WO2012130334A1 - Einweg-bioreaktor und sensorsystem für einen bioreaktor - Google Patents

Einweg-bioreaktor und sensorsystem für einen bioreaktor Download PDF

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WO2012130334A1
WO2012130334A1 PCT/EP2011/055147 EP2011055147W WO2012130334A1 WO 2012130334 A1 WO2012130334 A1 WO 2012130334A1 EP 2011055147 W EP2011055147 W EP 2011055147W WO 2012130334 A1 WO2012130334 A1 WO 2012130334A1
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bioreactor
sensor
wall
rope
disposable
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Stefan Lüder
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Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation

Definitions

  • the invention relates to a disposable bioreactor having a sensor system with a cable arrangement, by means of which at least one sensor of the sensor system is held, and a sensor system for a bioreactor.
  • a bioreactor or fermenter microorganisms are cultured in a nutrient medium.
  • a bioreactor or fermenter For relatively small volumes of, for example, 50 liters, 500 liters or 5,000 liters, disposable bioreactors are often used, which are disposed of after a single use.
  • the bioreactor can be constructed as formstabi- 1er container or, particularly in the case of a disposable bio ⁇ reactor, as a flexible bag.
  • the skillsmi ⁇ research of the nutrient medium may be carried out in ⁇ nergur of the bioreactor or by shaking the Reaktorbe ⁇ houers by means of an agitator by means of a stirrer.
  • physical, biological ⁇ -specific and / or chemical process variables such as temperature, pressure, density, turbidity, pH, dissolved oxygen, dissolved Koh ⁇ dioxide, etc. are measured by suitable sensors. Based on the measured process variables, the bioprocess can be controlled, for example with regard to temperature, oxygen input, mixing or termination of the process.
  • US Pat. No. 5,888,805 shows, as an alternative, a bioreactor with a lid closure which can be inserted into the container wall, where the sensors are held so that they dip into the nutrient medium.
  • sensors are immovable at a fixed location of the container.
  • sensors are desired, which can be used movably in liquid or gaseous media. They should not be fastened as described above, fastened to pipes or containers by means of a lid or flange, but should float directly in the medium. This is to allow to monitor the reaction process exactly where it takes place, or to take measurements at different points in a bioreactor, for example to detect a temperature gradient in a container over its cross-section. Particularly in large containers or in large bags, measured values are to be recorded at different locations of the medium with the aid of a sensor.
  • the invention has for its object to provide a disposable bioreactor and a sensor system for a bioreactor, in which a simple way of positioning the sensor in the bioreactor is possible without compromising the Sterili ⁇ ity of the bioreactor.
  • the new disposable bioreactor of the type mentioned in the features specified in claim 1. advantageous developments and in claim 6, a sensor system for a bioreactor are described.
  • the invention has the advantage that the sensor system can be used without much adaptation effort in bioreactors of different diameters.
  • the lift cords can be wound up so far to the pulleys, until the or the contents by the traction cable ⁇ NEN sensors are held sufficiently in place by the tension of the traction cable.
  • the pulleys allow advantageously compensation for changes in the internal dimensions of the bioreactor, as for example in
  • the sterility of the Bioreak ⁇ sector is ensured in an advantageous manner, since no access through the wall to the outside is necessary. No bushings are required for mechanically moving parts in the container wall. Moreover, in a particularly simple manner using the Wickelzu ⁇ stands of the pulleys the current position of the sensor or sensors which are held by the tension cables, fixed sets are.
  • At least one of the two rollers which are used in a cable pull arrangement, provided with a drive for the controllable positioning of or held by the cable arrangement sensors.
  • a predeterminable length of the traction cable can be wound on the respective pulley, and thus the sensor can be positioned anywhere between the Seilrol ⁇ len.
  • the further pulley of Seilzugan- order can be performed, for example, as a tension roller with a spring adjustable traction. This ensures sufficient tension of the tension cables.
