NO834682L - Biokatalytisk reaktor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny fremgangsmåte og apparat for utførelse av kontinuerlige enzymatiske reaksjoner. Mere spesifikt fremskaffer oppfinnelsen en forbedret immobilisert mikrobiell celle-biokatalytisk reaktor.

Enzymene er proteinkatalysatorer som brukes ved mange forsøks-og kommersielle anvendelser. Enzymer er meget spesi-fikke ved reaksjon som katalyseres, og gir derfor i alminnelighet bare små mengder av biprodukter. Enzymatiske reaksjoner er tiltrekkende for kommersiell behandling da disse reaksjoner i alminnelighet krever milde reaksjonsbeting-elser og ofte har høye overføringsnivåer til ønskede prod-ukter. Enzymatiske reaksjoner kan lett bevirkes ved å blande enzym og substrat i en satsreaktor. Uheldigvis er denne type av behandling i alminnelighet forbundet med et tap av enzym under produktgjenvinningen.

For å omgå dette problem er det blitt utviklet forskjellige metoder for å immobilisere eller binde enzymer til uoppløselige bærere. I alminnelighet kan enzym-immobilisering oppnåes ved covalent binding, ionisk binding, fysikalsk adsorpsjon, tverrbinding, innkapsling i en gitterstruktur og mikroinnkapsling. Eksempelvis angir US patent 4 033 817 en fremgangsmåte for utføring av enzymatiske reaksjoner hvori en aktivator tvinges gjennom en ikke-anisotrop ultrafiltrer-ingsmembran under trykk for å danne aktive områder. Enzym tvinges så gjennom den aktiverte membran under trykk hvorved enzymet kobles kjemisk til den aktiverte membran. Den enzymatiske reaksjon utføres ved å tvinge reaktantmaterialet gjennom den enzymkoblede membran.

Hulfibrede semipermeable membraner har vært anvendt for

å konstruere immobiliserte enzymreaktorer. Enzymkatalysator har vært immobilisert i makroporøse svamplag av anisotrope hule fibre ved å bløte fibrene i mettet enzymoppløsning, Westerland et al., AIChE Journal, 20 (1), s. 50-59 (1974). Alternativt kan renset enzymkatalysator anbringes i dialysator-skallet utenom fibrene?Davis, Biotechnology and Bioengineering, bind XVI, S. 1113-1122 (1974). US patent 4 266 026 angir en fremgangsmåte hvori katalysator, fortrinnsvis enzym, inn-

kapsles i svamplaget av anisotrope fibre. Katalysatoren oppfanges ved å spyle katalysator fra svampsiden inn i fiber-hulroimnet under en trykkgradient. Enzymet kan festes ytterligere ved å tverrbinde enzymet til svamplaget. En ulempe som er felles for de fleste enzymimmobiliseringsmetoder, er at enzymet blir typeisolert og renset før immobilisering.

For å eliminere enzymisolering har forskjellige metoder for mikrobecelle-immobilisering vært utviklet. Disse metoder omfatter vanligvis enten adsorpsjon på uoppløselige bærere, innkapsling i væske-overflateaktive membraner, og innesperr-ing i polyacrylamidgel, collagen eller agar. Eksempelvis angir US patent 3 875 008 en metode hvori enzym eller mikrobielle celler innesperres i hule fiberfilamenter ved å ekstrudere en polymeroppløsning gjennom en åpning mens det samtidig injiseres en oppløsning av enzym eller mikrobielle celler gjennom den indre del av åpningen. Denne metode er dyr, da fiber/cellepreparatet må ekstruderes for hvert indi-viduelt enzym eller mikrobeart som ønskes. Dessuten kan brukte mikrobeceller ikke lett erstattes da cellene er innelukket i hulrommet av fiberen.

Hel celle-immobilisering i en hul fiberdialysator er beskrevet av Kan og Shuler, Biotechnology and Bioengineering, bind XX, s. 217-230 (1978). I Kan og Shuler-publikasjonen blir varmebehandlede Pseudomonas fluorescens-celler (stamme ATCC 11299b) immobilisert i en hul fiberdialysatorpatron for å fremstille urocansyre fra L-histidin. Cellene dyrkes, høstes, konsentreres og varmebehandles utenfor dialysator-enhetén. Den erholdte viskøse cellesuspensjon helles så i skallet av dialysatorenheten. Denne metode krever utstrakt håndtering og fremstilling av den mikrobielle cellekultur før pakking av dialysatorenheten. Cellekonsentrasjonen er be-grenset da den viskøse suspensjon må helles inn i skallsiden av dialysatoren. Dessuten kunne bare 70% av skallside-kapasiteten brukes på grunn av den viskøse natur av celle-suspens jonen.

