EP3861095A1 - Verfahren zum stimulieren des wachstums von in einer flüssigkeit enthaltenen biomasse innerhalb eines bioreaktors - Google Patents

Verfahren zum stimulieren des wachstums von in einer flüssigkeit enthaltenen biomasse innerhalb eines bioreaktors

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EP3861095A1
EP3861095A1 EP19783990.5A EP19783990A EP3861095A1 EP 3861095 A1 EP3861095 A1 EP 3861095A1 EP 19783990 A EP19783990 A EP 19783990A EP 3861095 A1 EP3861095 A1 EP 3861095A1
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EP
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bioreactor
liquid
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partial volume
biomass
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Pending
Application number
EP19783990.5A
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Volker Kirchhoff
André Weidauer
Jessy Schönfelder
Gaby GOTZMANN
Christiane Wetzel
Jörg KUBUSCH
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Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for stimulating the growth of components contained in a liquid nutrient medium, which are to be cultivated in a bioreactor, by means of ionizing radiation.
  • Bioreactors are becoming increasingly important in energy generation, wastewater treatment and also in the production of vaccines, to name just a few examples.
  • a bioreactor is to be understood in the following as a container in which specially grown microorganisms, cells or other constituents are cultivated under the best possible conditions in a liquid nutrient medium, in order to either the microorganisms or cells themselves, parts of them or one of them
  • biomass is to be taken to mean the sum of those microorganisms, cells and / or other constituents that are cultivated in a bioreactor. As already explained, biomass is usually mixed with a liquid that also functions as a nutrient medium within a bioreactor.
  • the environmental conditions within the bioreactor such as temperature, pressure, supply and exhaust air, and the nutrient conditions for the components to be cultivated are primarily optimized.
  • the invention is therefore based on the technical problem of creating a method for stimulating the growth of biomass within a bioreactor, by means of which the disadvantages of the prior art can be overcome.
  • the method according to the invention it should be possible with the method according to the invention to also stimulate larger volumes of biomass in a bioreactor with regard to growth, the method being intended to enable homogeneous treatment of the entire biomass.
  • the growth of biomass which is mixed with a liquid within a bioreactor, is stimulated by the application of ionizing radiation.
  • the ionizing radiation used here is preferably electron-generated and accelerated low-energy electrons and / or X-rays generated by the electron source.
  • low-energy electrons in the sense of the invention there are electrons with a
  • Accelerating voltage from 25 keV to 300 keV can be seen.
  • the biomass within a bioreactor is usually mixed with a liquid. If subsequently a liquid or a
  • partial liquid volume is named within a bioreactor, the named liquid also includes the biomass contained in the liquid or so the named partial liquid volume also includes the partial amount of biomass mixed in the partial liquid volume.
  • a first partial volume of a liquid located in a bioreactor is exposed to ionizing radiation, the first partial volume comprising a maximum of 10% of the liquid volume in the bioreactor. Then the first partial volume of the liquid which is exposed to ionizing radiation is mixed with the second partial volume of liquid in the bioreactor which has not been exposed to ionizing radiation.
  • Process steps of the application of a first partial volume with ionizing radiation and the mixing of the first partial volume exposed to ionizing radiation with the second partial volume are completed at the latest when each partial volume of the liquid in the bioreactor has been subjected to a statistical mean value of a total radiation dose of 50 Gy.
  • the total radiation dose can, however, also be selected to be less than 50 Gy, depending on the type of components of a biomass. Which The total radiation dose for a type of the components of a biomass is optimal for stimulating the growth of the biomass, can be determined on the basis of laboratory tests.
  • the irradiation of the first partial volume during a radiation passage with a radiation dose that is relatively small in relation to the total radiation dose and the frequent mixing of the liquid in the bioreactor mean that the entire liquid in the bioreactor and thus also the entire biomass in the bioreactor are given a statistical average with a homogeneous total dose ionizing radiation is applied, which, viewed across the total volume of the biomass, is accompanied by a homogeneous stimulation of the growth of the biomass.
  • a first partial volume is therefore selected which comprises a maximum of 5% of the total volume of the liquid in the bioreactor.
  • a partial volume is considered to be charged with the low-energy electrons of an electron source if at least 90% of the energy of the low-energy electrons generated by the electron source is entered in this partial volume.
  • a first partial volume of the liquid in the bioreactor is exposed to only 1% of the total dose of ionizing radiation which is required for stimulating the growth of the partial amount of biomass contained in the first partial volume of the liquid.
  • the method according to the invention is therefore also particularly suitable if larger volumes of a biomass are to be stimulated with regard to growth, for example in the case of bioreactors with a capacity of several hundred or even several thousand liters.
  • a partial area of a wall of the bioreactor is formed as an electron exit window of the electron source, through which low-energy electrons penetrate into the first partial volume of the liquid inside the bioreactor, with means for mixing the liquid in the bioreactor having the effect that the composition of the first Partial volume of the liquid changed in the bioreactor.
  • the first partial volume of the liquid volume can also be obtained from the
  • the growth of a biomass can be stimulated according to the invention by entering the energy of low-energy electrons from an electron source and / or X-rays generated by the electron source in the first partial volume.