  • the drive is particularly advantageous to carry out the drive as an electric motor, wherein the rotor is arranged within the bioreactor and the stator for generating a rotating field outside the bioreactor. Since the rotating field can penetrate the closed container wall, is no implementation mechanically moving parts through the container wall required. On the one hand, the sterility of the bioreactor is advantageously improved, since contamination with contaminating substances, as might occur when mechanical parts are moved, is reliably avoided, and on the other hand the production costs for the cable arrangement are reduced because the stator the Elektromo ⁇ sector is reusable and only the rotor is intended only for a single use.
  • a radio location may have to be resorted, which contains relatively large inaccuracies laundri ⁇ r.
  • the implementation effort in a Positi ⁇ onser charged using markers on the pull rope or on the pulley is relatively low.
  • the markings may for example be of an optical nature and be detected by a suitable optical detector.
  • magnetic markers can be used when using a magnetic field detector.
  • At least one rope is provided at least one electrical Lei ⁇ tung, via which the at least one sensor di ⁇ rectly or indirectly electrically connected to a connector in the tank wall of the bioreactor with can advan- way the energy that the sensor for its operation be ⁇ required, wired supplied from the outside, so that can be dispensed with a battery or to a power supply by induction, which often difficult depending on the process medium.
  • a disposable bioreactor 1 is shown with a built-in bioreactor 1 sensor system with a cable arrangement in a horizontal section.
  • the rope ⁇ zugan onion consists essentially of two pulleys 2 and 3, of which the one pulley 2 has the function of a drive roller and the other pulley 3 which has a tension pulley, and two traction cables 4 and 5, with one end to the pulley 2 or with the pulley 3 and with its other end connected to a sensor 6.
  • the two tension cables 4 and 5 are wound on the pulleys 2 and 3, the position of the sensor 6 within the disposable bioreactor 1 is fixed.
  • the mobility of the sensor 6 along the plane defined by the two pulleys 2 and 3 line is indicated by a double arrow 7 in the drawing.
  • the two pulleys 2 and 3 are integrated at different locations in the container inner wall 8 of the disposable bioreactor 1.
  • the expression "integrated into the container inner wall” is intended to clarify that the pulleys are located in a recess of the wall, which is open to the interior of the container, but outwardly closed ..
  • the axis 9 of the pulley 2 is connected to a drive designed as Elek ⁇ tromotor consisting essentially of a magnet 13, which represents the rotor of the electric motor, and a stator 14 for producing one of desired rotation of the rotor 13 about the axis 9 corresponding rotating field exists.
  • the stator 14 interacts with the rotor 13 via the rotary field to transmit the required torque through the container wall. A implementation of mechanically moving parts is not required.
  • the generation of the rotating field in the stator 14 can be effected for example by a correspondingly driven Spulenan ⁇ order or an offset in corresponding rotation of the permanent magnet, wherein the stator name in this case is not to be understood in the narrow sense of a stationary component.
  • the location of the sensor 6 within the medium 12 is carried out by determining the wound on the pulley 2 length of the traction cable 4 by means of markings which are applied to the äuße ⁇ Ren housing of the magnet 13.
  • the Markierun ⁇ gene are magnetic type and are detected with the aid of a magnetic field ⁇ detector 15 and passed to a control device sixteenth In a position control loop in which the control device 16 assumes the function of the controller, the current position is thus detected as the actual value via the detector 15 and the stator 14 is controlled as an actuator by the Steuerein ⁇ direction 16 such that the sensor 6 due to the rotation generated the drive roller 9 is moved in the desired manner.
  • the pull cable has a plurality of electrically conductive wires, which are connected via the drive roller 2, a connecting line 17 and an electrical feedthrough 18 through the container wall with a power supply unit located in the control device 16.
  • This has the advantage that the sensor 6 does not need its own battery.
  • measured values such as a temperature or a pH value, linked to the respective location of their detection in order to create a measured value profile and to recognize any Inhomo ⁇ genticianen.
  • an agitator in the disposable bioreactor 1 can be switched on or a bag reactor can be set into shaking movements in order to achieve, if appropriate, a more homogeneous mixing of the medium 12.
  • the rollers which are arranged at different locations of the container inner wall, can be fixed by means of adhering to the inner wall roller bearings.
  • a thus configured cable arrangement can not only in
  • the cable pull arrangement can be realized with inexpensive components, so that a one-time use of the cable pull arrangement can be preferred to the complex sterilization to be carried out before reuse.
