EP2478084A1

EP2478084A1 - Flüssigkeitsbegaser

Info

Publication number: EP2478084A1
Application number: EP10762591A
Authority: EP
Inventors: Juri Seletzky; Jörg KAULING; Björn FRAHM; Helmut Brod; Marc Jenne; Franz Schmitt
Original assignee: Bayer Technology Services GmbH
Current assignee: Bayer Intellectual Property GmbH
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-04
Publication date: 2012-07-25
Also published as: US20120234394A1; WO2011032652A1; DE102009042200A1; CN102575212A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Begaser zum Eintrag eines Gases oder Gasgemisches in eine Flüssigkeit sowie ein Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten. Der erfϊndungsgemäße Begaser umfasst einen Hohlraum, einen Gaseinlass zum Einleiten eines Gases in den Hohlraum und zwei oder mehr Flächen, die formschlüssig aufeinander gepresst sind oder gepresst werden können, so dass ein durch den Gaseinlass in den Hohlraum gedrücktes Gas durch die zwischen den zusammengepressten Flächen auftretenden Spalten entweicht.

Description

Flüssigkeitsbegaser

Die Erfindung betrifft einen Begaser zum Eintrag eines Gases oder Gasgemisches in eine Flüssigkeit, vorzugsweise in Form von Mikroblasen, sowie ein Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten. Die Begasung von Flüssigkeiten mit einem Gas oder Gasgemisch spielt in einer Vielzahl von technischen Anwendungen eine sehr wichtige Rolle. Beispielhaft aber nicht einschränkend sei die Versorgung von Zellen oder Organismen in einem flüssigen Nährmedium mit Sauerstoff genannt.

An das Begasungssystem werden dabei je nach Anwendung sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. So ist die Kultivierung menschlicher, tierischer oder pflanzlicher Zellen in einem Nährmedium sehr anspruchsvoll, weil die Zellen im Gegensatz zu Mikroorganismen sehr empfindlich hinsichtlich mechanischer Scherbeanspruchung und unzureichender Versorgung mit Sauerstoff sowie Nährstoffen sind (siehe z.B. H.-J. Henzler: ^article Stress in Bioreactors " Adv. Biochem. EngVBiotechnol. 67 (2000), S. 35-82).

Im Gegensatz zu Nährstoffen, die in solcher Konzentration im Nährmedium vorliegen, dass sie nicht andauernd nachdosiert werden müssen, ist die Sauerstofflöslichkeit des Nährmediums oft so gering, dass ohne kontinuierliche Sauerstoffzufuhr die Zellen schnell in eine Sauerstofflimitierung gelangen würden. Neben der ausreichenden Versorgung mit Sauerstoff kommt dem Abtransport von Kohlendioxid eine ähnliche Bedeutung zu.

Es ist bekannt (siehe z.B. EP0422149B1), dass beim Entstehen und Zerplatzen von Gasblasen hohe Scherkräfte wirken, die zu einer Zellschädigung führen können. Dies senkt die Ausbeute. Zudem fuhren Bestandteile zerstörter Zellen zu einer Produktverunreinigung und zu einer erschwerten Aufarbeitung (Reinigung).

Ferner führen Gasblasen zur Bildung von Schaum. Eine Schaumbildung ist jedoch zu vermeiden, da Zellen dazu neigen, mit dem Schaum zu flotieren. In der Schaumschicht finden sie nicht adäquate Kultivierungsbedingungen vor. Der Einsatz von Antischaummitteln kann zu Zellschädigung oder Ausbeuteverlusten in der Aufarbeitung oder zu einem vermehrten Aufarbeitungsaufwand führen. Zudem kann eine ausreichende Sauerstoffversorgung bei scherempfindlichen Zellen mit einer grobblasigen Begasungsmethode nur bis zu relativ niedrigen Zelldichten sichergestellt werden (H.-J. Henzler:„Verfahrentechnische Auslegungsunterlagen für Rührbehälter als Fermenter" Chem. Ing. Tech. 54 ( 1982) Nr. 5, S. 461 -476).

Die blasenfreie Begasung umgeht die Problematik, indem der Gasaustausch über eine eingetauchte Membranfläche erfolgt. Hierbei wird die Begasung mit geschlossenen oder offenporigen Membranen durchgeführt. Diese sind z.B. in der durch einen Rührer bewegten Flüssigkeit angeordnet. Beispielsweise lassen sich Membranen als Schläuche auf zylindrischen Korbstatoren aufwickeln (EP0172478B1, EP0240560B1). Zur Unterbringung großer Stoffaustauschflächen werden die Schläuche mit möglichst geringem Abstand dicht nebeneinander platziert. Als Schlauchmaterial hat sich Silikon gegenüber porösen Polymeren durchgesetzt. Problematisch sind aber Toträume zwischen den Schläuchen und zwischen dem Stator und den Schläuchen, in denen sich leicht Ablagerungen bilden können. Die fortschreitende Ablagerung von Substanzen auf den Silikonschläuchen selbst führt zu einem zunehmend schlechteren Gastransfer, z.B. zur Versorgung von Zellen mit Sauerstoff oder beim Abtransport von Kohlendioxid. Nachteilig an der beschriebenen Membranbegasung ist zudem der vergleichsweise geringe Stofftransportkoeffizient (H.-J. Henzler, J. Kauling:„Oxygenation of cell cultures" Bioprocess Engineering 9 (1993), S. 61-75). Um hohe Stofftransportraten zu erreichen, ist es erforderlich, entsprechend viel Membranfläche im Bioreaktor zu installieren. Dies ist jedoch bezüglich Konstruktion und Handhabung aufwändig (Montage, Sterilisation, Reinigung, Erzeugung von unzureichend durchmischten Bereichen etc.) und führt zur Vergrößerung von Toträumen. Es ist denkbar, den Leistungseintrag zu erhöhen. Da der Stofftransportkoeffizient vom Leistungseintrag abhängig ist, kann hierdurch eine Steigerung der Stofftransportrate erzielt werden. Das Potential ist jedoch durch die resultierende Scherbelastung der Zellen aufgrund des höheren Leistungseintrages begrenzt. Eine Reinigung der Membranschläuche ist schwierig, so dass in der Regel in der Produktion nach jeder Kultivierung der komplette Austausch aller Membranschläuche erfolgt. Hierzu ist der Ausbau des Membranstators aus dem Bioreaktor erforderlich, was wiederum bei Reaktorvolumen ab ca. 100 L den Einsatz eines Krans, Seilzugs oder einer entsprechenden Vorrichtung bedingt.