  • X-rays are also always generated.
  • the type of material and / or the thickness of that belonging to an electron source are also always generated.
  • Electron exit window is the ratio of those entered in a medium
  • Electron exit window material increases, then the ratio described above shifted in favor of the X-rays entered in the medium. Because on the one hand there are biomass particles in which the growth is preferred by the
  • X-ray radiation can be stimulated by suitable choice of the material for the electron exit window and / or by suitable choice of the thickness of the
  • Electron exit window can be set whether more low-energy electrons or X-rays should be added to a biomass.
  • the stimulation process for the growth of biomass is carried out only once after the liquid mixed with biomass has been filled into the associated bioreactor.
  • the stimulation process can be repeated at intervals of a few minutes to a few months.
  • FIG. 1 shows a device suitable for carrying out the method according to the invention in a schematic sectional illustration
  • a device is shown schematically in a section, which for
  • a liquid volume 12 of a liquid mixed with a biomass is first introduced into a bioreactor 11.
  • a wall of the bioreactor 1 1 is in one area as
  • Electron exit window 13 of an electron source 14 is formed.
  • the electron exit window 13 is used to stimulate the growth of the biomass
  • low-energy electrons of the electron source 14 acted on first partial volumes 15 accounts for a maximum of 10% and preferably a maximum of 5% of the liquid volume 12 and that at least 90% of the energy of the low-energy electrons is introduced into this first partial volume 15.
  • Means 1 6 ensure that a first partial volume 1 5 charged with low-energy electrons is mixed with the second partial volume not charged with low-energy electrons, as a result of which the composition of the first partial volume 1 5 also changes and thus a new first partial volume 1 5 is continuously formed.
  • each partial volume of the liquid in the bioreactor 1 1 is loaded with a dose of a maximum of 50 Gy on average.
  • the electron source 14 is operated continuously and with constant power throughout the process of stimulating all biomass particles in the bioreactor 11.
  • the electron source 14 can also be activated only periodically at time intervals, the periods of the activation of the
  • Electron source can be the same length or different lengths.
  • the liquid in the bioreactor 11 can also be mixed only periodically at time intervals, it being possible for the time intervals to be of the same length or of different lengths.
  • FIG. 2 An alternative device for carrying out the method according to the invention is shown schematically in a section in FIG. 2.
  • a bioreactor 21 is first a
  • Liquid volume 22 of a liquid mixed with biomass, in which the growth of the biomass particles are to be stimulated A continuous flow of the liquid located in the bioreactor 21 is branched off by means of at least one pump device 27, conveyed through a pipeline 28 and then returned to the bioreactor 21.
  • One wall of the pipeline 28 is formed in one area as an electron exit window 23 of an electron source 24.
  • Low-energy electrons with an acceleration voltage of 25 keV to 300 keV enter a first partial volume 25 of the liquid volume 22 through the electron exit window 23.
  • the pipeline 28 and the electron source 24 are dimensioned such that the low-energy electrons generated by the electron source 24 each have only a first one Apply partial volume 25, which is a maximum of 10% and preferably a maximum of 5% from
  • Liquid volume 22 makes up, with at least 90% of the energy of
  • the flow velocity of the liquid in the pipeline 28 and the electrical parameters of the electron source 24 are set in such a way that in a first partial volume 25 during one pass (that is, when it is once
  • Electron exit window 25 flows past) a maximum of 1% of the total amount
  • first partial volume 25 with low-energy electrons and the mixing of the liquid in the bioreactor 21 continue until a previously calculated total dose of low-energy electrons has been entered into the liquid volume 22. If, as shown in FIG. 2, the continuous flow of the liquid in the bioreactor 21 is branched off in a lower region of the bioreactor 21 and reintroduced in an upper region of the bioreactor 21, then this process alone ensures constant mixing liquid located in the bioreactor 21. In addition, the liquid in the bioreactor 21 can also be mixed continuously or at intervals by means of means 26.
  • the procedures according to the invention described for FIGS. 1 and 2 ensure the application of a continuously homogeneous dose of accelerated electrons based on the total liquid volume in a bioreactor and are therefore suitable for stimulating the growth of a biomass.
  • the method according to the invention can be used, for example, in bioreactors for producing vaccines or else in wastewater treatment.
  • at least one sensor can also be arranged within the regions of the first partial volumes 15 and 25, respectively, with which the intensity of the current of accelerated, low-energy electrons; their distribution in partial volume 15 or 25 and / or the dose of the low-energy electrons applied in partial volume 15 or 25 can be detected and controlled by means of an evaluation device.