  • the measured values of the sensor 6 are transmitted by wire to the control of the process via the control device 16.
  • a transmission of the measured values by radio is possible.
  • optical markings can be applied to the housing of the magnet 13, which are detected by a correspondingly adapted optical detector.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einweg-Bioreaktor (1) sowie ein Sensorsystem für einen Bioreaktor mit einer Seilzuganordnung, durch welche zumindest ein Sensor (6) gehalten ist. Die Seilzuganordnung umfasst zumindest zwei an verschiedenen Orten an oder in der Behälterinnenwand (8) des Bioreaktors (1) angeordnete Seilrollen (2, 3) für jeweils zumindest ein Zugseil (4, 5) zur Positionierung des Sensors (6) im Bioreaktor (1). Zumindest eine Seilrolle (2) kann mit einem Antrieb versehen werden, welcher aus einem Rotor (13) und einem Stator (14) besteht, wobei das durch den Stator (14) erzeugte magnetische Drehfeld durch die Wand des Bioreaktors (1) hindurch zum Rotor (13) übertragen wird. Somit ist keine Durchführung mechanisch beweglicher Teile durch die Wand hindurch erforderlich, durch welche die Sterilität des Bioreaktors (1) gefährdet werden könnte. Durch Verfahren des Sensors (6) mit Hilfe der Seilzuganordnung können an verschiedenen Orten innerhalb des Mediums (12) Messwerte, die zur Prozesssteuerung dienen, erfasst werden.

Description

Beschreibung
Einweg-Bioreaktor und Sensorsystem für einen Bioreaktor Die Erfindung betrifft einen Einweg-Bioreaktor mit einem Sensorsystem mit einer Seilzuganordnung, durch welche zumindest ein Sensor des Sensorsystems gehalten ist, sowie ein Sensorsystem für einen Bioreaktor. In einem Bioreaktor oder Fermenter werden Mikroorganismen in einem Nährstoffmedium kultiviert. Bei relativ kleinen Volumina von beispielsweise 50 Liter, 500 Liter oder 5.000 Liter werden oft Einweg-Bioreaktoren verwendet, die nach einmaligem Gebrauch entsorgt werden. Der Bioreaktor kann als formstabi- 1er Behälter oder, insbesondere im Falle eines Einweg-Bio¬ reaktors, als flexibler Beutel ausgebildet sein. Die Durchmi¬ schung des Nährstoffmediums kann mittels eines Rührwerks in¬ nerhalb des Bioreaktors oder durch Schütteln des Reaktorbe¬ hälters mittels einer Schütteleinrichtung erfolgen. Zur Über- wachung des Bioprozessors werden mittels geeigneter Sensoren für den jeweiligen Prozess typische physikalische, biologi¬ sche und/oder chemische Prozessgrößen wie Temperatur, Druck, Dichte, Trübung, pH-Wert, gelöster Sauerstoff, gelöstes Koh¬ lendioxid usw. gemessen. Anhand der gemessenen Prozessgrößen kann der Bioprozess gesteuert werden, zum Beispiel bezüglich Temperatur, Sauerstoffeintrag, Durchmischung oder Beenden des Prozesses .
Aus der US 2005/0272146 AI ist es bekannt, bei einem Einweg- Bioreaktor die Sensoren an der Innenwand des Behälters, zum Beispiel als integrale Bestandteile der Behälterwand, vorzu¬ sehen oder als Sonden von außen durch sterile Durchführungen in das Innere des Behälters einzuführen. Im letzteren Fall werden für mehrere Sensoren mehrere Durchführungen vorgese- hen.
Die US-PS 5,888,805 zeigt als Alternative einen Bioreaktor mit einem in die Behälterwand einsetzbaren Deckelverschluss , an dem die Sensoren derart gehalten sind, dass sie in das Nährstoffmedium eintauchen.