Eine weitere Möglichkeit stellt die Mikroblasenbegasung dar, bei der Gas in Form von feinen Bläschen in eine Flüssigkeit eingebracht werden kann und / oder ein Gas aus der Flüssigkeit entfernt werden kann. Unter„feinen Bläschen" werden Gasblasen verstanden, die einen geringen Durchmesser aufweisen, beispielsweise kleiner als 1 mm. Ferner sollten die Gasblasen in dem eingesetzten Kulturmedium eine geringe Neigung zur Koaleszenz besitzen. Solche Bläschen werden erzeugt, indem Gas beispielsweise durch spezielle Sinterkörper aus metallischen und keramischen Werkstoffen, Filterplatten oder laserperforierten Platten, die Poren oder Löcher mit einem Durchmesser von in der Regel kleiner als 100 μιη aufweisen, gepresst wird. Die Membranflächen sind bevorzugt als hohle Körper, z.B. Rohre ausgeführt, durch die Gas strömen kann (siehe z.B. D. Nehring, P. Czermak, J. Vorlop, H. Lübben: , Experimental study of a ceramic micro sparging aeration System in a pilot scale animal cell culture " Biotechnology Progress 20 (2004), S. 1710-1717). Sinterkörper weisen jedoch Toträume auf, in denen es zu Ablagerungen / Korrosion und Fouling o.ä. kommen kann. Ablagerungen / Korrosion und Fouling o.ä. treten im Langzeitbetrieb oft nicht nur in Toträumen, sondern generell auch auf der Spargeroberfläche auf. Je nach Betriebsbedingungen und verwendetem Medium bzw. dessen Inhaltsstoffen kann dies beispielsweise erst nach ca. 10 Tagen auftreten. Sinterkörper neigen leicht zur Verblockung, d.h. es tritt im Laufe der Zeit eine Verschlechterung der Begasung auf, die für kultivierte Zellen schwerwiegende Folgen haben kann. Sinterkörper lassen sich nicht reproduzierbar herstellen, d.h. sie weisen variable Eigenschaften z.B. bezüglich des Sauerstoffübergangskoeffizienten oder der Blasengrößenverteilung auf. Sinterkörper lassen sich nur sehr schwer reinigen. Ferner lassen sich bei gegebenen Sinterkörpern die Begasungseigenschaften nur über den Gasdruck regeln. Es gibt keine Möglichkeit, bei gegebenem Sinterkörper die Blasengröße und die eingetragene Gasmenge unabhängig voneinander einzustellen.

Ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik stellt sich daher die Aufgabe, ein Begasungssystem bereitzustellen, dass die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Es stellt sich die Aufgabe, ein Begasungssystem bereitzustellen, das unabhängig vom Volumenstrom bzw. Vordruck Blasen gewünschter Größen erzeugt. Insbesondere soll das gesuchte Begasungssystem in der Lage sein, Mikroblasen zu erzeugen. Dabei soll es einfach und intuitiv handhabbar sein, kostengünstig in der Herstellung und Verwendung sein und bei Bedarf einfach zu reinigen sein. Es soll als eine bevorzugte Ausführungsform zur Einmalverwendung (Disposable-Artikel) herstellbar sein. Es soll über vernachlässigbare Toträume verfügen, sodass beim Einsatz des gesuchten Begasungssystems in der Fermentation kein Fouling auftritt. Das gesuchte Begasungssystem soll über die Laufzeit eine konstante Begasung gewährleisten. Das gesuchte Begasungssystem soll bei der Kultivierung von scherempfindlichen Zellen einsetzbar sein.

Überraschend wurde gefunden, dass sich Blasen und insbesondere Mikroblasen in einer Flüssigkeit dadurch erzeugen lassen, dass ein Gas durch die Spalten von formschlüssig aufeinander gepressten Flächen gedrückt wird.

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Begaser für Flüssigkeiten, mindestens umfassend einen Hohlraum, einen Gaseinlass zum Einleiten eines Gases in den Hohlraum und zwei oder mehr Flächen, die formschlüssig aufeinander gepresst sind oder gepresst werden können, so dass ein durch den Gaseinlass in den Hohlraum gedrücktes Gas durch die zwischen den zusammengepressten Flächen auftretenden Spalten entweicht.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbegaser verfügt über mindestens zwei Flächen, die formschlüssig in Kontakt gebracht und aufeinander gepresst werden können. Die Flächen können eben oder gebogen oder gewellt oder gezackt sein oder eine andere denkbare Form aufweisen. Der formschlüssige Kontakt bewirkt, dass ein einheitlicher (homogener) Spalt zwischen jeweils zwei Flächen entsteht, durch den ein Gas oder Gasgemisch gedrückt werden kann.

Der formschlüssige Kontakt zwischen jeweils zwei Flächen verhindert, dass vereinzelte Kanäle zwischen den aufeinandergepressten Flächen auftreten, die zu unkontrollierbaren Begasungsbedingungen wie beispielsweise Kurzschlussströmungen führen können. Solche vereinzelten Kanäle bewirken, dass das Gas überwiegend über die Kanäle in die Flüssigkeit eingetragen wird. Ziel ist es jedoch, ein über einen Gaseinlass in einen Hohlkörper des erfindungsgemäßen Begasers gedrücktes Gas oder Gasgemisch einheitlich über einen oder mehrere wohl definierte, homogene Spalten zwischen den formschlüssig in Kontakt stehenden Flächen zu verteilen. Wird der erfindungsgemäße Begaser in eine Flüssigkeit getaucht und Gas in den Hohlkörper gepresst, tritt dieses aus dem Begaser homogen entlang der Spaltlängen in die Flüssigkeit aus und bildet in der Flüssigkeit Blasen.