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Abstract

Verfahren zum Stimulieren des Wachstums von in einer Flüssigkeit enthaltenen Biomasse innerhalb eines Bioreaktors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stimulieren des Wachstums einer Biomasse, welche innerhalb eines Bioreaktors (11; 21) mit einer Flüssigkeit vermischt ist, mittels ionisierender Strahlung. Dabei gelangen folgende Verfahrensschritte zur Anwendung: a) Beaufschlagen eines ersten Teilvolumens (15; 25) der sich im Bioreaktor (11; 21) befindenden Flüssigkeit mit ionisierender Strahlung, wobei das erste Teilvolumen (15; 25) maximal 10 % vom Flüssigkeitsvolumen (12; 22) im Bioreaktor (11; 21) umfasst; b) Vermischen des mit ionisierender Strahlung beaufschlagten ersten Teilvolumens (15; 25) der Flüssigkeit mit dem zweiten Flüssigkeitsteilvolumen im Bioreaktor (11; 21), das nicht mit ionisierender Strahlung beaufschlagt wurde; c) mehrfaches Wiederholen der Verfahrensschritte a) und b), wobei jedes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor (1 1; 21) im statistischen Mittel mit einer Gesamtstrahlendosis von maximal 50 Gy beaufschlagt wird.

Description

Verfahren zum Stimulieren des Wachstums von in einer Flüssigkeit enthaltenen Biomasse innerhalb eines Bioreaktors
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stimulieren des Wachstums von in einem flüssigen Nährmedium enthaltenen Bestandteilen, die in einem Bioreaktor kultiviert werden sollen, mittels ionisierender Strahlung.
Bioreaktoren erlangen eine zunehmende Bedeutung bei der Energiegewinnung, der Abwasseraufbereitung oder auch beim Herstellen von Impfstoffen, um nur einige Beispiele zu nennen. Unter einem Bioreaktor soll nachfolgend ein Behälter verstanden werden, in dem speziell herangezüchtete Mikroorganismen, Zellen oder andere Bestandteile unter möglichst optimalen Bedingungen in einem flüssigen Nährmedium kultiviert werden, um entweder die Mikroorganismen bzw. Zellen selbst, Teile von ihnen oder eines ihrer
Stoff wec hse I p rod u kte zu gewinnen oder chemische Verbindungen abzubauen. Unter dem Begriff Biomasse soll nachfolgend die Summe derjenigen Mikroorganismen, Zellen und/oder anderen Bestandteile angesehen werden, die in einem Bioreaktor kultiviert werden. Wie bereits dargelegt, ist Biomasse üblicherweise mit einer auch als Nährmedium fungierenden Flüssigkeit innerhalb eines Bioreaktors vermischt.
Um das Wachstum der in einem Bioreaktor kultivierten Biomasse zu fördern, werden vorrangig die Umgebungsbedingungen innerhalb des Bioreaktors wie Temperatur, Druck, Zu- und Abluft sowie die Nährbedingungen für die zu kultivierenden Bestandteile optimiert.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um das Wachstum von Biomasse in einem
Bioreaktor zu fördern und zu stimulieren. In WO 201 1/1 1 6969 A1 wird zur Förderung des Wachstums von Algen oder Cyanobakterien in einem mit einer wässrigen Lösung gefüllten Behälter vorgeschlagen, dem Behälter einen Seitenstrom der wässrigen Lösung zu entnehmen, mit Kohlendioxid zu sättigen und in Bodennähe wieder in den Behälter zurückzuleiten. Nachteilig wirkt sich hierbei aus, dass diese Vorgehensweise nur bei wenigen Mikroorganismenarten anwendbar ist.
Unter dem Begriff „Hormesis" ist eine Hypothese bekannt, nach welcher schädliche oder giftige Substanzen, in sehr geringen Dosen verabreicht, eine positive Wirkung auf Organismen haben können. Bei verschiedenen Substanzen, wie beispielsweise Digitalis, Colchin oder Opium, ist eine solche positive Wirkung bereits nachgewiesen. Aus
Laborversuchen ist es ebenfalls bekannt, dass ionisierende Strahlung, in sehr geringen Dosen verabreicht, eine sogenannte biopositive Wirkung auf Viren, Bakterien, Pilze und Algen ausübt [E. Lengfelder,„Gibt es auch eine biopositive Wirkung der ionisierenden Strahlung?",„Niedrigdosisstrahlung und Gesundheit", Seiten 97 - 102], was auch mit dem Begriff „Strahlen-Hormesis" bezeichnet wird. So konnte beispielsweise bei Algen eine Wachstumsbeschleunigung nach einer Röntgenbestrahlung und bei Bakterien und Amöben eine Steigerung der Teilungsaktivität nach dem Verabreichen einer niedrigen Strahlendosis festgestellt werden. Auch in M.G. Vicker et. al.,„Hormesis und die biologische Wirkung ionisierender Strahlen: Versuche mit Lungen-Fibroblasten",„Die Wirkung niedriger
Strahlendosen ", Seite 243 ff., ist diese Strahlen-Hormesis benannt, wobei darauf verwiesen wird, dass ionisierende Strahlung die DNS-Reparatursysteme bei E. coli stimuliert. Konkrete Verfahrensschritte, wie eine solche Strahlenbehandlung mit geringer Strahlendosis außerhalb von Laborbedingungen an einer größeren Biomasse vorgenommen werden kann, sind aus den letztgenannten beiden Schriften jedoch nicht bekannt.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Stimulieren des Wachstums von Biomasse innerhalb eines Bioreaktors zu schaffen, mittels dessen die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich sein, auch größere Volumen von Biomasse in einem Bioreaktor bezüglich des Wachstums zu stimulieren, wobei das Verfahren eine homogene Behandlung der gesamten Biomasse ermöglichen soll.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Stimulieren des Wachstums von Biomasse, welche mit einer Flüssigkeit innerhalb eines Bioreaktors vermischt vorliegt, durch das Applizieren von ionisierender Strahlung. Als ionisierende Strahlung werden hierbei bevorzugt von einer Elektronenquelle generierte und beschleunigte, niederenergetische Elektronen und/oder von der Elektronenquelle generierte Röntgenstrahlung verwendet. Als niederenergetische Elektronen im Erfindungssinn sind Elektronen mit einer
Beschleunigungsspannung von 25 keV bis 300 keV anzusehen. Wie zuvor bereits erwähnt wurde, ist die Biomasse innerhalb eines Bioreaktors üblicherweise mit einer Flüssigkeit vermischt. Wenn nachfolgend eine Flüssigkeit oder ein
Flüssigkeitsteilvolumen innerhalb eines Bioreaktors benannt wird, so umfasst die benannte Flüssigkeit auch die in der Flüssigkeit enthaltene Biomasse bzw. so umfasst das benannte Flüssigkeitsteilvolumen auch die im Flüssigkeitsteilvolumen vermischte Teilmenge der Biomasse.