Bei den oben beschriebenen, bekannten Bioreaktoren befinden sich die Sensoren unbeweglich an einem festen Ort des Behälters. Ergänzend oder alternativ werden jedoch Sensoren gewünscht, die beweglich in flüssige oder gasförmige Medien eingesetzt werden können. Sie sollen nicht wie oben beschrie¬ ben, mittels Deckel oder Flansch an Rohren oder Behältern be- festigt werden, sondern direkt im Medium schwimmen. Dadurch soll ermöglicht werden, den Reaktionsprozess genau dort zu überwachen, wo dieser stattfindet, oder Messungen an unterschiedlichen Punkten in einem Bioreaktor durchzuführen, um zum Beispiel einen Temperaturgradienten in einem Behälter über dessen Querschnitt zu erfassen. Insbesondere in großen Behältern oder in großen Beuteln sollen mit Hilfe eines Sensors Messwerte an verschiedenen Orten des Mediums erfasst werden. Gerade in großen Behältern können nämlich Inhomogenitäten auftreten, die zum Beispiel zu verschiedenen Temperatu- ren an verschiedenen Orten des Reaktionsgemisches führen. Zur Verbesserung der Prozessteuerung wäre daher ein Sensor von Vorteil, der aufgrund seiner veränderlichen Position in der Lage ist, an verschiedenen Orten des Mediums Messwerte zu er¬ fassen .
Aus der WO 2007/061306 AI ist ein System zur Steuerung eines Prozesses bekannt, bei welchem Sensoren innerhalb des Pro¬ zessmediums schweben, zur Durchführung einer ortsbezogenen Messung über einen steuerbaren Vortrieb zur gezielten Bewe- gungssteuerung verfügen und mit Hilfe eines Ortungssystems geortet werden können. Ein zum Vortrieb des Sensors benötig¬ ter Antrieb verbraucht jedoch vergleichsweise viel Hilfsener¬ gie, so dass eine im Sensor eingebaute Batterie vergleichs¬ weise schnell erschöpft oder die Leistungsfähigkeit des An- triebs stark eingeschränkt ist. Eine Ortung des Sensors mit¬ tels Funktechnologie ist zudem in flüssigen Medien schwierig und nur mit großem Aufwand möglich. Aus der JP 2009/162696 A ist ein Sensorsystem mit einer Seilzuganordnung bekannt, bei welcher der Sensor mittels eines Zugseils von oben in verschiedene Tiefen des Mediums herabge¬ lassen wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass über den Seilzug Verunreinigungen, welche sich eventuell störend auf eine in einem Bioreaktor ablaufende Reaktion auswirken, in das Medium eingetragen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einweg- Bioreaktor sowie ein Sensorsystem für einen Bioreaktor zu schaffen, bei welchem auf einfache Weise eine Positionierung des Sensors im Bioreaktor ermöglicht wird, ohne die Sterili¬ tät des Bioreaktors zu gefährden. Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Einweg-Bioreaktor der eingangs genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und in Anspruch 6 ein Sensorsystem für einen Bioreaktor beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Sensorsystem ohne großen Anpassungsaufwand in Bioreaktoren verschiedenen Durchmessers zum Einsatz kommen kann. Je nach Innendurchmesser des Behälters können die Zugseile so weit auf die Seilrollen auf- gewickelt werden, bis der oder die durch das Zugseil gehalte¬ nen Sensoren durch die Spannung des Zugseils ausreichend ortsfest gehalten sind. Zudem ermöglichen die Seilrollen in vorteilhafter Weise einen Ausgleich bei Änderungen der Innenabmessungen des Bioreaktors, wie sie beispielsweise bei
Schüttelbewegungen eines Fermenterbeuteis vorkommen. Je nachdem, ob das eine oder andere Zugseil weiter aufgewickelt wird, kann die Position des oder der durch das Zugseil gehal¬ tenen Sensoren im Medium verändert werden. Durch die Zwangsführung des Sensors mit Hilfe von Zugseilen wird beispiels- weise verhindert, dass dieser bei Verwendung eines Bioreak¬ tors mit Rührwerk unbeabsichtigt mit dem Rührer kollidiert. Bei Verwendung von drei Seilrollen und deren geeigneter Anbringung an oder in der Behälterinnenwand des Bioreaktors kann bei Betätigung von mindestens zwei der Seilrollen durch einen steuerbaren Antrieb an beliebige Orte innerhalb der durch die Befestigungspunkte der drei Seilrollen aufgespannten Ebene bewegt werden. Eine Seilzuganordnung mit vier Seilrollen ermöglicht sogar eine Bewegung des Sensors an beliebi¬ ge Stellen eines Raumvolumens, an dessen Ecken sich die vier Seilrollen befinden.