In einer bevorzugten Form sind die in Kontakt stehenden Flächen eben. Die ebene Ausführung lässt sich besonders leicht realisieren und durch das Aufeinanderpressen der ebenen Flächen ergeben sich einheitliche, gut definierte Spalten zwischen den Flächen.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Flächen durch Ringscheiben bereitgestellt. Zwei oder mehr Ringscheiben werden übereinander gestapelt, so dass die Aussparungen in der Mitte der Ringscheiben einen zusammenhängenden Hohlraum bilden (siehe z.B. Fig. 1). Wird der Ringscheibenstapel oben und unten abgedichtet und ein Gaseinlass angebracht, der in den Hohlraum führt, kann ein Gas in den Hohlraum gepresst werden, das durch die Spalten zwischen den Ringscheiben entweicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Flächen durch die Windungen einer Spiralfeder bereitgestellt. In diesem Fall werden die formschlüssig in Kontakt zu bringenden Flächen nicht durch separate Körper wie im Fall eines Ringscheibenstapels bereitgestellt sondern sie gehören einem einzigen Körper an, der so geformt ist, dass ein Teil seiner Oberfläche mit einem anderen Teil seiner Oberfläche formschlüssig in Kontakt gebracht werden kann. Eine Spiralfeder als Flächenelement eines erfindungsgemäßen Plattenbegasers hat den Vorteil, dass die einzelnen Flächen (Windungen) bereits zueinander so angeordnet sind, dass sie durch eine Kraft auf die Spiralfeder einfach in Kontakt gebracht und formschlüssig aufeinander gepresst werden können. Dabei übt die Spiralfeder eine Gegenkraft auf die äußere, die Feder zusammendrückende Kraft auf, so dass die Spaltbreite zwischen den Flächen (Windungen) durch die äußere Kraft kontrolliert eingestellt werden kann. Dies ermöglicht eine variable Blasengrößeneinstellung. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Körper, welche die formschlüssig aufeinander zu pressenden Flächen bereitstellen, zumindest teilweise deformierbar, so dass sich die Körper durch einen äußeren Anpressdruck aneinander „anschmiegen" und einen formschlüssigen Kontakt ausbilden. Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Begaser so ausgeführt, dass Gas, das vom Inneren des erfindungsgemäßen Begasers durch die Spalten zwischen formschlüssig aufeinandergepressten Flächen nach außen tritt, gleichförmig über den gesamten nach außen gerichteten Spaltumfang in die Flüssigkeit eingetragen wird. Dazu sind die Flächen bevorzugt symmetrisch wie im Fall der Ringscheiben ausgeführt. Die Körper, welche die formschlüssig aufeinander zu pressenden Flächen tragen, werden im Folgenden auch als flächentragende Körper oder kurz als Platten bezeichnet. Eine Ringscheibe und eine Spiralfeder sind demnach spezielle Ausführungsformen einer Platte, die über Flächen verfügt, die entweder mit den Flächen einer anderen Platte (wie im Fall der Ringscheiben) oder mit anderen Flächen derselben Platte (wie im Fall der Spiralfeder) formschlüssig in Kontakt gebracht und aufeinander gepresst werden können. Platten können massiv oder porös sein; bevorzugt werden massive Platten verwendet. Die Platten können z.B. aus Metall, Kunststoff, Glas, Keramik oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Bevorzugt wird als Material Edelstahl (z.B. VA-Stahl) oder Kunststoff (z.B. Teflon, PMMA) eingesetzt.

Es ist denkbar, in einem Begaser Platten aus verschiedenen Materialien einzusetzen. Es ist zum Beispiel denkbar, in einem Ringscheibenstapel Platten aus zwei verschiedenen Materialien alternierend einzusetzen.

Der erfindungsgemäße Begaser lässt sich einfach reinigen. Dazu kann er z.B. auseinandergenommen und die Flächen durch mechanische Beanspruchung gereinigt werden. Die bevorzugt ebenen Flächen sind zu Reinigungszwecken gut zugänglich; es gibt keine Toträume, die schwer zu reinigen wären.

Es ist aber auch denkbar, den erfindungsgemäßen Begaser so zu gestalten, dass eine Reinigung während des Betriebs möglich ist. Es ist z.B. denkbar, die aufeinander gepressten Flächen kurzzeitig gegeneinander zu verschieben oder voneinander abzuheben und so eine Reinigung der Spalten vorzunehmen. Dieses Verschieben oder Abheben der Flächen führt zu der Entfernung von angelagerten Substanzen und wird ggf. unterstützt von einem kurzfristig erhöhten austretenden Gasvolumenstrom („Freiblasen"). In Figur 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Begasers dargestellt, bei dem eine Reinigung während des Betriebes durch einen Druckimpuls erfolgt, bei dem die Flächen kurzfristig voneinander angehoben werden (siehe Beschreibung unten).

Aufgrund der einfachen und kostengünstigen Herstellung des erfindungsgemäßen Begasers ist es auch möglich, diesen als Einwegartikel auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Begaser als Einwegartikel ausgeführt.

Der erfindungsgemäße Begaser vereint eine Reihe von Vorteilen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Begasungssystemen. Er erlaubt die Erzeugung von Mikroblasen, so dass er für die Kultivierung von scherempfindlichen Zellen eingesetzt werden kann. Dabei ist er einfach zu installieren und zu bedienen. Er kann einfach gereinigt werden oder als Einwegartikel ausgeführt werden. Dabei ist er kostengünstig in der Herstellung und Verwendung. Der erfindungsgemäße Begaser führt eine gleichmäßige über den Betrieb konstante Begasung durch; Verblockung oder Fouling treten nicht auf.

Der erfindungsgemäße Begaser kann vielfältig eingesetzt werden. Insbesondere ist er zur Versorgung von Zellen und Organismen mit gasförmigen Nährstoffen (z.B. Sauerstoff) sowie zur Entsorgung von gasförmigen Stoffwechselprodukten (z.B. Kohlendioxid) geeignet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Begasers zur Begasung von Kulturmedien (Zellen und/oder Organismen in einer vorzugsweise wässrigen Suspension). Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten mit einem Gas oder Gasgemisch. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas oder Gasgemisch zwischen zwei oder mehr formschlüssig aufeinander gepressten Flächen geleitet und über die Spalten zwischen den Flächen in die Flüssigkeit eingetragen wird.

