kurzzeitige Druokherabsetzung innerhalb der Düse außerordentlich schnell vor sich geht. Da die Durchflußgeschwindigkeiten durch den.die Einschnürung enthaltenden Düsenteil in der

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Größenordnung von 50 bis 150 m/s liegen, sind die Zeiten, während der der Druckabfall und der nachfolgende Druckanstieg erfolgen, sehr kurz, sie liegen in der Größenordnung von wenigen Mlkrosekunden·

Dieser schnelle Druckabfall und der sofortige Druckanstieg muß auf die Flüssigkeit innerhalb der Mikroorganismen-Zellen wie ein Stoß* wirken, der momentan größere Druokunterschlede beiderseits der semipermeablen Zellmembranen erzeugt und Bewegungen von kleinsten körperlichen Gebilden innerhalb der Zelle hervorruft, die unter der Einwirkung normalerer Druckänderungen nicht oder zumindest nicht in dem Maße auftreten würden»

Wesentlich dürfte ferner sein, daß die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen begünstigte Penetrationskinetik der Zellmembranen im Sinne einer erleichterten Diffusion in der gleichen Weise eine Funktion der Sättigungskinetik sein dürfte, wie dies beim normalerweise erfolgenden enzymatisohen Geschehen des aktiven Transportes durch die Zellwände der Fall 1st.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß kurzzeitige oder mit relativ langen Zwischenzelten auftretende pulsatorische Druckänderungen im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Beschleunigung des Stofftransports durch die Zellwände und -membranen ergeben, wobei drei Transportfunktionen besonders definiert werden können:

1 · Influx und fixflux zwischen dem die Zelle umgebenden äußeren Raum und dem Cytoplasma der Zelle, d.h. Transport durch die Zellwand bzw. die Cytoplasmamembran.

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2. Influx und Exflux vom Cytoplasma zum Zellkern, d.h. ein Transport durch die Poren der Zellkernmembran.

J. Austauschtransport durch das endoplasmatische Retikulum der Zelle, wobei ein Transport durch die Kernmembran zur Zellwand und von der Zellwand zur Kernmembran oder ein Transport vom endoplasmatischen Retikulum zum Cytoplasma und umgekehrt begünstigt wird.

4. Influx und Exflux von Cytoplasma zu den Chondriosomen oder Mitochondrien.

Es läßt sich also nicht nur der normale Transport infolge Konzentrationsgefälles durch Wirksamwerden der Natriumpumpe usw. durch die Zellmembranen bei dem normalen Stoffaustausch beschleunigen^ man kann auch Stofftransporte durch mehrere Membranen hindurch beschleunigen, d.h. den Transport von Aufbau- oder Abbaustoffen (etwa Enzyme), die eine öffnung von Membranporen bewirken, Substrate, die die Enzymproduktion anregen sowie Umbauenzyme, wie Transaminasen zum Transaminieren der Aminosäuren oder aber Oxydasen, beschleunigen. Weiterhin ist es möglich, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren den pH-Wert in einer Zelle derart zu beeinflussen, daß etwa die intrazellulären Proteasen, beispielsweise Kathepsin, das an den Lysosomen lokalisiert ist, und die nur im neutralen Bereich Proteine spalten, nicht wirksam werden können und so der proteolytische Eiweißabbau verhindert wird.

Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei noch darauf aufmerksam gemacht, daß dieses Verfahren sich nicht nur auf die Beschleunigung der bisher bekannten Lebensäußerungen von Mikroorganismen erstreckt; man kann mit der Anwendung dieses Verfahrens auch andere Zwecke verbinden,

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bei denen ein mehr oder weniger gerichteter Stofftransport oder Austausch durch Zellmembranen am äußeren Umfang und im Inneren der Zelle erwünscht ist. ·

So besteht beispielsweise zur Zeit noch eine Schwierigkeit bei der unter Anwendung von Mikroorganismen durchgeführten Gewinnung von Fett- und Eiweißstoffen aus Mineralölen, insbesondere linearen Paraffinkohlenwasserstoffen. Die Zellen nehmen aus dem Substrat, in dem sie sich vermehren, unerwünschte Geschmacksstoffe auf, die die Verwendung der Zellsubstanz nur für Futterzwecke gestattet oder angezeigt erscheinen läßt.

Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Vermehrung von Mikroorganismen in Substraten, die unerwünschte Geschmacksstoffe enthalten und auf die Mikroorganismen übertragen, kann man mit der Einwirkung des kurzzeitigen Druckgefälles auf die Mikroorganismen-Suspension eine Reinigung der Zellen bzw. einen "Waschvorgang" verbinden, indem man die von den Zellen absorbierten Kohlenwasserstoffe und die unerwünschten Lipide mit Wasser, salzhaltigem Wasser, polaren Lösungsmitteln oder Waschflüssigkeiten anderer Art bzw. einem Lieferanten für assimilierbaren Stickstoff, saures Ammoniumphosphat, Kaliumchlorid usw. auswäscht, was zur Beseitigung der den Geschmack ungünstig beeinflussenden Fette im Mikroorganismus führt. Die durch die Druckänderungen gemiß der Erfindung herbeigeführte beschleunigte Austauschströmung durch die Zellmembranen, sowie die gegebenenfalls in der Düse ohne weiteres mögliche Zufuhr von flüssigen oder gasförmigen Stoffen anderer Art machen es möglich, einen gezielten Abbau der geschmacklich ungünstigen Lipide innerhalb des Cytoplasmas der Zellen auf chemischem

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oder fermentativem Wege durchzuführen.

Schließlich erscheint es möglich, die für eine bevorzugte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einge-,setzte Düse bzw. den in dieser Düse auftretenden Unterdruck nicht nur für das Einspeisen von der Suspension zuzuführenden gasförmigen Stoffen wie Sauerstoff, Propangas oder Nährstofflösungen auszunutzen, sondern diese Düse auch außerdem zur Entgasung und zum Abziehen der eingetragenen Stoffe nach Erfolg der Reaktion zu benutzen. So kann man durch zusätzliches Anlegen eines zweiten ünterdruckbereichs an die Saugstelle des Venturi-Rohres durch Wasserentzug auch eine Plasmolyse der abgesaugten Mikroorganismen erreichen oder durchführen, was für die Weiterverarbeitung der Mikroorganismenmengen sehr vorteilhaft ist.

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Claims

Pat entansprüche

1. Verfahren zur Beschleunigung von Lebensvorgangen, wie Stoffwechsel, Vermehrung, Biosynthese u.dgl. bei Mikroorganismen, die sich in einem fließfähigen, insbesondere flüssigen Substrat befinden, das Nähr- und andere Stoffe enthalten kann, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Suspension der Mikroorganismen in dem Substrat einer oder mehreren kurzzeitigen Druckänderungen unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei den kurzzeitigen Druckänderungen in einem Druckbereich zwischen 20 und 0,3 ata bleibt.

J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einen stetigen Strom der Suspension zumindest einmal zunächst einen relativ hohen Druck ausübt, den Druck anschließend plötzlich sehr stark herabsetzt und ihn sofort wieder erhöht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ~5> dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension vor oder nach der kurzzeitigen Druckänderung pulsierenden Drücken aussetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei den Druckpulsationen Frequenzen verwendet, die sich bis in den Tonfrequenzbereich erstrecken.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß man der Suspension während der kurzzeitigen Druckänderungen Nähr- oder andere Stoffe, gegebenenfalls auch Gase, zusetzt.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase, wie Sauerstoff, gasförmige Kohlenwasserstoffe od.dgl. im oder in unmittelbarem Anschluß an den niedrigen Druckbereich zugibt.

8» Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man der Suspension während der kurzzeitigen Druckänderungen Stoffe bzw. Mikroorganismen entzieht.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder J, gekennzeichnet durch einen Leitungszug für eine Mikroorganismen-Suspension, in dem im Anschluß an eine Druckpumpe (3) eine Düse (4), wie Venturi-Düse oder Ejektor, angeordnet ist, in der die mit Überdruck zugeführte Suspension einen sehr kurzzeitigen Druckabfall erfährt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9* gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter (1) für eine Mikroorganismen-Suspension, an den einerseits die Pumpe (~5) und andererseits das Austrittsende der Düse (4) angeschlossen sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 und 5* gekennzeichnet durch eine zur Aufnahme einer Mikroorganismen-Suspension geeignetes Gefäß bzw. geeignete Leitung und eine Vorrichtung zum Erzeugen von pulsierenden Drücken innerhalb der Suspension.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von pulsierenden Drücken in einem Frequenzbereich arbeitet, der sich bis in den Tonfr equerizber ei cn erstreckt.

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13· Vorrichtiong nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Düse Anschlüsse für das Einführen oder Abführen von Stoffen in oder aus der durch die Düse strömenden Mikroorganismensuspension vorgesehen sind-

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch das Verwenden von ejektorartigen Waschdüsen (7) in einem Abzweig für das Austragen von Mikroorganismen bzw. der Mikroorganismensuspension aus einem Kreislauf oder einem Sammelgefäß (!)<>

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