Während bei Verfahren aus dem Stand der Technik oftmals versucht wird, das vollständige Behandeln einer Materialcharge mit ionisierender Strahlung in einem Strahlungsdurchgang zu erledigen, wobei beim Einsatz von Elektronenstrahlen meist hochenergetische, beschleunigte Elektronen zum Einsatz gelangen, beruht das erfindungsgemäße Verfahren darauf, lediglich Teilvolumen einer Materialcharge mit ionisierender Strahlung zu
beaufschlagen, dafür aber mehrfach und mit sehr geringen Dosen an ionisierender
Strahlung.
Deshalb wird beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich ein erstes Teilvolumen einer sich in einem Bioreaktor befindenden Flüssigkeit mit ionisierender Strahlung beaufschlagt, wobei das erste Teilvolumen maximal 10 % vom Flüssigkeitsvolumen im Bioreaktor umfasst. Dann wird das mit ionisierender Strahlung beaufschlagte erste Teilvolumen der Flüssigkeit mit dem zweiten Flüssigkeitsteilvolumen im Bioreaktor, das nicht mit ionisierender Strahlung beaufschlagt wurde, vermischt. Die Verfahrensschritte des Bestrahlens eines ersten
Teilvolumens der sich im Bioreaktor befindenden Flüssigkeit mit ionisierender Strahlung und des Vermischens des ersten Teilvolumens mit dem zweiten Teilvolumen werden
anschließend mehrfach wiederholt. Es ist bekannt, dass für das Stimulieren des Wachstums von Biomasse in Abhängigkeit von der Art der Bestandteile einer Biomasse unterschiedliche Gesamtdosen an ionisierender Strahlung optimal für einen Stimulierungsvorgang sein können. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wiederholen der beiden
Verfahrensschritte des Beaufschlagens eines ersten Teilvolumens mit ionisierender Strahlung und das Vermischen des mit ionisierender Strahlung beaufschlagten ersten Teilvolumens mit dem zweiten Teilvolumen spätestens dann beendet, wenn jedes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor im statistischen Mittelwert mit einer Gesamtstrahlendosis von 50 Gy beaufschlagt wurde. Die Gesamtstrahlendosis kann aber in Abhängigkeit von der Art der Bestandteile einer Biomasse auch geringer als 50 Gy gewählt werden. Welche Gesamtstrahlendosis bei einer Art der Bestandteile einer Biomasse optimal ist für das Stimulieren des Wachstums der Biomasse, lässt sich anhand von Laborversuchen ermitteln.
Das Beaufschlagen lediglich eines relativ kleinen ersten Teilvolumens einer Flüssigkeit in einem Bioreaktor mit ionisierender Strahlung; das Bestrahlen des ersten Teilvolumens während eines Strahlungsdurchgangs mit einer im Verhältnis zur Gesamtstrahlendosis relativ kleinen Strahlungsdosis und das vielfache Durchmischen der Flüssigkeit im Bioreaktor führen dazu, dass die gesamte Flüssigkeit im Bioreaktor und somit auch die gesamte Biomasse im Bioreaktor im statistischen Mittel mit einer homogenen Gesamtdosis an ionisierender Strahlung beaufschlagt wird, was über das Gesamtvolumen der Biomasse betrachtet mit einer homogenen Stimulierung des Wachstums der Biomasse einhergeht. Hierbei wirkt es sich umso vorteilhafter aus, je kleiner ein erstes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor gewählt wird. Bei einer Ausführungsform wird daher ein erstes Teilvolumen gewählt, welches maximal 5 % vom Gesamtvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor umfasst.