Das formschlüssige Aufeinanderpressen der Flächen (Fläcehnpressung) kann, wie dem Fachmann bekannt ist, durch auf die flächentragenden Körper in entgegengesetzte Richtungen wirkende Kräfte erfolgen. Die Kräfte können z.B. über Federn und/oder Schrauben erzeugt werden. Der Vorteil einer solchen Methode liegt darin, dass die Kräfte zum Aufeinanderpressen einstellbar sind und damit die Kraft eine Stellgröße für die Einstellung der Blasengröße darstellt (siehe unten).

Eine andere Möglichkeit besteht in der einmaligen Verpressung von Platten bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Begasers. Dadurch ergeben sich fest eingestellte, dauerhaft wirkende Kräfte. Konstruktionstechnisch kann dies z.B. dadurch realisiert werden, dass ein Stift in einem Hohlraum gestaucht wird, so dass die aufgebrachten Verpresskräfte dauerhaft gehalten werden (siehe Figuren 7, 8 und 9). Eine andere Möglichkeit ist das Ineinanderdrücken konusfÖrmiger Bauteile. Ein Vorteil der einmaligen Verpressung der Platten bei der Herstellung und der dadurch fest eingestellten, dauerhaft erzeugten Kräfte ist eine simple Bauweise, welche vorzugsweise bei der Einmalverwendung (disposable) des Plattenbegasers geringe Herstellkosten erlaubt. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Baugröße. Der Nachteil der nicht nach Herstellung noch einstellbaren Kräfte kann durch Erzeugung mehrerer Disposable- Varianten mit unterschiedlich stark verpressten Platten umgangen werden. So kann beispielsweise ein Sortiment aus Einmal- (Disposable)Plattenbegasern mit unterschiedlich stark verpressten Platten für unterschiedliche Blasengrößen / Einsatzzwecke vorrätig gehalten werden.

Die Begasungseigenschaften des erfindungsgemäßen Begasers, d.h. die Blasengröße und die Menge an in eine Flüssigkeit eingetragenem Gas lassen sich vielfältig über Parameter wie Anzahl der Platten, Materialkombinationen der Platten, Oberflächeneigenschaften (Form, Rauhigkeit), Anpressdruck der Flächen, Spaltlängen und Spaltbreiten sowie Gasvordruck einstellen.

Bevorzugt werden die Parameter so gewählt, dass beim Durchdrücken von Gas durch die Flächenspalten Mikroblasen erzeugt werden. Unter Mikroblasen werden Blasen verstanden, die einen Durchmesser von weniger als 1 mm aufweisen. Bevorzugt weisen die Mikroblasen einen Durchmesser von weniger als 500 pm, besonders bevorzugt von weniger als 200 μπι und ganz besonders bevorzugt von weniger als 100 μπι auf. Mikroblasen weisen gegenüber größeren Blasen ein größeres Verhältnis von Blasenoberfläche zu deren Volumen auf. Mikroblasen ermöglichen damit einen besseren Stofftransport von der Gas- in die Flüssigphase und z.B. im Fall einer Fermentation dementsprechend höhere Zellkonzentrationen bzw. Produktivitäten bzw. Raum-Zeit- Ausbeuten als größere Blasen.

Die Parameter zur Erzeugung von Mikroblasen hängen von dem jeweiligen Anwendungsfall ab und lassen sich durch Routineversuche einfach empirisch ermitteln (siehe unten). Besonders bevorzugt werden die Parameter so eingestellt, dass Mikroblasen mit einem Durchmesser von weniger als 100 μιη entstehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Mikroblasen mit einem Durchmesser im Bereich von 10 pjn bis 80 μπι, bevorzugt von 20 μπι bis 60 μπι erzeugt. Beispiele für Parameterkombinationen, die zu Mikroblasen führen, sind unten aufgeführt. Die Größe der erzeugten Blasen lässt sich z.B. optisch mittels Laserstreuung messen.

Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert, ohne sie auf diese zu beschränken. Die in den Beispielen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen und deren Merkmale können auch untereinander kombiniert werden.

Bezugszeichen:

1 flächentragender Körper / Platte

la flächentragender Körper / Platte

lb flächentragender Körper / Platte

lc Ringscheibe

ld Zwischenscheibe

2 homogener Spalt zwischen zwei formschlüssig aufeinander gepressten Flächen

3 Gasblasen

5 Hohlraum

10 Gaseinlass zur Begasung

15 Gewindestangen

16 Muttern

17 Halterung

18 Dichtungen

20 Grundkörper

21 Tellerfedern

30 Reinigungseinheit

31 Tellerfedern

40 Steuerluft für Reinigungseinheit

50 unterer Körper

51 ebene Fläche

52 Hohlraum

54 Gaseinlass

57 Durchführung

60 Zwischenscheibe

61a ebene Fläche

61b ebene Fläche

62 Öffnungen

66 Absetzung

67 Durchführung

70 Deckel

71 ebene Fläche 77 Innengewinde

80 Unterplatte

81 ebene Fläche (ringförmig)

82 Anphasung

90 Anschlussbolzen

92 Kanal

93 Kanal

94 ringförmig verlaufender Kanal

95 Ringspalt

100 Oberplatte

101 ebene Fläche (ringförmig)