Aufgrund der Anordnung der Seilrollen an der Behälterinnenwand des Bioreaktors oder alternativ ihrer Integration in diese wird in vorteilhafter Weise die Sterilität des Bioreak¬ tors sichergestellt, da kein Zugang durch die Wand hindurch nach außen notwendig ist. Es werden keinerlei Durchführungen für mechanisch bewegliche Teile in der Behälterwand benötigt. Zudem kann in besonders einfacher Weise anhand des Wickelzu¬ stands der Seilrollen die aktuelle Position des oder der Sensoren, welche durch die Zugseile gehalten werden, festge- stellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eine der zwei Rollen, die in einer Seilzuganordnung zum Einsatz kommen, mit einem Antrieb zur steuerbaren Positionierung des oder der durch die Seilzuganordnung gehaltenen Sensoren versehen. Mit Hilfe des Antriebs kann eine vorgebbare Länge des Zugseils auf die betreffende Seilrolle gewickelt und somit der Sensor beliebig zwischen den Seilrol¬ len positioniert werden. Die weitere Seilrolle der Seilzugan- Ordnung kann zum Beispiel als Spannrolle mit über eine Feder einstellbarer Zugkraft ausgeführt werden. Dadurch ist eine ausreichende Spannung der Zugseile gewährleistet.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Antrieb als Elektro- motor auszuführen, wobei der Rotor innerhalb des Bioreaktors und der Stator zur Erzeugung eines Drehfelds außerhalb des Bioreaktors angeordnet wird. Da das Drehfeld die geschlossene Behälterwand durchdringen kann, ist keinerlei Durchführung mechanisch beweglicher Teile durch die Behälterwand erforderlich. Zum einen wird in vorteilhafter Weise somit die Sterilität des Bioreaktors verbessert, da eine Kontamination mit verunreinigenden Stoffen, wie sie bei einer Durchführung me- chanisch beweglicher Teile auftreten könnte, zuverlässig vermieden wird, zum anderen werden die Herstellungskosten für die Seilzuganordnung verringert, da der Stator des Elektromo¬ tors wiederverwendbar ist und lediglich der Rotor nur für einen einmaligen Gebrauch vorgesehen ist.
Zumindest eine Seilrolle oder zumindest ein Seil mit Markie¬ rungen zur Positionsdetektion zu versehen hat den Vorteil, dass die Sensorposition mit Hilfe der Seilzuganordnung er- fasst werden kann. Dies ermöglicht eine präzise Sensorpositi- onierung, ohne dass auf ein anderes Ortungsverfahren, zum
Beispiel eine Funkortung, zurückgegriffen werden müsste, welches mit vergleichsweise großen Ungenauigkeiten behaftet wä¬ re. Zudem ist der Implementierungsaufwand bei einer Positi¬ onserfassung mit Hilfe von Markierungen am Zugseil oder an der Seilrolle vergleichsweise gering. Die Markierungen können beispielsweise optischer Art sein und mit einem geeigneten optischen Detektor erfasst werden. Alternativ können magnetische Markierungen bei Verwendung eines Magnetfelddetektors zum Einsatz kommen.