Es ist bekannt, dass sich die mittlere Eindringtiefe von niederenergetischen Elektronen in ein Medium und die über die Eindringtiefe betrachtete Verteilung der eingetragenen Energie in das Medium berechnen lässt. In Abhängigkeit davon ist es einem Fachmann möglich, die elektrischen Parameter einer Elektronenquelle derart einzustellen, dass mit den von der Elektronenquelle erzeugten niederenergetischen Elektronen lediglich maximal 10 % und bevorzugt maximal 5 % des Gesamtvolumens einer sich in einem Bioreaktor befindenden Flüssigkeit beaufschlagt wird. Ein Teilvolumen soll erfindungsgemäß dann als mit den niederenergetischen Elektronen einer Elektronenquelle beaufschlagt gelten, wenn in diesem Teilvolumen mindestens 90 % der Energie der von der Elektronenquelle erzeugten niederenergetischen Elektronen eingetragen wird.
Wie zuvor bereits angemerkt wurde, ist es auch vorteilhaft, wenn bei einem
Bestrahlungsdurchgang eines ersten Teilvolumens auch nur eine geringe Dosis an ionisierender Strahlung in das erste Teilvolumen eingetragen wird. Bei einer weiteren Ausführungsform wird daher ein erstes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor bei einem Strahlungsdurchgang lediglich mit 1 % der Gesamtdosis an ionisierender Strahlung beaufschlagt, welche zur Wachstumsstimulierung der im ersten Teilvolumen der Flüssigkeit enthaltenden Teilmenge der Biomasse erforderlich ist. Das Applizieren einer solch geringen Dosis an ionisierender Strahlung auf ein relativ kleines zu bestrahlendes erstes Teilvolumen macht es erforderlich, dass zum Stimulieren des Wachstums der gesamten Biomasse im Bioreaktor ein vielfaches Bestrahlen von ersten Teilvolumen und ein vielfaches Durchmischen eines aktuell bestrahlten ersten Teilvolumens mit einem jeweils aktuell nicht bestrahlten zweiten Teilvolumen erforderlich ist, was aber den schon erwähnten Vorteil mit sich bringt, dass alle Partikel im Bioreaktor im statistischen Mittel mit einer gleichen Gesamtdosis an ionisierender Strahlung beaufschlagt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher auch besonders geeignet, wenn größere Volumen einer Biomasse bezüglich des Wachstums stimuliert werden sollen, wie zum Beispiel bei Bioreaktoren mit einem Fassungsvermögen von mehreren hundert oder gar mehreren tausend Litern.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Teilbereich einer Wandung des Bioreaktors als Elektronenaustrittsfenster der Elektronenquelle ausgebildet, durch welches niederenergetische Elektronen in das erste Teilvolumen der Flüssigkeit innerhalb des Bioreaktors eindringen, wobei Mittel zum Durchmischen der Flüssigkeit im Bioreaktor bewirken, dass sich die Zusammensetzung des ersten Teilvolumens der Flüssigkeit im Bioreaktor verändert.
Alternativ kann das erste Teilvolumen des Flüssigkeitsvolumens aber auch aus dem
Bioreaktor entnommen, außerhalb des Bioreaktors mit niederenergetischen Elektronen beaufschlagt und danach mit dem im Bioreaktor verbliebenen zweiten Flüssigkeitsvolumen vermischt werden.
Wie es zuvor schon einmal beschrieben wurde, kann das Wachstum einer Biomasse erfindungsgemäß stimuliert werden, indem die Energie niederenergetischer Elektronen einer Elektronenquelle und/oder von der Elektronenquelle generierte Röntgenstrahlung in das erste Teilvolumen eingetragen wird. Bekanntlich wird beim Generieren von beschleunigten Elektronen mittels einer Elektronenquelle immer auch Röntgenstrahlung mit erzeugt. Von der Materialart und/oder der Dicke des zu einer Elektronenquelle gehörenden
Elektronenaustrittsfensters ist das Verhältnis von in ein Medium eingetragenen
niederenergetischen Elektronen und der in das Medium eingetragenen Röntgenstrahlung einstellbar. Wird die Dicke eines Elektronenaustrittsfensters bei gleichbleibendem
Elektronenaustrittsfenstermaterial erhöht, dann wird das zuvor beschriebene Verhältnis zugunsten der in das Medium eingetragenen Röntgenstrahlung verschoben. Da es auf der einen Seite Biomassepartikel gibt, bei welchen das Wachstum bevorzugt durch das
Applizieren von niederenergetischen Elektronen stimuliert wird und auf der anderen Seite Biomassepartikel, bei welchen das Wachstum bevorzugt durch das Applizieren von
Röntgenstrahlung stimuliert wird, kann durch geeignete Wahl des Materials für das Elektronenaustrittsfenster und/oder durch geeignete Wahl der Dicke des
Elektronenaustrittsfensters eingestellt werden, ob vermehrt niederenergetische Elektronen oder Röntgenstrahlung in eine Biomasse eingetragen werden soll.