Det er derfor hovedhensikten ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en forbedret prosess og apparatur for ut-

førelse av kontinuerlige biokatalytiske reaksjoner.

Det er følgelig et mål ved foreliggende oppfinnelse

å fremskaffe et biokatalytisk reaktorapparat som betraktelig øker stabiliteten av de biokjemiske reaksjonssystemer.

Det er et annet mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et biokatalytisk reaktorapparat hvori den katalytiske sone er i det vesentlige sammenløpende pakket med katalytisk aktivt mikrobecellemateriale.

Det er et ytterligere mål ved oppfinnelsen å oppnå den høyest mulige katalysatorkonsentrasjon ved å pakke levende mikrobeceller som formerer seg innen den katalytiske sone under paknlngsprosessen.

Det er nok et mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et biokatalytisk reaktorapparat hvori mikrobecellene er i det vesentlige sammenløpende pakket i den katalytiske sone slik at cellene kleber seg fast til den semipermeable membran og derved eliminerer behovet for kjemisk eller fysisk å feste cellene til den nevnte membran.

Det er nok et mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et forbedret apparat hvori forbrukte mikrobeceller lett kan spyles fra den katalytiske sone og erstattes med friske mikrobeceller.

Det er nok et mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et apparat som kan anvende enten anisotrope eller ikke-anisotrope/ semipermeable membraner.

Disse og andre mål, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bli åpenbare for fagfolk fra den følgende beskrivelse og figurer.

Man har nu oppdaget at en forbedret biokatalytisk reaktor kan konstrueres ved å immobilisere katalytisk aktivt mikrobecellemateriale inne i skallet av en semipermeabel membrandialysator i konsentrasjoner langt over det som tidligere har vært rapportert. Skjønt det ikke er fullstendig forstått, synes det uventede og forbausende enzymstabiliser-ingstrekk for noen enzymsystemer å skyldes den i det vesentlige sammenflytende cellepakning i den katalytiske sone. Dialysatorskallvolumet er i det vesentlige sammenflytende pakket med katalytisk aktivt mikrobielt cellemateriale for å danne en katalytisk sone. Skallåpningene lukkes så. En forutbestemt reaksjon utføres ved å tilføre reaktantmaterialet til reaktant/produktsonen. Produktmateriale gjenvinnes så fra avløpet fra den nevnte sone.

Det vil forståes at den etterfølgende, foretrukne utførelsesform under anvendelse av en hulfiber-ultrafiltrer-ingsdialysator ikke er ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. En fagmann kan gjøre forskjellige strukturelle modifikasjoner uten å avvike fra ånden av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 viser et lengdesnitt av en hulfiberdialysator.

Når dialysatorskallvolumet ; er i det vesentlige sammenflytende pakket med katalytisk aktivt mikrobecellemateriale i henhold til foreliggende oppfinnelse, blir dialysatorenheten en biokatalytisk reaktor. Fig. 2 viser et tverrsnitt av en hulfiberdialysatorenhet egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser en forenklet skjematisk fremstilling av en utførelsesform egnet for utførelse av foreliggende oppfinnelse

Beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

Fig. 1 og 2 illustrerer en hulfiberdialysatorenhet egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse. Hulfiber-dialysatorenheten 11 er av struktur lik et enkelt-gjennomfør-ingsskall og rørvarmeveksler hvori en rekke hule fibermembraner 13 er anbrakt ved siden av hverandre i det vesentlige aksialt i det sylindriske skall 15. Katalytisk aktivt mikrobielt cellemateriale er sammenhengende pakket i skallsidevolumet 17 for å danne den katalytiske sone. Adkomst til skallsidevolumet 17 er fremskaffet ved innløpsporten 19 og ut-løpsporten 21. Hulromsidevolumet 23 virker som reaktant/produktsone. Adkomst til hulromsidevolumet 23 skjer ved innløpsporten 25 og utløpsporten 27.