Wenn zumindest ein Seil mit zumindest einer elektrischen Lei¬ tung versehen ist, über welche der zumindest eine Sensor di¬ rekt oder indirekt mit einem Anschlussstecker in der Behälterwand des Bioreaktors elektrisch verbunden ist, kann vor- teilhaft die Energie, welche der Sensor zu seinem Betrieb be¬ nötigt, kabelgebunden von außen zugeführt werden, so dass auf eine Batterie oder auf eine Energiezufuhr mittels Induktion, die sich je nach Prozessmedium oft schwierig gestaltet, verzichtet werden kann.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Prinzipdarstellung skizziert ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
In der Figur ist ein Einweg-Bioreaktor 1 mit einem in den Bioreaktor 1 integrierten Sensorsystem mit einer Seilzuganordnung in einem horizontalen Schnitt dargestellt. Die Seil¬ zuganordnung besteht im Wesentlichen aus zwei Seilrollen 2 und 3, von welchen die eine Seilrolle 2 die Funktion einer Antriebsrolle und die andere Seilrolle 3 die einer Spannrolle hat, und aus zwei Zugseilen 4 und 5, die mit ihrem einen Ende mit der Seilrolle 2 bzw. mit der Seilrolle 3 und mit ihrem anderen Ende mit einem Sensor 6 verbunden sind. Je nachdem, mit welchem Teil ihrer Länge die beiden Zugseile 4 und 5 auf den Seilrollen 2 bzw. 3 aufgewickelt sind, ist die Position des Sensors 6 innerhalb des Einweg-Bioreaktors 1 festgelegt. Die Beweglichkeit des Sensors 6 entlang der durch die beiden Seilrollen 2 und 3 aufgespannten Linie ist durch einen Doppelpfeil 7 in der Zeichnung angedeutet. Die beiden Seilrollen 2 und 3 sind an verschiedenen Orten in die Behälterinnenwand 8 des Einweg-Bioreaktors 1 integriert. Mit dem Ausdruck „in die Behälterinnenwand integriert" soll verdeutlicht werden, dass sich die Seilrollen in einer Vertiefung der Wand befinden, die zum Innenraum des Behälters offen, nach außen hin jedoch geschlossen ist. Die drehbare Lagerung der Seilrollen 2 und 3 ist durch Achsen 9 bzw. 11 angedeutet, wobei die zu diesen korrespondierenden Lagerhül¬ sen, die sich an der Behälterinnenwand 8 befinden, der besse¬ ren Anschaulichkeit wegen in der Figur nicht eingezeichnet sind.
Zur Positionierung des Sensors 6 an einer beliebigen Position zwischen der einen Seilrolle 2 und der anderen Seilrolle 3 in einem Medium 12, welches sich innerhalb des Bioreaktors 1 be- findet, ist die Achse 9 der Seilrolle 2 mit einem als Elek¬ tromotor ausgeführten Antrieb verbunden, welcher im Wesentlichen aus einem Magneten 13, welcher den Rotor des Elektromotors darstellt, und einem Stator 14 zur Erzeugung eines der gewünschten Drehung des Rotors 13 um die Achse 9 entsprechenden Drehfelds besteht. Über das Drehfeld steht der Stator 14 mit dem Rotor 13 zur Übertragung des erforderlichen Drehmoments durch die Behälterwand hindurch in Wechselwirkung. Eine Durchführung mechanisch beweglicher Teile ist somit nicht erforderlich. Die Erzeugung des Drehfelds im Stator 14 kann beispielsweise durch eine entsprechend angesteuerte Spulenan¬ ordnung oder einen in entsprechende Drehung versetzten Permanentmagneten erfolgen, wobei die Bezeichnung Stator in diesem Falle nicht im engeren Sinne eines feststehenden Bauteils zu verstehen ist.
Die Ortung des Sensors 6 innerhalb des Mediums 12 erfolgt durch Bestimmung der auf die Seilrolle 2 aufgewickelten Länge des Zugseils 4 anhand von Markierungen, welche auf dem äuße¬ ren Gehäuse des Magneten 13 aufgebracht sind. Die Markierun¬ gen sind magnetischer Art und werden mit Hilfe eines Magnet¬ felddetektors 15 erfasst und an eine Steuereinrichtung 16 weitergegeben. In einem Positionsregelkreis, in welchem die Steuereinrichtung 16 die Funktion des Reglers übernimmt, wird somit über den Detektor 15 die aktuelle Position als Istwert erfasst und der Stator 14 als Stellglied durch die Steuerein¬ richtung 16 derart angesteuert, dass der Sensor 6 aufgrund der erzeugten Drehung der Antriebsrolle 9 in gewünschter Wei- se verfahren wird.