Bei einer Ausführungsform wird der Stimulierungsprozess für das Wachstum von Biomasse lediglich einmalig durchgeführt, nachdem die mit Biomasse vermischte Flüssigkeit in den zugehörigen Bioreaktor gefüllt wurde. Alternativ kann der Stimulierungsprozess auch in Abständen von einigen Minuten bis hin zu einigen Monaten wiederholt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig. 1 eine zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 2 eine zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete alternative
Vorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung schematisch in einem Schnitt dargestellt, welche zum
Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In einen Bioreaktor 1 1 wird zunächst ein Flüssigkeitsvolumen 12 einer mit einer Biomasse vermischten Flüssigkeit eingefüllt. Eine Wandung des Bioreaktors 1 1 ist in einem Bereich als
Elektronenaustrittsfenster 13 einer Elektronenquelle 14 ausgebildet. Zum Stimulieren des Wachstums der Biomasse gelangen durch das Elektronenaustrittsfenster 13
niederenergetische Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von 25 keV bis 300 keV in ein erstes Teilvolumen 1 5 des Flüssigkeitsvolumens 12. Da sich, wie bereits erwähnt, die Eindringtiefe von beschleunigten Elektronen sowie die Verteilung der dabei in die Flüssigkeit eingetragenen Energie berechnen lässt, kann ein Fachmann die elektrischen Parameter der Elektronenquelle 14 erfindungsgemäß derart einstellen, dass das von den
niederenergetischen Elektronen der Elektronenquelle 14 beaufschlagte erste Teilvolumen 1 5 maximal 10 % und vorzugsweise maximal 5 % vom Flüssigkeitsvolumen 12 ausmacht und dass in dieses erste Teilvolumen 1 5 mindestens 90 % der Energie der niederenergetischen Elektronen eingetragen wird.
Vorzugsweise wird das erste Teilvolumen 1 5 der Flüssigkeit während einer
Bestrahlungszeitspanne mit maximal 1 % der Gesamtmenge an niederenergetischen Elektronen beaufschlagt, die zum Stimulieren der mit dem ersten Teilvolumen 1 5 vermischten Biomassepartikel benötigt wird. In Laborversuchen ist ermittelbar, welche Dosis an niederenergetischen Elektronen erforderlich ist, um alle Biomassepartikel eines
Teilvolumens 1 5 zu stimulieren. In Abhängigkeit davon können von einem Fachmann die elektrischen Parameter der Elektronenquelle 14 auch derart eingestellt werden, dass während einer Bestrahlungszeitspanne maximal 1 % der Gesamtmenge an
niederenergetischen Elektronen in das Teilvolumen 1 5 eindringen, die zum Stimulieren aller Biomassepartikel innerhalb des Teilvolumens 1 5 benötigt werden.
Mittel 1 6 sorgen dafür, dass ein mit niederenergetischen Elektronen beaufschlagtes erstes Teilvolumen 1 5 mit dem nicht mit niederenergetischen Elektronen beaufschlagten zweiten Teilvolumen vermischt wird, wodurch auch die Zusammensetzung des ersten Teilvolumens 1 5 verändert und somit ständig ein neues erstes Teilvolumen 1 5 ausgebildet wird.
Das Beaufschlagen von ersten Teilvolumen 1 5 mit niederenergetischen Elektronen und das Durchmischen der Flüssigkeit im Bioreaktor 1 1 werden so lange fortgesetzt, bis alle Biomassepartikel im statistischen Mittel mit der zum Stimulieren erforderlichen Gesamtdosis niederenergetischer Elektronen beaufschlagt sind. Erfindungsgemäß wird jedes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor 1 1 im statistischen Mittel mit einer Dosis von maximal 50 Gy beaufschlagt.
Bei einer Ausführungsform wird die Elektronenquelle 14 während des gesamten Prozesses des Stimulierens aller Biomassepartikel im Bioreaktor 1 1 durchgängig und mit konstanter Leistung betrieben. Alternativ kann die Elektronenquelle 14 aber auch nur periodisch in Zeitintervallen aktiviert werden, wobei die Zeitabschnitte des Aktivierens der
Elektronenquelle gleich lang oder unterschiedlich lang sein können.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Flüssigkeit im Bioreaktor 1 1 während des gesamten Stimulierungsprozesses aller Biomassepartikel innerhalb des Flüssigkeitsvolumens 12 im Bioreaktor 1 1 kontinuierlich mit den Mitteln 1 6 durchmischt. Alternativ kann die Flüssigkeit im Bioreaktor 1 1 auch nur periodisch in Zeitintervallen durchmischt werden, wobei die Zeitintervalle gleich lang oder unterschiedlich lang sein können.
Eine alternative Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 schematisch in einem Schnitt dargestellt. In einen Bioreaktor 21 wird zunächst ein
Flüssigkeitsvolumen 22 einer mit Biomasse vermischten Flüssigkeit eingefüllt, bei welcher das Wachstum der Biomassepartikel stimuliert werden sollen. Mittels mindestens einer Pumpeinrichtung 27 wird ein kontinuierlicher Strom der sich im Bioreaktor 21 befindenden Flüssigkeit abgezweigt, durch eine Rohrleitung 28 befördert und anschließend wieder dem Bioreaktor 21 zugeführt.