Skjønt den foretrukne utførelsesform beskrevet her omfatter anvendelsen av en hulfiberdialysatorenhet, er dette ikke beregnet på å begrense omfanget av oppfinnelsen. Det vil forståes at foreliggende oppfinnelse med hell kan utføres med i det vesentlige en hvilken som helst semipermeabel membrandialysator som tillater føring av reaktant og produkt over membranen og i det vesentlige forhindrer overføring av det katalytisk aktive mikrobielle cellemateriale.

Det bør videre forståes at skjønt den foretrukne utfør-elsesform beskrevet her omfatter anvendelsen av hele mikrobielle celler, er det ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. I stedet bør det forståes at foreliggende oppfinnelse med hell kan utføres med katalytisk aktivt mikrobielt cellemateriale som lyserte mikrobielle celler. En fagmann kan velge å lysere cellene før eller efter pakning for å fri-gjøre intracellulært enzym.

Under henvisning til fig. 3 dyrkes mikrobecellene i væskedyrkningskaret 31. Dyrkningskaret 31 holdes under et svakt positivt trykk av en aseptisk luftkilde 33 gjennom regulatoren 35 og ledningen 37. Mikrobecellene overføres fra dyrkningskaret 31 til skall-sideinnløpsporten 19 av den hule fiberpatron 11 under det nevnte trykk gjennom ledningen 39. Volumet som trekkes av fra dyrkningskaret 31, erstattes med friskt dyrkningsmedium fra mediumreservoaiEt 41 ved pumpen 4 3 gjennom ledningen 45. Mediumreservoaret 41 er luftet gjennom filteret 47. Væskenivået i dyrkningskaret 31 opprettholdes ved væskenivå-regulatoren 49. Under innføring av mikrobeceller inn i den hule fiberpatron 11 er skall-sideutløps-åpningen 21 og hulrom-sideinnløpsåpningen 25 lukket. Hul-rom-sideutløpsåpningen 27 er forbundet med kulturfiltrat-oppsamlingskaret 51 ved ledningen 53. Kulturfiltratkaret 51 holdes under et svakt negativt trykk ved vakuumkilden 55

over regulatoren 57 og ledningen 59.

Cellesuspensjon overføres fra kulturkaret 31 gjennom skall-sideinnløpsåpningen 19 i den hule fiberpatron 11. Kulturfiltrat passerer over de hule fibre på grunn av trykk-gradienten over fibermembranen mens mikrobecellene forblir i skall-sidevolumet 17 av den hule fiberpatron 11. Cellepakning fortsettes inntil hele skall-sidevolumet 17 er tett pakket med mikrobeceller som danner en katalytisk sone. For hensiktene ved foreliggende oppfinnelse er den tette cellulære pakning slik at de nevnte mikrobeceller er i det vesentlige sammenflytende pakket i hele skall-sidevolumet. Mikrobeceller er sammenhengende pakket når naboceller er beliggende slik at mellomrommet mellom naboceller er på et minimum. Mere spesifikt inntar de nevnte mikrobeceller over ca. 50% av den katalytiske sone som anvendes, og fortrinnsvis over ca. 90%, Kulturfiltrat oppsamles i kulturfiltratkaret 51. Innløps-åpningen 19 er lukket når skall-sidevolumet 17 er sammenhengende pakket med mikrobeceller. Når det først er pakket, blir oppsamlingsledningen 53 koblet fra hulrom-sideutløps-åpningen 27, og hulrom-sideinnløpsåpningen 25 åpnes. Den katalytiske sone holdes ved de nødvendige betingelser for å sikre enzymaktivitet. Det vil forståes at slike betingelser avhenger av det spesielle enzym som anvendes.

Forutbestemt reaktantmateriale tilføres til reaktant/produktsonen gjennom hulrom-sideinnløpsåpningen 25.

Den nevnte reaktant sprer seg over de semipermeable membraner av de hule fibre og kommer i kontakt med et forutbestemt enzym som er tilstede i den katalytiske sone. Forutbestemt produktmateriale dannet i den katalytiske sone ved reaksjon mellom enzym og reaktant, sprer seg over den nevnte membran inn i reaktant/produktsonen og gjenvinnes gjennom hulrom-sideutløpsåpningen 27.

