Der Bioreaktor für eine automatisierte Kultivierung
Der Bioreaktor wird in
mikrobiologischen Laboren verwendet, um Mikroorganismen zu züchten und mit ihrer Hilfe organische Stoffe bewusst zu fermentieren, wie es in der Biotechnologie der Fall ist. Im weitesten Sinne gehören die Bioreaktoren auch zu den
Kulturgefäßen. Mikroorganismen werden aus technischen, wissenschaftlichen oder diagnostischen Gründen in unterschiedlichen Behältern mit Nährlösungen, Wärme und Luft versorgt, um sie zu züchten. Über den Bioreaktor lässt sich die Zusammensetzung sowie die Austauschintervalle für Nährlösungen festlegen, so dass man nur hin- und wieder kontrollieren muss.
Wo das Kultivieren eine Rolle spielt
Die Organismen sind unterschiedlich und haben daher in ihren Ansprüchen auf eine optimale Versorgung auch verschiedene Ansprüche. Es kommt damit auf die Zusammensetzung des Nährmediums, die Temperatur, den PH-Wert, die Sauerstoffzufuhr, den Sauerstoffausschluss oder die Sterilität an.
Warum Bioreaktoren genutzt werden
Ein Beispiel aus der Biotechnologie ist die Verwendung des Bioreaktors als
Fermenter. Heute werden medizinische Produkte wie Penicillin oder Insulin mit Hilfe von Mikroorganismen in Bioreaktoren synthetisiert, denn diese Stoffe auf dem chemischen Wege herzustellen ist entweder nicht immer möglich oder auch zu langwierig und zu teuer.
Fermentation ohne Sauerstoff
Einige Bioreaktoren lassen es zu, die Sauerstoffzufuhr einzuschränken bzw. auch auszuschließen. Diese Eigenschaft wird benötigt, wenn man in der Fermentation durch anaerobe Vorgänge gären will. Solche Vorgänge spielen in der Nahrungsmittelherstellung eine wichtige Rolle: durch die Milchsäuregärung erhält man Buttermilch, Kefir und Joghurt.
Bioreaktoren für das Labor
Im Gegensatz zur Industrie, die über Bioreaktoren mit mehreren hundert Litern Fassungsvermögen verfügt, benötigt man in Laboren zu Versuchszwecken oft kleine Gefäße. Üblicher Weise beginnen die Volumen ab zwei Litern. Für Spezialfälle gibt es auch Einmal-Bioreaktoren mit 50 Milliliter (ml) Fassungsvermögen für kleine Zellkulturen. Wenn es um medizinische Anwendungen geht, müssen die Bioreaktoren steril sein. Ein robustes Gefäß besteht aus Glas, damit der Inhalt überwacht werden kann und am oberen Ende über diverse Hälse als Anschlussmöglichkeiten. Es gibt Bioreaktoren mit eingebauten Rührmechanismen. Das Glas ist zudem
autoklavierbar und gegen ziemlich alle chemischen Lösungen beständig.
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