Eine Wandung der Rohrleitung 28 ist in einem Bereich als Elektronenaustrittsfenster 23 einer Elektronenquelle 24 ausgebildet. Durch das Elektronenaustrittsfenster 23 gelangen niederenergetische Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von 25 keV bis 300 keV in ein erstes Teilvolumen 25 des Flüssigkeitsvolumens 22. Dabei werden die Rohrleitung 28 und die Elektronenquelle 24 derart dimensioniert, dass die von der Elektronenquelle 24 generierten niederenergetischen Elektronen jeweils nur ein erstes Teilvolumen 25 beaufschlagen, welches maximal 10 % und vorzugsweise maximal 5 % vom
Flüssigkeitsvolumen 22 ausmacht, wobei mindestens 90 % der Energie der
niederenergetischen Elektronen in das erste Teilvolumen 25 eingetragen wird.
Bei dieser Vorgehensweise werden die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Rohrleitung 28 und die elektrischen Parameter der Elektronenquelle 24 derart eingestellt, dass in ein erstes Teilvolumen 25 bei einem Durchlauf (also wenn es einmal am
Elektronenaustrittsfenster 25 vorbeiströmt) maximal 1 % der Gesamtmenge an
niederenergetischen Elektronen eindringen, die zum Stimulieren aller Biomassepartikel innerhalb des ersten Teilvolumens 25 benötigt werden.
Das Beaufschlagen von ersten Teilvolumen 25 mit niederenergetischen Elektronen und das Durchmischen der Flüssigkeit im Bioreaktor 21 werden so lange fortgesetzt, bis eine zuvor berechnete Gesamtdosis an niederenergetischen Elektronen in das Flüssigkeitsvolumen 22 eingetragen wurde. Wird, wie in Fig. 2 dargestellt, der kontinuierliche Strom von der sich im Bioreaktor 21 befindenden Flüssigkeit in einem unteren Bereich des Bioreaktors 21 abgezweigt und in einem oberen Bereich des Bioreaktors 21 wieder eingeleitet, dann sorgt allein dieser Vorgang für ein ständiges Durchmischen der sich im Bioreaktor 21 befindenden Flüssigkeit. Zusätzlich kann die sich im Bioreaktor 21 befindende Flüssigkeit aber auch noch mit Hilfe von Mitteln 26 kontinuierlich oder in Zeitintervallen durchmischt werden.
Die zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen erfindungsgemäßen Vorgehensweisen gewährleisten das Applizieren einer durchgehend homogenen Dosis beschleunigter Elektronen bezogen auf das gesamte Flüssigkeitsvolumen in einem Bioreaktor und sind somit für das Stimulieren des Wachstums einer Biomasse geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in Bioreaktoren zum Herstellen von Impfstoffen oder aber auch bei der Abwasseraufbereitung eingesetzt werden. Bei den zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen kann auch innerhalb der Bereiche der ersten Teilvolumen 1 5 bzw. 25 mindestens ein Sensor angeordnet werden, mit dem die Intensität des Stromes von beschleunigten, niederenergetischen Elektronen; deren Verteilung im Teilvolumen 1 5 bzw. 25 und/oder die Dosis der im Teilvolumen 1 5 bzw. 25 applizierten niederenergetischen Elektronen erfasst und mittels einer Auswerteeinrichtung gesteuert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Stimulieren des Wachstums einer Biomasse, welche innerhalb eines Bioreaktors (1 1 ; 21 ) mit einer Flüssigkeit vermischt ist, mittels ionisierender Strahlung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Beaufschlagen eines ersten Teilvolumens (1 5; 25) der sich im Bioreaktor (1 1 ; 21 ) befindenden Flüssigkeit mit ionisierender Strahlung, wobei das erste Teilvolumen (1 5; 25) maximal 10 % vom Flüssigkeitsvolumen (12; 22) im Bioreaktor (1 1 ; 21 ) umfasst;
b) Vermischen des mit ionisierender Strahlung beaufschlagten ersten Teilvolumens (1 5;
25) der Flüssigkeit mit dem zweiten Flüssigkeitsteilvolumen im Bioreaktor (1 1 ; 21 ), das nicht mit ionisierender Strahlung beaufschlagt wurde;
c) mehrfaches Wiederholen der Verfahrensschritte a) und b), wobei jedes Teilvolumen der Flüssigkeit im Bioreaktor (1 1 ; 21 ) im statistischen Mittel mit einer
Gesamtstrahlendosis von maximal 50 Gy beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beschleunigte,
niederenergetische Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von 25 keV bis 300 keV und/oder Röntgenstrahlung als ionisierende Strahlung verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich einer Wandung des Bioreaktors (1 1 ) als Elektronenaustrittsfenster (13) einer
Elektronenquelle (14) ausgebildet wird, durch welches niederenergetische Elektronen und/oder Röntgenstrahlung in das erste Teilvolumen (1 5) der Flüssigkeit innerhalb des Bioreaktors (1 1 ) eindringen, wobei Mittel zum Durchmischen der Flüssigkeit im
Bioreaktor (1 1 ) bewirken, dass sich die Zusammensetzung des ersten Teilvolumens (1 5) der Flüssigkeit im Bioreaktor (1 1 ) verändert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronenquelle (14) während des Stimulierungsprozesses der gesamten Biomasse im Bioreaktor (1 1 ) durchgängig betrieben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronenquelle (14) periodisch aktiviert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im Bioreaktor (1 1 ) während des Stimulierungsprozesses der gesamten Biomasse im Bioreaktor (1 1 ) kontinuierlich durchmischt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Flüssigkeit im Bioreaktor (1 1 ) periodisch durchmischt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Teilvolumen (25) der Flüssigkeit aus dem Bioreaktor (21 ) entnommen, außerhalb des Bioreaktors (21 ) mit niederenergetischen Elektronen und/oder Röntgenstrahlung beaufschlagt und danach mit dem im Bioreaktor (21 ) verbliebenen zweiten