102 Anphasung

105 Zwischenscheiben

110 O-Ring-Dichtung

120 Presswerkzeug

200 Tauchrohr

300 Verbindungsstück

Figur 1 zeigt schematisch drei Ringscheiben (lc), die mittels entgegen gerichteter Kräfte (symbolisiert durch die gestrichelten Pfeile) aufeinander gepresst werden. Die Ringscheiben sind eben ausgeführt, so dass ihre ebenen Flächen formschlüssig in Kontakt gebracht werden können, ohne dass zwischen den formschlüssig aufeinander gepressten Flächen vereinzelte Kanäle auftreten, durch die ein Gas unkontrolliert entweichen könnte. Innerhalb der Ringscheiben befindet sich ein Hohlraum 5, der bei geeigneter Abdichtung des Ringscheibenstapels oben und unten (siehe z.B. Fig. 3) mittels eines entsprechenden Gaseinlasses mit Gas beaufschlagt werden kann. Das in den Hohlraum 5 gepresste Gas wird homogen über alle Spalten verteilt und tritt homogen über die gesamten Spaltlängen aus. Dies ermöglicht beim Einbringen des erfindungsgemäßen Begasers in eine Flüssigkeit die Erzeugung von Mikroblasen in der Flüssigkeit und somit eine effektive und schonende Begasung. Figur 2 zeigt schematisch einen vergrößerten seitlichen Ausschnitt von aufeinander gepressten Flächen (la, lb). Der Spalt 2 zwischen den Platten ist über den gesamten Bereich einheitlich, so dass Gas gleichmäßig über den in die Flüssigkeit gerichteten Spaltumfang in die Flüssigkeit eingebracht werden kann, wo es Blasen 3 bildet. Figur 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Begasers. Diese umfasst ebene Ringscheiben 1, die in eine Halterung 17 mittels Gewindestangen 15 und Muttern 16 eingespannt sind. Über das Drehmoment an den Muttern 16 lässt sich der Anpressdruck der Ringscheiben einstellen. Der Ringscheibenstapel ist gegenüber der Halterung durch Dichtungen 18 abgedichtet. Über einen Gaseinlass 10 wird Gas in den Begaser gedrückt, das über die Spalten 2 zwischen den Ringscheiben bevorzugt als Mikroblasen in eine Flüssigkeit entweichen kann. Fig. 3(a) zeigt den beschriebenen erfindungsgemäßen Begaser in der Seitenansicht und Fig. 3(b) zeigt einen Querschnitt zwischen den Punkten A und A'.

Fig. 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform von Figur 3, welche sich durch eine innenliegende zentrierte Gewindestange auszeichnet. Diese Ausführungsform ist konstruktionstechnisch einfacher ausgeführt und lässt sich leichter reinigen als die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform. Ferner wird nur eine Mutter zum Spannen benötigt. Dies bedingt allerdings, dass nicht über den Umfang der Ringscheiben individuell über vier verschiedenen Muttern wie in Figur 3 gespannt werden kann, falls die Spannung über die zentrale Mutter zu einem über den Umfang ungleichmäßigem Gasaustritt führt.

Figur 5 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Begasers. In dieser Ausführungsform verfügt der erfindungsgemäße Begaser über einen integrierten Reinigungsmechanismus. Der Begaser umfassend alternierende Ring- (lc) und Zwischenscheiben (ld). Mikroblasen entstehen, wenn die Ring- und Zwischenscheiben mit einer definierten Flächenpressung aufeinander gepresst werden und Gas durch die dabei entstehenden Spalten zwischen den Ring- und Zwischenscheiben gepresst wird.

Die Pressung dieser Scheiben aufeinander wird durch eine sich am unteren Teil des Grundkörpers befindliche Mutter mit Hilfe eines Drehmomentschlüssels eingestellt und durch die Tellerfedern 31 auf die Scheiben übertragen. Wichtig hierbei ist, dass die zwischen den Ring- und Zwischenscheiben befindlichen Tellerfedern 21 aufgrund ihrer Positionierung in den Vertiefungen der Ringscheiben weniger stark gespannt sind als die im oberen Teil des Begasers vorliegenden Federn. So werden die unteren Tellerfedern nur beansprucht, um die Ring- und Zwischenscheiben komplett aufeinander zu drücken. Dementsprechend bringen die unteren sechs Tellerfedern also nur eine geringe Gegenkraft zu den oberen sechs Tellerfedern auf.

Während der Begasung wird die Begasungsluft über den äußeren Ring der Ringscheiben geleitet, wobei Mikroblasen entstehen.

Der Begaser verfügt über einen integrierten Reinigungsmechanismus. Dabei werden Steuerluftimpulse von 6 bar über den Einlass (40) auf den Stempel des Begasungselements gegeben. Der Stempel senkt sich dadurch nach unten ab. Die Tellerfedern 31 im oberen Teil des Begasers werden zusammengedrückt, aber nicht durch Anziehen der Mutter, sondern durch Herunterbewegen des Stempels. Nun fällt der obige Sachverhalt weg, dass die oberen Federn die unteren Federn in den Vertiefungen der Ringscheiben„übertrumpfen". Die in den Vertiefungen der Ringscheiben positionierten Tellerfedern werden entlastet und die anliegende Scheibenpressung wird reduziert. Dies hat zur Folge, dass die unteren Teilerfedern 21 die Ring- und Zwischenscheiben gleichmäßig auseinanderdrücken. Es entsteht ein Spalt, welcher aufgrund des nun erhöhten Luftvolumenstroms eine Reinigung der Konstruktion ermöglicht.

Die Ring- und Zwischenscheiben können z.B. aus Edelstahl, Teflon, PMMA und/oder Glas bestehen.

Fig. 6 (a) und (b) zeigen schematisch eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Begasers. Fig. 6 (a) zeigt den Begaser in perspektivischer Darstellung. Fig. 6 (b) zeigt die Teile des Begasers aus Fig. 6 (b).

Der Begaser umfasst einen unteren Körper 50, eine Zwischenscheibe 60 und einen Deckel 70. Der untere Körper 50 weist einen Hohlraum 52 und einen Gaseinlass 54 auf. Durch den Gaseinlass 54 kann ein Gas oder Gasgemisch in den Hohlraum 52 gepresst werden. Der Gaseinlass 54 wird über ein Verbindungsstück 300 mit einem Rohr 200 verbunden. Das Rohr 200 wird mit einer Gasversorgung verbunden (in der Figur nicht gezeigt). Der erfindungsgemäße Begaser ist so ausgeführt, dass er in eine Flüssigkeit eingetaucht werden kann, wobei der obere Teil des Rohres üblicherweise oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Der untere Körper des Begasers weist weiterhin eine ebene Fläche 5 1 auf, die mit der ebenen Fläche 61 a der Zwischenscheibe 60 formschlüssig in Kontakt gebracht werden kann. Die Zwischenscheibe ist symmetrisch, so dass sie über eine weitere ebene Fläche 61 b verfugt, die mit einer ebenen Fläche 71 des Deckels 70 formschlüssig in Kontakt gebracht werden kann. Aufgrund der perspektivischen Darstellung der Teile von Fig. 6(b) sind die Flächen 61a und 71 nicht zu sehen; sie befinden sich jeweils auf der dem Betrachter äbgewandten Seite der Teile. Sie werden daher durch Pfeile angedeutet.