Når en hul fiber-biokatalytisk reaktor fremstilles på denne måte, oppdaget man at mikrobecellene fordelte seg jevnt i skall-sidevolumet 17 og i det vesentlige bela hver fiber. Mikrobeceller fyller i det vesentlige skall-sidevolumet 17 og konsentrerer derved tilgjengelig katalysator. Levende mikrobeceller anvendt i den foretrukne utførelsesform, formerer seg i skall-sidevolumet 17 og øker katalysator-konsentrasjonen ytterligere. Den sammenløpende cellulære pakning ved foreliggende oppfinnelse og celleklebrighet forhindrer stort sett cellene fra å skilles fra fibrene og eliminerer derved behovet for fysikalsk å binde cellene til fibermembranen.

Membranen må være lett gjennoratrengbar for den forut-bestemte reaktant og produktmateriale, men i det vesentlige ugjennomtrengbar for det katalytisk aktive mikrobecellemateriale som er tilstede i skall-sidevolumet 17. Skjønt enten anisotrope eller ikke-anisotrope membraner kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse, foretrekkes ikke-anisotrope membraner. Anvendelsen av ikke-anisotrope fibre nedsetter forurensning av membranen med celleavfall som hyppig kan forekomme med det svampaktige lag av anisotrope fibre. Anvendelsen av tynnveggede, ikke-anisotrope fibre gir en kort diffusjonsvei for både reaktant og produkt. Semipermeable fibermembraner kan fremstilles for å bevirke den nødvendige molekylvektsavbrytning.

Ved å fjerne kulturfiltrat under pakning av cellene fremskaffer oppfinnelsen en cellekonsentrasjon som langt over-skrider tidligere beskrevne metoder for immobilisering av hele mikrobeceller i skallet for hulfiberpatroner. - Den meget tette pakning fører til høy volumproduktivitet og en uventet stabilitet for noen enzymsystemer og nedsetter således sterkt behandlingsomkostninger. Da imidlertid cellene ikke er fysisk festet eller innelukket i membranen, kan forbrukte celler lett vaskes fra patronen ved en turbulent strømning av vaskeoppløsning mellom de to skall-sideåpninger. Patronen kan så lett ompakkes med friske celler.

Eksempel 1

Det ble kjøpt en hul fiberpatron med en utvendig dia-meter' på 3,5 cm og en lengde på 21 cm (Travenol Laboratories, modell 15-11). Patronen inneholdt ca. 8.100 cupraammonium-cellulosefibre med veggtykkelse på 11/ /um og utvendig dia-2 meter på 180^um. Membranarealet var tilsammen ca. 1,1 m . Patronen hadde et hulromvolum på ca. 75 ml og et skallvolum på ca. 125 ml.

E. coli-celler stamme ATCC 11303 kjent for å fremstille aspartase, ble dyrket i et 15 1 kulturkar inneholdende 4,7 g Na<H>2P04, 11,2 g K2HP04,2,6g (NH4)2S04, 0,3 mg FeS04, 0,14 mg Znd2, 73,9 mg MgS04«7H20, 1,5 mg CaCl2, 10,0 g fumarsyre, 6,5 g glycol og 1,0 g asparaginsyre pr. 1 medium

brakt til pH 7,0 med NH^OH. Ca. 160 g (beregnet våtvekt)

av de nevnte celler ble pakket i skallet av hulfiberpatronen i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte og ga en i det vesentlige sammenflytende cellepakning. Kolonnen ble holdt ved 25°C under pakningsprosessen.

En påmatningsoppløsning bestående av 1,5 M ammoniumfumarat og 1,0 mM magnesiumklorid ved pH 8,8 og 37°C ble pumpet igjennom hulrom-sideinnløpsåpningen med en regulert hastighet. Uke store volum av hulromsavløpet ble oppsamlet, fortynnet og analysert for å bestemme overføringen av ammoniumfumarat til asparaginsyre. I det vesentlige fullstendig overføring inntrådte opptil en strømningshastighet på 25 ml ammoniumfumaratoppløsning pr. minutt. Den nevnte mate-hastighet ble så redusert til 21 ml pr. minutt, og overfør-ingsnivået ble bestemt. Efter 84 dager opprettholdt den nevnte katalytiske bioreaktor fremdeles et 99% overførings-nivå. Katalysator-halvlevetiden ble forbausende funnet å være ca. 136 dager. Satsundersøkelser av E. coli-celler i fortynnet oppløsning antyder at det ventede ekvivalent-halvliv av katalysatoren i patronen skulle være mindre enn 32 dager. Den årlige produktivitet av asparaginsyre-bioreaktoren basert på de ovennevnte data, ble bestemt til å være ca. 2000 kg asparaginsyre pr. år.

