Bioreaktoren: höchste Präzision und Effizienz bei jedem Prozess
30/09/2024
Geräte und AnlagenIndustrielle Bioreaktoren sind Anlagen, die entworfen und entwickelt wurden, um ein kontrolliertes Umfeld zu schaffen, in dem sich Mikroorganismen, tierische bzw. pflanzliche Zellen oder Biomasse vermehren, wachsen und spezifische biologische Produkte erzeugen können. Da Bioreaktoren in der Lage sind, unter kontrollierten Bedingungen wirksam biologische Prozesse in großem Maßstab durchzuführen, sind sie für verschiedene Industriezweige von grundlegender Bedeutung, wie beispielsweise für die Pharma-, Lebensmittel- und Chemieindustrie sowie für das Veterinärwesen.
Ein Fermenter ist ein spezieller Bioreaktor, der für bestimmte Gärprozesse eingesetzt wird, bei denen Substrate mithilfe von Mikroorganismen in Produkte umgewandelt werden, wie beispielsweise bei der Herstellung von Joghurt aus Milch.
Grundvoraussetzung eines Bioreaktors ist es, dass eine gute Sterilisation garantiert wird, um jegliche Gefahr von Verunreinigung zu verhindern und auszuschließen. Dieser Prozess kann durch die Beaufschlagung mit Direktdampf oder durch Erhitzung einer um den Behälter befindlichen Heizkammer erfolgen. In der Industrie wird der Sterilisationsprozess gewöhnlich bei etwa 130 °C ungefähr 30 Minuten lang durchgeführt, um Mikroorganismen und Bakterien abzutöten. In beiden Fällen muss ein aseptischer Behälter verwendet werden, der mit einem Druck von bis zu 3 bar beaufschlagt werden kann und die Druckgeräterichtlinie PED erfüllt.
BIOREAKTOR INOXPA: Bioreaktor mit Rührbehälter
Bioreaktoren mit Rührbehälter finden in der Industrie breite Anwendung, da sie die im Behälter befindlichen Komponenten mithilfe von Rührwerken fortwährend mischen.
- Anwendungen: Herstellung chemischer Produkte, Fermentierung von Mikroorganismen für pharmazeutische Produkte und Lebensmittel.
- Vorteile: Abwicklung eines kontrollierten Rührvorgangs, Skalierbarkeit.
Dank der langjährigen Erfahrung des Geschäftsbereichs Rühren und Mischen von INOXPA konnten die besten Geräte ermittelt werden, um so eine homogene Dispersion zu garantieren. Die Fermenter von INOXPA sind mit dem Rührwerksmodell CXC ausgestattet, das von uns selbst hergestellt wird und mit einer Gleitringdichtung versehen ist, die die Dichtigkeit des Behälters gewährleistet. Um ein homogenes Produkt zu erhalten, werden Radial- oder Rushton-Schaufelblätter für die Dispersion von Gasen in Flüssigkeiten verwendet. Derartige Schaufelblätter sorgen dafür, dass sich der vom Diffusor eingespritzte Sauerstoff gleichmäßig mit dem Produkt vermischt.
Bestandteile eines Bioreaktors
Der Bioreaktor schafft eine kontrollierte Umgebung, in der Faktoren wie Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff und Nährstoffe auf einem optimalen Niveau gehalten werden. Durch die präzise Steuerung und Überwachung dieser Parameter werden das Wachstum und die Entwicklung der Mikroorganismen oder Zellen sowie die Wirksamkeit bei der Produktion der gewünschten Produkte maximiert. Der Rührvorgang ist ein entscheidender Faktor, um eine optimale Homogenisierung der Gase und Nährstoffe sicherzustellen. INOXPA nutzt seine große Erfahrung auf dem Gebiet der Komponenten für Rührwerke und Mischer, um die wirksamsten Anlagen für derartige Prozesse zusammenzustellen.