Der untere Körper 50, die Zwischenscheibe 60 und der Deckel 70 werden über eine Schraube (in der Figur nicht gezeigt) miteinander verbunden. Die Schraube wird von unten durch die Durchführung 57 des unteren Körpers 50 und durch die Durchführung 67 der Zwischenscheibe gefuhrt. Der Deckel 70 weist eine Öffnung 77 mit Innengewinde auf, in das die Schraube eingeschraubt werden kann. Die Öffnung 77 befindet sich auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Deckels 70 und ist daher nicht sichtbar. Sie ist durch einen gestrichelten Kreis kenntlich gemacht. Durch die Schraubverbindung können die ebenen Flächen 51 und 61a sowie 61b und 71 aufeinander gepresst werden. Die Zwischenscheibe 60 verfügt über einen abgesetzten Bereich 66, in den Öffnungen 62 eingebracht sind. Hierdurch gelangt Gas, das durch den Gaseinlass 54 in den Hohlraum 52 gedrückt wird, auch in den oberen Bereich des Begasers. Werden die genannten Flächen durch die Schraube gegeneinander gepresst und Gas durch den Gaseinlass in den Begaser gedrückt, wird dieses einheitlich über die Spalten zwischen den Flächen verteilt. Taucht der Begaser in eine Flüssigkeit ein, so werden über den Umfang des Begasers entlang der Spalten Blasen, vorzugsweise Mikroblasen in der Flüssigkeit erzeugt.

Fig. 7 (a) und (b) zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Begasers in einer perspektivischen Querschnittdarstellung. Diese Ausführungsform ist bevorzugt als Einwegartikel ausgeführt. Der Begaser umfasst eine Unterplatte 80 und eine Oberplatte 100, die jeweils über eine ringsförmige ebene Fläche (81 und 101) verfügen. Fig. 7(a) zeigt die Ober- und Unterplatte, bevor diese flächig und formschlüssig aufeinandergepresst sind. Fig. 7(b) zeigt den fertigen Begaser. Die Pressung von Ober- und Unterplatte erfolgt mit Hilfe eines Presswerkzeugs 120. Die Unterplatte weist eine Aussparung auf; die Oberplatte weist eine Durchführung auf. In die Aussparung und die Durchführung ist ein Anschlussbolzen 90 eingebracht. Durch Pressen des Presswerkzeugs auf den Anschlussbolzen wird dieser verformt. Dadurch werden Oberplatte, Unterplatte und Anschlussbolzen miteinander verspannt und so dauerhaft verbunden. Zwischen den formschlüssig aufeinander gepressten Flächen 81 und 101 entsteht ein homogener Spalt 95. Durch diesen kann Gas in eine Flüssigkeit eingetragen werden. Ober- und Unterplatte weisen Anphasungen 82 und 102 auf, die ringförmig verlaufen. Beim Aufeinanderpressen von Ober- und Unterplatte entsteht zwischen den Anphasungen ein ringförmig verlaufender Kanal 94. In diesen Kanal 94 (Hohlraum) kann Gas über die miteinander verbundenen Kanäle 92 und 93 gedrückt werden. Der Kanal 94 verteilt Gas über die gesamte ringförmig verlaufende Spaltlänge des Spalts 95. Der Anschlussbolzen, der auch als Gaseinlass fungiert, weist ein Außengewinde 98 auf, so dass eine geeignete Gasversorgung an den Begaser angeschlossen werden kann. Mittels einer O-Ring-Dichtung werden Gasversorgung und Hohlraum von der Außenwelt abgedichtet.

Fig. 8 (a)-(e) zeigt den erfindungsgemäßen Begaser aus Fig. 7 (a) und (b) in perspektivischer Querschnittsdarstellung aus verschiedenen Betrachtungswinkeln.

Fig. 9 zeigt eine Variante des in den Figuren 7 und 8 gezeigten Begasers. Hier sind zwischen die Ober- und Unterplatte Zwischenscheiben 105 eingebracht. Die Zwischenscheiben weisen an ihrer Ober- und Unterseite ebene ringförmige Flächen auf, die formschlüssig aufeinander gepresst werden. Diese Ausführungsform weist somit nicht einen einzelnen ringförmigen Spalt auf (wie im Fall der Fig. 7 und 8) sondern fünf, so dass die Menge an Gas, die in eine Flüssigkeit eingetragen werden kann, im Vergleich zu der Ausführungsform in Fig. 7 und 8 erhöht ist.

Parameterwahl zur Einstellung eines optimalen Betriebspunkts

Die nachfolgenden Versuche wurden mit dem in Figur 5 gezeigten Begaser durchgeführt. Es standen verschiedene Ringscheiben mit einer äußeren Wulst und unterschiedliche Zwischenscheiben-Materialien zur Verfügung. Die Ringscheiben bestanden aus Edelstahl (VA 1.4571) und hatten eine Oberflächenrauhigkeit von Ra = 0,4 μπι. Es wurden Ringscheiben mit Ringbreiten von 2 mm, 5 mm bis 10 mm getestet. Als Zwischenscheiben wurden Scheiben aus Teflon, PMMA, Glas und poliertem VA (Ra = 0,08 μπι) eingesetzt.

Die Qualität des Begasungssystems wurde durch Bestimmung des volumenspezifischen Stofftransportkoeffizienten als Maß für die Geschwindigkeit des Stofftransports von der Gas- in die Flüssigphase ermittelt, nachfolgend als k_La-Wert bezeichnet.