Zur Versorgung des Sensors 6 mit seiner zum Betrieb erforderlichen Hilfsenergie besitzt das Zugseil mehrere elektrisch leitende Adern, die über die Antriebsrolle 2, eine Verbin- dungsleitung 17 und eine elektrische Durchführung 18 durch die Behälterwand mit einer in der Steuereinrichtung 16 befindlichen Energieversorgungseinheit verbunden sind. Das hat den Vorteil, dass der Sensor 6 ohne eigene Batterie auskommt. In einer in der Figur der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Steuerung für den im Einweg-Bioreaktor 1 ablaufenden Prozess, welche durch einen Feldbus 19 mit der Steuerein¬ richtung 16 verbunden ist, werden die mit Hilfe des Sensors 6 erfassten Messwerte, beispielsweise einer Temperatur oder eines pH-Werts, mit dem jeweiligen Orts ihrer Erfassung verknüpft, um ein Messwerteprofil zu erstellen und evtl. Inhomo¬ genitäten zu erkennen. In Abhängigkeit davon kann beispiels- weise ein Rührwerk im Einweg-Bioreaktor 1 eingeschaltet oder ein Beutelreaktor in Schüttelbewegungen versetzt werden, um gegebenenfalls eine homogenere Durchmischung des Mediums 12 zu erreichen. Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind verschiedene Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise können die Laufrollen, die an verschiedenen Orten der Behälterinnenwand angeordnet sind, mit Hilfe von an der Innenwand aufklebbaren Laufrollenlagern befestigt werden. Ei- ne derart ausgestaltete Seilzuganordnung kann nicht nur in
Einweg-Bioreaktoren sondern auch in wiederverwendbaren Bioreaktoren Anwendung finden. Die Seilzuganordnung ist mit günstigen Bauteilen realisierbar, so dass ein Einweggebrauch der Seilzuganordnung der vor einer Wiederverwendung durchzufüh- renden, aufwendigen Sterilisierung vorgezogen werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Messwerte des Sensors 6 drahtgebunden über die Steuereinrichtung 16 an die Steuerung des Prozesses weitergegeben. Alternativ dazu ist selbstverständlich eine Übertragung der Messwerte mittels Funk möglich. Weiterhin können abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel auf dem Gehäuse des Magneten 13 optische Markierungen angebracht sein, welche mit einem entsprechend angepassten optischen Detektor erfasst werden.

Claims

Patentansprüche
1. Einweg-Bioreaktor mit einem Sensorsystem mit einer Seilzuganordnung, durch welche zumindest ein Sensor (6) des Sen- sorsystems gehalten ist und die zumindest zwei an verschiede¬ nen Orten an oder in der Behälterinnenwand (8) des Bioreaktors (1) angeordnete Seilrollen (2, 3) für jeweils zumindest ein Zugseil (4, 5) zur Positionierung des Sensors (6) im Bio¬ reaktor (1) aufweist.
2. Einweg-Bioreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Seilrolle (2) mit einem Antrieb (13, 14) zur steuerbaren Positionierung des Sensors (6) versehen ist.
3. Einweg-Bioreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13, 14) als Elektromotor ausgeführt ist, wobei der Rotor (13) innerhalb des Bioreaktors (1) und der Stator (14) zur Erzeugung eines Drehfelds außerhalb des Bio¬ reaktors (1) angeordnet ist.
4. Einweg-Bioreaktor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Seilrolle (2, 3) oder zumindest ein Seil (4, 5) mit Markierungen zur Positionsdetektion versehen ist.
5. Einweg-Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Seil (4) mit zu¬ mindest einer elektrischen Leitung versehen ist, über welche der zumindest eine Sensor (6) direkt oder indirekt mit einem Anschlussstecker (18) in der Behälterwand des Bioreaktors (1) elektrisch verbunden ist.
6. Sensorsystem für einen Bioreaktor (1) mit einer Seilzuganordnung, durch welche zumindest ein Sensor (6) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilzuganordnung zumindest zwei an verschiedenen Orten einer Behälterinnenwand des Bio¬ reaktors anbringbare Seilrollen für jeweils zumindest ein Zugseil zur Positionierung des Sensors aufweist.
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