Eksempel 2

Den samme type hulfiberpatron som beskrevet i eksempel 1,

ble anvendt for fremstilling av alanin fra asparaginsyre.

Alcaligenes faecalis-celler stamme ATCC 25094 kjent for å danne aspartat-decarboxylase, ble dyrket i et 15 1 dyrkningskar inneholdende 0,75 g KH2P04, 0,94 g Na2HP04,

0,20 g MgS04, 0,03 g CaCl2, 0,004 g FeCl3, 0,003 g MnCl2, 0,001 g Na2Mo04, 6,43 g asparaginsyre, 6,75 g natrium-succinat og 0,669 g NH4C1 pr. 1 medium brakt til pH 7,0 med NaOH. Ca. 100 g (beregnet våtvekt) av de nevnte celler ble pakket i skallet av den nevnte hulfiberpatron i henhold til den ovenfor beskrevne metode og ga en cellepakning på ca. 80% av skall-sidevolumet. Kolonnen ble holdt ved 25°C under pak-

ningsprosessen.

En påmatningsoppløsning bestående av 0,50 M asparagin--4 -4

syre, 3,3 x 10 M natriumpyruvat, 1 x 10 M pyridoxalfosfat og 127 mM natriumacetatpuffer ved pH 5,5 og 37°C ble pumpet gjennom hulrom-sideinnløpsåpningen med en regulert hastighet. Like store prøver av hulromsavløpet ble oppsamlet, fortynnet og analysert for å bestemme overføringen av ammoniumfumarat til asparaginsyre. En 60% overføring av asparaginat til alanin fant sted opp til en strømningshastighet på 4,0 ml asparaginsyreoppløsning pr. minutt. Bobler av carbondioxyd-gass, dannet sam et produkt ved reaksjonen, ble eluert med den flytende produktstrøm. Overføringsnivået ble overvåket i flere dager. Efter tre dager opprettholdt den nevnte biokatalytiske reaktor en 20% overføring. Katalysator-halvlivet ble funnet å være ca. 2,8 dager. Årsproduktivi-teten av alanin-bioreaktoren basert på de ovennevnte data ble bestemt til å være ca. 35 kg alanin pr. år.

Eksempel 3

Den samme type hulfiberpatron som beskrevet i eksempel 1, ble anvendt for fremstilling av 6-aminopenicillansyre fra penicillin G.

Escherichia coli-celler, stamme ATCC 9637, ble dyrket

i et 28 1 dyrkningskar inneholdende 2,0 g fenoxyeddiksyre, 20,0 g pepton, 5,0 g gjærekstrakt, 5,0 g natrium-L-glutamat, 3,0 g KH2P04, 0,2 g MgS04«7H20 og 0,2 g FeCl3«6H20 pr. 1 vandig medium brakt til pH 7,0 med NaOH. Ca, 20 1 av dyrk-ningsmediet inneholdende ca. 7,0 g E. coli-celler pr. 1 ble spylt gjennom patronen og ga en beregnet cellepakning på

ca. 140 g våtvekt av celler i et totalt skallvolum på 125 ml.

Hulfiberpatronen ble holdt ved 30°C under både pakning og reaksjonsperioder.

En mateoppløsning bestående av 50 mM penicillin G i

10 mM kaliumfosfat/boratpuffer pH 8,5 ble pumpet gjennom hulrom-sideinnløpsåpningen med en regulert hastighet på

1,0 ml/min. Like store prøver av hulromsavløpet ble oppsamlet og analysert for å bestemme overføringen av peni-

cillin G til 6-aminopenicillansyre. Katalysator-halvlivet i den biokatalytiske reaktor ble funnet å være ca. 45 dager. Katalysator-halvlivet for de samme celler fritt suspendert

i påmatningsoppløsningen beskrevet ovenfor ved 30°C ble bestemt til å være bare 35 dager.