Flüssigkeitsvolumen vermischt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierlich
fließender Flüssigkeitsstrom aus dem Bioreaktor (21 ) abgezweigt, außerhalb des
Bioreaktors an einem Elektronenaustrittsfenster (23) der Elektronenquelle (24) vorbeigeführt, dort mit niederenergetischen Elektronen und/oder Röntgenstrahlung beaufschlagt und danach wieder in den Bioreaktor (21 ) eingeleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im
Bioreaktor (21 ) kontinuierlich durchmischt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Teilvolumen (1 5; 25) verwendet wird, welches maximal 5 % vom Flüssigkeitsvolumen (12; 22) im Bioreaktor (1 1 ; 21 ) umfasst.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 90 % der Energie der niederenergetischen Elektronen in das erste Teilvolumen (1 5; 25) eingetragen wird
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3241568A1 (en) * 2022-01-21 2023-07-27 Ivan Spasojevic Increased lipid production through metabolic activation with ionizing radiation

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988588A (en) * 1972-11-29 1976-10-26 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. High energy electron irradiation of flowable materials
JP2000316383A (ja) * 1999-05-07 2000-11-21 Japan Atom Energy Res Inst 低エネルギー電子線による植物の生育促進法
AU7397800A (en) * 1999-09-24 2001-04-30 Atomic Energy Of Canada Limited Electron beam sterilization of contained liquids
GB0007681D0 (en) * 2000-03-31 2000-05-17 Iatros Ltd Micro-organism inactivation system
US8507253B2 (en) * 2002-05-13 2013-08-13 Algae Systems, LLC Photobioreactor cell culture systems, methods for preconditioning photosynthetic organisms, and cultures of photosynthetic organisms produced thereby
US20070170121A1 (en) * 2004-03-25 2007-07-26 Waheed Mukaddam Ultraviolet laser system for decomposing chemical pollutants
US7993580B2 (en) * 2004-08-24 2011-08-09 Baxter International Inc. Methods for the inactivation of microorganisms in biological fluids, flow through reactors and methods of controlling the light sum dose to effectively inactivate microorganisms in batch reactors
DE102006052922B4 (de) * 2006-11-08 2012-02-23 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Durchmischung bei der UV-Desinfektion von Flüssigkeiten
IL184941A0 (en) * 2007-07-31 2008-12-29 Slavin Vladimir Method and device for producing biomass of photosynthesizing microorganisms mainly halobacteria halobacterium as well as biomass of the said microorganisms pigments bacteriorhodopsin in particular
DE102008028545A1 (de) * 2008-06-16 2009-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Inaktivieren einer mikrobiologisch kontaminierten und Feststoffpartikel enthaltenden Masse mittels beschleunigter Elektronen
DE102008036934B4 (de) * 2008-08-08 2014-09-25 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Bioreaktor mit Fenster
DE102009057698A1 (de) * 2009-12-03 2011-06-09 Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Zweikammerkultivierungssystem mit elastischer, poröser Membran zur uniaxialen mechanischen Stimulation von Epithelzellen und Epithelzellverbänden für die Testung endogener und exogener Faktoren
DE102010007559B4 (de) * 2010-02-10 2014-01-09 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Bioreaktorbehälter mit einem optischen Schaumsensor
DE102010012921A1 (de) 2010-03-26 2011-09-29 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Förderung des Wachstums von Algen oder Cyanobakterien in einer wässrigen Lösung
DE102011080262A1 (de) * 2011-08-02 2013-02-07 Krones Aktiengesellschaft Warmsterilisation von Wasser
DE102013012455A1 (de) * 2013-07-26 2015-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Inaktivierung von Viren unter Verwendung von Elektronenstrahlen
WO2015047298A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 John Ericsson Bioreactor system and related bio-stimulation methods
DE102013113688B3 (de) * 2013-12-09 2015-05-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum Beaufschlagen von Schüttgut mit beschleunigten Elektronen
WO2016147156A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Labruzzo Pietro Method and bioreactor for producing a culture of microorganisms
US20160289625A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Heliae Development, Llc System for vitally supporting organisms and methods of providing and using the same
DE102016110672A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Beaufschlagen einer Flüssigkeit mit beschleunigten Elektronen

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