Die Änderung der Konzentration c eines in einer Flüssigkeit gelösten Gases mit der Zeit t kann mit Hilfe des folgenden Zusammenhangs beschrieben werden:

— = k, a - {c - c ] (1)

Durch Lösen der Differentialgleichung in den Grenzen Co und c bzw. 0 und t ergibt sich:

Hierin entspricht c^* der maximalen und c der momentanen Gelöst-Gaskonzentration. Co beschreibt die Gaskonzentration zu Beginn der Messung.

Wird nun der Quotient (c^*-c)/(c^*-c₀) logarithmisch über der Zeit t aufgetragen, so ergibt sich eine Gerade, deren negative Steigung dem k_La-Wert entspricht.

Die Temperaturabhängigkeit des volumenspezifischen Stofftransportkoeffizienten wird berücksichtigt, indem alle k_La- Werte mit der Formel von Judat (3) auf eine Temperatur von 20 °C umgerechnet werden:

k_La_293K = k_La_T - \,024^{293K-^T) (3) Die Temperatur T entspricht hierin der während der Messung vorherrschenden Temperatur in K. Auch di Ro_tam_eter entspricht dem an einem Rotameter abgelesenen Volumenstrom. Δρ gibt den Überdruck in der Gasleitung an und p₀ entsprach 1 bar.

Für die Messungen wurde ein Behälter mit einem Flüssigkeitsvolumen von 2,8 L ausgewählt. Der Begaser ist mit Hilfe von Gewindestangen ca. 2 cm über dem Behälterboden positioniert worden. Über dem Begaser befand sich ein 6-Blatt-Scheibenrührer. Dieser wurde bei einer Drehzahl von 250 U/min betrieben, was einem volumenspezifischen Leistungseintrag von 78 W/m³ entspricht. Dieser Leistungseintrag ist höher als der meistens zur Kultivierung von Zelllinien eingesetzte Leistungseintrag. Der Leistungseintrag war jedoch erforderlich, da erst ab der ausgewählten Drehzahl eine Anheftung von Blasen an der schräg darüber positionierten Sauerstoffelektrode aufgrund der starken Anströmung verhindert werden konnte. Ferner trat keine Thrombenbildung auf.

Druck bzw. Volumenstrom des Gases zur Begasung der Flüssigkeit konnten über ein Nadelventil eingestellt und durch ein entsprechendes Manometer/Rotameter ermittelt werden. Hierbei wurde durch ein vorgeschaltetes Druckminderventil gewährleistet, dass ein Überdruck von 2,5 bar nicht überschritten wird.

Die Steuerluft für den Reinigungsmechanismus in Höhe von 6 bar Überdruck wurde direkt in den Begaser geleitet.

Als Gas für die Begasung der Flüssigkeit wurde Sauerstoff verwendet. Es wurde die ansteigende Sauerstoffkonzentration in einem flüssigen Medium aufgezeichnet, bis eine Konstanz der Werte erreicht wurde. Die Messung erfolgte mit Hilfe einer Sauerstoffelektrode (CellO 325, Firma WTW) und eines portablen Sauerstoff-Messgeräts (Oxid 197i, Firma WTW). Die Aufzeichnung der Daten (jede Sekunde bzw. alle 5 Sekunden) geschah mit einem Almemo 2290- 8 V5 (Firma AMR).

Die Versuche wurden in einem wässrigen Medium durchgeführt, das sich folgendermaßen zusammensetzt:

- 9 g/L NaCl SIGMA-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Deutschland

2 g/L NaHC0₃ KMF Laborchemie Handels GmbH, Lohmar, Deutschland

- 1 g/L Pluronic F68 SIGMA-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Deutschland 10 ppm Antifoam C SIGMA Chemical Company, St. Louis, MO, USA

Um einen optimalen Betriebspunkt einzustellen, wurde zunächst ein Drehmoment eingestellt, bei dem optisch kleine Blasen entstanden. Dann sind Messungen bei verschiedenen Überdrücken durchgeführt worden. Danach wurden die VA-Ringscheibenbreiten und schließlich auch die Zwischenscheibenmaterialien variiert.

Während der Experimente konnte festgestellt werden, dass die Einstellung eines Drehmoments in Höhe von 7 Nm benötigt wird, um mit dem Begaser Mikroblasen erzeugen zu können. Dabei können bereits rein optisch Unterschiede in der Beschaffenheit der Blasen bei Verwendung verschiedener Zwischenscheibenmaterialien festgestellt werden. So ist bei Verwendung von Teflonscheiben eine ungleichmäßige Blasenbildung über dem Umfang zu beobachten. Gleichzeitig weisen die erzeugten Blasen auch stark variierende Größen auf. Werden die Teflonscheiben jedoch gegen einseitig polierte VA-Scheiben ausgewechselt, so lässt sich eine gleichmäßige Blasenbildung über dem Umfang feststellen. Zudem variieren die Blasen weniger stark im Durchmesser. Diese bereits rein optisch erkennbaren Unterschiede spiegeln sich auch in den ermittelten k_La- Werten wider (siehe Tab. 1).

Tabellen 1 und 2 geben einen Überblick über die bei verschiedenen Materialkombinationen ermittelten k_La- Werte in [1/h]. Diese sind mit Hilfe der Formel von Judat (3) auf eine Temperatur von 20 °C umgerechnet und bei einem Überduck von 2,5 bar ermittelt worden. Die während der Messung abgelesenen und auf 1 bar umgerechneten Volumenströme (in [L/h]) sind jeweils hinter dem entsprechenden k_La-Wert vorzufinden.