Eksempel 4

Den samme type hulfiberpatron som beskrevet i eksempel 1, ble anvendt for fremstilling av imidazoacrylsyre fra L-histidin.

Bacillus subtilis-celler, stamme BSCC 1A273, ble dyrket i et 28-liters dyrkningskar inneholdende 14,0 g K2HP04,

6,0 g KH2P04, 0,2 g MgS04, 4,0 g L-histidin og 1,0 ml av en saltblanding pr. 1 vandig medium brakt til pH 7,0 med NaOH. Saltblandingen besto av 100 mg ZnS04, 20 mg FeCl3-6H20, 10 mg CuS04«5H20, 70 mg MnCl2'4H20, 40 mg (<NH>4)2Mo6°26'4H2°'90 mg Na2B4°7*10H20'500 mg CaC12og 20 mg CoCl2«6H20 pr. 1 av den vandige saltblanding. Ca. 50 1 kulturmedium inneholdende ca. 1,5 g B. subtilis-celler pr. 1 ble spylt gjennom patronen, hvilket ga en anslått cellepakning på ca. 75 g våtvekt celler i et totalt skallvolum på 125 ml. Hulfiberpatronen ble holdt ved 37°C både under pakning og reaksjonsperioder.

En mateoppløsning bestående av 0,2 M L-histidin i

0,1 M diethanolamin pH 9,4 ble pumpet gjennom hulrom-sideinnløpsåpningen med en regulert hastighet på 4,0 ml/min. Like,store prøver av hulromsavløpet ble oppsamlet og analysert for å bestemme overføringen av L-histidin til imidazoacrylsyre. Katalysator-halvlivet i den biokatalytiske reaktor ble funnet å være ca. 24 dager. Katalysator-halvlivet for de samme celler fritt suspendert i mateoppløs-ningen beskrevet ovenfor ved 37°C, ble bestemt til å være bare 20 dager.

Det må forståes at de ovenstående eksempler illustrerer en spesifikk utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,

men er ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. Tvert imot kunne en fagmann gjøre mindre modifikasjoner uten å avvike fra ånden av foreliggende oppfinnelse.

Claims (10)

1. Biokatalytisk reaktor, karakterisert ved at den omfatter en første sone og en annen sone skilt fra hverandre i det minste delvis av en halvgjennomtrengelig membran, hvilken membran er gjennomtrengelig for en forutbestemt reaktant og produktmaterialer, mens den er ugjennomtrengelig for katalytisk aktivt mikrobecellemateriale sammenflytende pakket i den annen sone, idet mikrobecellematerialet er valgt slik at når det er i kontakt med den nevnte reaktant, dannes det nevnte produkt, middel for innføring av den nevnte reaktant til den nevnte første sone og middel for utløp av det nevnte produkt fra den første sone.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte halvgjennomtrengelige membran er en anisotrop membran.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den halvgjennomtrengelige membran er en ikke-anisotrop membran.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den halvgjennomtrengelige membran er en halvgjennomtrengelig hulfibermembran.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte mikrobecellemateriale inntar over ca. 50% av det annet sonevolum som anvendes.

6. Fremgangsmåte for utførelse av en biokatalytisk reaksjon, karakterisert ved at et forutbestemt reaktantmateriale føres inn i en første sone innelukket i det minste delvis av en halvgjennomtrengelig membrangrense som er gjennomtrengelig for den nevnte reaktant og et forutbestemt produkt av nevnte reaksjon, slik at den nevnte reaktant trenger gjennom den nevnte membran og kommer i kontakt med katalytisk aktivt mikrobecellemateriale sammenflytende pakket i en annen sone skilt fra den nevnte første sone 1. det minste delvis ved den nevnte membran som er i det vesentlige ugjennomtrengelig for det nevnte mikrobecellemateriale, og den nevnte kontakt fører til overføring av den nevnte reaktant til det nevnte produkt, det nevnte produkt trenger gjennom den halvgjennomtrengelige membran og fjernes fra den første sone.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den halvgjennomtrengelige membran er en anisotrop membran.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den halvgjennomtrengelige membran er en ikke-anisotrop membran.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den halvgjennomtrengelige membran er en halvgjennomtrengelig hulfibermembran.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at mikrobecellematerialet inntar over ca. 50% av volumet av den annen sone som anvendes.