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Fermentationsprozess

Die einzelnen Verfahrensschritte: Medienherstellung, Sterilisation und Vorbereitung des Impfgutes werden oft unter dem Begriff „Upstream processing“ zusammengefasst. Mit der Zugabe der Impfkultur in den Bioreaktor beginnt die eigentliche Fermentation. Damit das gewünschte Produkt in möglichst gleichbleibender Qualität und Konzentration gebildet werden kann, sind optimale Umgebungsbedingungen erforderlich. Viele verschiedene Faktoren beeinflussen die künstlich geschaffene Umwelt der beteiligten Organismen. Eine Auswahl wichtiger Prozessparameter:

 

Temperatur

Die Stoffwechsel-Reaktionsgeschwindigkeiten sind temperaturabhängig

pH-Wert

Organismen haben ein pH-Optimum für Wachstum und Produktbildung. Die Durchlässigkeit der Zellmembran ist pH-abhängig.

Sauerstoffsättigung

Die zelluläre Energiegewinnung ist unter aeroben Bedingungen höher. Für obligat anaerobe Organismen ist Sauerstoff toxisch.

Durchmischung

Eine unzureichende Durchmischung führt zu Konzentrationsunterschieden im Reaktor. Die Nährstoffversorgung der Zellen kann sich verschlechtern. Schädliche Stoffwechselendprodukte können sich anreichern.

 

Prozess-Schritte

Bei der Herstellung biotechnologisch gewonnener Produkte werden Teilschritte durchlaufen, die in festgelegten zeitlichen Abschnitten aufeinander folgen.

Im Praktikum Prozessautomatisierung - SPS Prorgrammierung eines Bioreaktors - werden Sie sich mit der Herstellung der Nährmedien beschäftigen, Sie werden den Reaktor, die Nährmedien und die Vorkultur sterilisieren und abschließend die Fermentation durchführen. 

 

Teilschritte eines biotechnologischen Produktionsprozesses

 

Im Gegensatz zur klassischen organische Synthese von pharmakologisch wirksamen Substanzen, wo oft unter hohen Temperaturen und hohen Drucken gearbeitet wird, ist die Anzucht von lebenden Organismen wesentlich schwieriger und zeitaufwändiger. Die aus biotechnologischen Prozessen gewonnenen Produkte sind oft schwer aufzureinigen und an Luft meistens instabil. Die Reaktionsgeschwindigkeiten sind meistens sehr niedrig, so dass Bioreaktorlaufzeiten von mehreren Tagen üblich sind.

 

 

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