Hauptbestandteile
- Wachstumskammer: Aseptischer Behälter aus Edelstahl, in dem die Mikroorganismen oder Zellen wachsen und sich entwickeln.
- Rührwerk: Sorgt für das gleichmäßige Mischen von Nährstoffen und Gasen mithilfe von Rushton-Schaufelblättern, die sich hervorragend für die Dispersion von Gasen in Flüssigkeiten eignen.
- Temperatursteuerung: Anhand von Heiz- oder Kühlsystemen wird die optimale Temperatur dauerhaft gewährleistet.
- Kontrolle pH-Wert: Durch die Messung des pH-Werts wird der Prozessstatus erfasst.
- Gas-Diffusor: Versorgt die aeroben Organismen mit dem notwendigen Sauerstoff, dies mittels Belüftung oder Einspritzung von Sauerstoff.
- Trübung: Trübungswert (nephelometrische Trübungseinheit NTU), erlaubt die Überwachung des Vermehrungsprozesses von Mikroorganismen.
- Versorgungs- und Entnahmesysteme: Für die kontrollierte aseptische Nährstoffversorgung und Produktentnahme unter Vermeidung möglicher Verunreinigung.
- Gaskontrolle: Ermöglicht die Überwachung der Gaskonzentration innerhalb des Behälters.
Anwendungsbereiche für Bioreaktoren
Bioreaktoren sind vielseitig einsetzbare Geräte, die in einer Vielzahl verschiedener Industriezweige und Anwendungsfällen zum Einsatz kommen, die von der Pharma- und Lebensmittelindustrie bis hin zu den Bereichen Industrie und Umweltschutz reichen. Da sie in der Lage sind, eine kontrollierte Umgebung für das Wachstum und die Produktion von Mikroorganismen und Zellen zu schaffen, stellen Sie einen entscheidenden Faktor für industrielle Innovation und Nachhaltigkeit dar.
Pharmaindustrie
Bioreaktoren sind für die Herstellung von biotechnologischen Medikamenten unerlässlich, wie beispielsweise für monoklonale Antikörper, Impfstoffe, Insulin, Vitamine und Aminosäuren.
Chemische Industrie
Bioreaktoren ermöglichen die Synthese von chemischen Produkten und die Produktion von industriellen Enzymen. Zu den Anwendungsbereichen gehören unter anderem: Herstellung von Biopolymeren, Biotensiden, Biokunststoffen und anderen organischen chemischen Produkten.
Lebensmittelindustrie
Bioreaktoren kommen bei der Produktion von Lebensmitteln und Getränken im Rahmen von Gärprozessen und Verfahren zum Wachstum und zur Vermehrung von nützlichen Mikroorganismen zum Einsatz. Zu den Anwendungsbereichen gehören unter anderem: Produktion von Enzymen, Probiotika, Joghurt, Käse, Bier, Wein und anderen fermentierten Produkten.
Weitere Gewerbebereiche, in denen Bioreaktoren zum Einsatz kommen, sind: Abwasser- und Naturwasserbehandlung, Biokraftstoffe, Herstellung von Düngemitteln usw.
INOXPA besitzt eine umfangreiche und langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Lösungen für das Sanitär- und Gesundheitswesen. Daher bieten alle unsere Geräte und Anlagen eine hygienegerechte Bauweise in Übereinstimmung mit den jeweiligen Kundenanforderungen. Die Fermenter von INOXPA bilden dabei keine Ausnahme und sind speziell entworfen und entwickelt worden, um eine gute Reinigung und Sterilisation per CIP (Cleaning in Place) und SIP (Sterilization in Place) in Erfüllung der Richtlinien FDA und GMP zu gewährleisten. Sie können problemlos in moderne Steuersysteme integriert werden und erfüllen auch die strengsten Richtlinien und Standards, so dass sie genau die richtige Lösung für die Produktion und Entwicklung in der Biotechnologie sind.
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