Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Bioreaktor 275
Mechanische Entschäumer wie Schaumzerstörer zerschlagen den Schaum, entfernen aber nicht die schaumbildenden
Faktoren, wie z. B. abgestorbene Zellen. Bei Schaumabscheidern wird der Schaum abgeleitet und wieder verflüssigt
und kann anschließend abgepumpt werden.
Kontinuierlicher oder Batch-Betrieb
(siehe auch Artikel Batch-Prozess, Fed-Batch-Prozess und Chemostat-Bioreaktor)
Bei der Betriebsweise einer Fermenters kann unterschieden werden zwischen:
• Batch-Betrieb: befüllen des Reaktors, kein Hinzufügen oder Entnehmen während der Fermentationsprozesses,
einfache Steuerung, Kontaminationen unwahrscheinlich
• Fed-Batch-Betrieb: ähnlich dem Batch-Betrieb; jedoch z. B. Substratzugabe während des Prozesses, da eine
anfangs hohe Substratkonzentration inhibierend sein könnte
• kontinuierlicher Betrieb im Chemostat-Bioreaktor: ununterbrochener Betrieb durch Substratzugabe und
Produktentnahme, komplexe Steuerung, Kontaminationen problematisch, aber teure und aufwendige
Downstream-Prozesse können ebenfalls kontinuierlich durchgeführt werden
Z. B. in der Forschung werden eher Batch-Fermentationen durchgeführt, während bei größeren Produktionsanlagen
die Einrichtung eines kontinuierlichen Betriebs ökonomisch sinnvoll sein kann.
Reaktoren
Reaktortypen
Die für die verwendeten Organismen bzw. aus technischen, organisatorischen und anderen Gründen einzuhaltenden
Betriebsparameter sind sehr unterschiedlich. Für die jeweilige Verwendung ist daher ein entsprechender Bioreaktor
zu entwerfen oder es kann ein Reaktortyp verwendet werden, in dem die verschiedenen Parameter in einem breiten
Fenster geregelt werden können, so dass er für verschiedene Zwecke eingesetzt werden kann. Ein häufiger Typ ist
der begasbare Rührkesselreaktor in unterschiedlichsten Varianten (Material, Größe, usw.).
Unterscheidung nach Rührtechnik
In jedem Bioreaktor finden sich die drei Phasen fest (Biomasse), flüssig (Nährmedium) und gasförmig (zum Beispiel
Luft, Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff). Im Bioreaktor wird deren Verteilung mit verschiedenen Maßnahmen
homogen gehalten:
• bewegliche mechanische Einbauten (Rührwerke): z. B. im Rührkesselreaktor
• äußerer Pumpenkreislauf: die Flüssigkeit wird durch eine Pumpe umgewälzt, z. B. Freistrahlreaktor
• Einblasen von Gas: die Gasphase wird in den flüssigen Anteil eingeblasen und , z. B. Airliftreaktor, auch
Blasensäulenreaktor
Werden diese Reaktorformen mit Leitrohren versehen, dann ergeben sich die folgenden Reaktortypen:
• Propeller-Schlaufenreaktor (ein Reaktor, bei dem Energie durch ein axial nach unten förderndes Rührorgan
eingetragen wird und der mit einem Leitrohr versehen ist)
• Strahl-Schlaufenreaktor (ein Freistrahlreaktor mit einem Leitrohr)
• Mammutschlaufenreaktor (ein Airliftreaktor oder ein Blasensäulenreaktor mit einem Leitrohr)