JGW-SchülerAkademie Papenburg 2011 - Jugendbildung in ...

2 Biotechnologie im Alltag
Während die erstgenannten Verfahren eine diskontinuierliche Fermentation beinhalten,
ermöglicht der Chemostat einen kontinuierlichen Prozess. Dabei wird ständig ein Feed
in den Reaktor eingebracht. Gleichzeitig fließt Medium ab, was aufgrund niedriger
Produktkonzentrationen höhere Ansprüche an die Isolation von bestimmten Stoffen
aus diesem stellt. Dieses Verfahren findet vor allem in der Umwelttechnik Verwendung.
Befindet sich am Abfluss des Chemostat eine Einheit, die Biomasse (Zellen) abscheidet
und in den Reaktor zurückführt, spricht man von Perfusion mit Zellzurückhaltung.
Sollen Zellen den Reaktor nicht verlassen, ist dieses Verfahren eine Möglichkeit, die im
Vergleich zur Dialyse weniger aufwändig ist. Bei der Dialyse fließt frisches Medium am
Medium des Reaktors vorbei. Die Membran, welche beide Medien voneinander trennt,
ist semipermeabel und ermöglicht die Diffusion von Substrat oder Produkten. Entweder
ist das hochmolekulare Produkt nicht in der Lage durch die Membran zu diffundieren,
oder die Membran dient lediglich dazu, die Biomasse im Reaktor anzureichern. Der
erste Fall hat eine hohe Produktkonzentration zur Folge, welche weniger aufwändig
aufbereitet werden muss.
Jedes der einzelnen Verfahren stellt andere Ansprüche an die Prozesskontrolle und
Prozesssteuerung. So müssen bei kontinuierlichen Verfahren ein Auswaschen der Biomasse
durch eine zu hohe Verdünnungsrate verhindert werden. Außerdem muss der
Prozess mit den Anforderungen der eingesetzten Biokatalysatoren kompatibel sein.
Weiterhin ist auch abzuwägen, ob der technische Aufwand einer Dialyse ökonomischer
ist als zusätzliche Aufbereitungsschritte in Verbindung mit einem wenig komplexen
Batch-Verfahren.
34