Breite des Drehmoment k_La-Wert [1/h] k_La-Wert [1 h] k_La-Wert [1/h] Rings der [Nm] (Volumenstrom (Volumenstrom (Volumenstrom Ringscheibe [L/h]) für Zwischen[L/h]) für Zwischen[L/h]) für

VA [mm] scheibe Teflon scheibe Teflon Zwischenscheibe

(mittig), VA Teflon (mittig), Glas einseitig poliert (außen)

(außen)

2 7 12 (26,4) - 14 (6) 54 (30,7) - 56 (30,7)

10 15 (0,6) - 18 (24,3) 42 (16,3) - 61 (30,7)

5 7 3 (3,9) - 20 (16,1) 29 (1 1,6) - 40 (17,2) 65 (30,7) - 69 (30,7)

10 2 (4,7) - 1 1 (4,9) 20 (9,0) - 24 (10,3) 37 (9,7)

15 2 (4,1) - 3 (5,2) 17 (8,6) - 18 (6,0)

10 7 3 (2,6; 4,9) 35 (15,2) - 39 (15,2)

10 2 (4,5; 5,2) 18 (5,8) - 29 (12,0)

Tabelle 1: Übersicht über bei verschiedenen Materialkombinationen ermittelte k_La-Werte [1/h]. Die k_La-Werte sind auf eine Temperatur von 20 °C umgerechnet und bei 2,5 bar Überdruck (barÜ) ermittelt worden. Die Volumenströme in Klammern in [L/h] sind auf einen Absolutdruck von 1 bar umgerechnet worden.

Breite des Rings der Drehmoment [Nm] Messung bei 1 bar Messung bei 2,5 bar Ringscheibe VA [mm] Überdruck Überdruck

5 7 51 (63,1) - 52 (23,7) 69 (218,1) - 72 (187,5)

10 48 (47,4) - 53 (24,3) 66 (109,3) - 68 (57,1)

10 7 32 (12,6) - 38 (1 1,9) 73 (44,7) - 80 (59,7)

10 28 (8,2) - 36 (9,3) 51 (35) - 66 (39,8)

Tabelle 2: Übersicht über mit beidseitig polierten VA-Zwischenscheiben ermittelte k_La-Werte fl/hj. Die kia-Werte sind auf eine Temperatur von 20 °C, die Volumenströme in Klammern [L/h] auf einen Absolutdruck von 1 bar umgerechnet worden.

Beeinflusst wird der k_La-Wert durch folgende Parameter:

• Eingestelltes Drehmoment

• Gasdruck bzw. Volumenstrom

• Zwischenscheibenmaterial und Oberflächenbeschaffenheit

· Ringbreite

Während der Messungen konnten verschiedene weitere Regeln abgeleitet werden. So ließ sich feststellen, dass bei einem Überdruck von 2,5 bar durchgeführte Messungen höhere k_La- Werte liefern als Experimente mit 1 bar Überdruck. Dies kann auf die mit einem höheren Vordruck verbundenen größeren Volumenströme zurückgeführt werden. Außerdem konnte beobachtet werden, dass mit größer werdender Ringscheibenbreite und steigendem Drehmoment die k_La- Werte bzw. Volumenströme absinken. In beiden Fällen wird ein größerer Vordruck benötigt, um die Begasungsluft durch die breiter werdenden bzw. fester aufeinander liegenden Ringe zu pressen. Wird nun aber ein konstanter Vordruck beibehalten, so müssen k_La-Werte und Volumenströme zwangsläufig absinken. Insgesamt kann festgestellt werden, dass die mit den beidseitig polierten VA-Zwischenscheiben ermittelten k_La- Werte (bis 80 h^"1) sehr hoch sind.

Es wurden zudem die Durchmesser der mit dem Begaser erzeugten Blasen ermittelt. Zur Bestimmung von Blasengrößen mittels Laserstreuung wurde eine Lasentec-Sonde (Model FBRM D600 L-HC- , Laser Sensor Technology, Redmond, WA, USA mit zugehöriger Software Lasentec FBRM Acquisition 500-600 und Lasentec FBRM Data Review) verwendet. Es konnten abhängig vom Betriebspunkt und von der Rührerdrehzahl bei den beidseitig polierten VA-Zwischenscheiben Medianwerte (arithmetisches Mittel aus mindestens 15 Messpunkten) zwischen 21 μπι und 55 μπι Blasendurchmesser festgestellt werden. Insgesamt ließen sich folgende Tendenzen beobachten:

• Mit steigender Rührerdrehzahl nehmen die Medianwerte zu.

• Bei 2,5 bar Überdruck liegen größere Blasendurchmesser vor als bei einem Überdruck von 1 bar.

• Bei höheren Drehmomenten (10 Nm) werden kleinere Medianwerte erhalten.

• Die mit der 10 mm Ringscheibe gemessenen Medianwerte sind kleiner als die mit der 5 mm Scheibe ermittelten Werte.

Es kann festgestellt werden, dass ein höherer Volumenstrom (bei Messungen mit 2,5 bar Überdruck, Drehmoment von 7 Nm oder 5 mm Ringscheibe) mit größeren Blasendurchmessern verbunden ist.

Claims

Flüssigkeitsbegaser mindestens umfassend einen Hohlraum, einen Gaseinlass zum Einleiten eines Gases in den Hohlraum und zwei oder mehr Flächen, die formschlüssig aufeinander gepresst sind oder gepresst werden können, wobei der Flüssigkeitsbegaser so gestaltet ist, dass ein durch den Gaseinlass in den Hohlraum gedrücktes Gas durch die zwischen den zusammengepressten Flächen auftretenden Spalten entweicht.

Flüssigkeitsbegaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen durch Windungen einer Spiralfeder bereitgestellt werden.

Flüssigkeitsbegaser nach den Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen durch Ringscheiben bereitgestellt werden.

Flüssigkeitsbegaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander gepressten Flächen zu Reinigungszwecken durch eine äußere Kraft stoßartig voneinander gelöst werden können.

Flüssigkeitsbegaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Einwegartikel ausgeführt ist.

Verwendung eines Flüssigkeitsbegasers nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Begasung von Kulturmedien.

Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas oder Gasgemisch zwischen zwei oder mehr formschlüssig aufeinander gepressten Flächen geleitet und über die Spalten zwischen den Platten in eine Flüssigkeit eingetragen wird.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasen einen Durchmesser von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 200 μιη aufweisen.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasen einen Durchmesser im Bereich von 10 μπι bis 80 μπι, bevorzugt von 20 μπι bis 60 μπι aufweisen.