Bịoreaktor

spezieller Behälter, in dem mit Hilfe von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und Hefen oder Zellkulturen aus tierischen oder pflanzlichen Zellen sowie freien Enzymen Stoffe umgesetzt werden. Die biotechnische Prozessführung erfolgt meist im geschlossenen System unter sterilen Bedingungen. Die Form des Bioreaktors hängt vom jeweiligen Reaktionsprozess und insbesondere den zu kultivierenden Organismen ab. Der Großteil der heutigen Prozesse wird aerob durchgeführt, wobei meist Rührwerke eingesetzt werden. Zur Maximierung der Produktausbeute müssen optimale Wachstums- bzw. Stoffwechselbedingungen bezüglich Temperatur, Nährstoffkonzentration und pH-Wert eingehalten werden. Bei aeroben Prozessen wird meist Luft entweder durch Rühren oder Blasen vermehrt in die Flüssigkeit eingebracht. Hierdurch wird die Grenzfläche vergrößert. Zusätzlich wird die Flüssigkeit durchmischt, so dass keine Konzentrations- oder Temperaturgefälle entstehen. Durch entsprechende Konstruktion kann die entstehende Reaktionswärme abgeführt werden. Zur Erhöhung des Ertrags können Mikroorganismen bzw. Zellen immobilisiert werden, d. h., sie werden auf einem festen Trägermaterial fixiert. Es gibt zahlreiche Konstruktionstypen für Bioreaktoren: den oft eingesetzten Rührkessel-Reaktor, den Blasensäulen-Reaktor und den Airlift-Fermenter. Die Volumina umfassen im Laborbereich bis zu mehreren Litern, wohingegen in der industriellen Produktion von organischen Säuren, Ethanol, Hefe und Antibiotika sowie Enzymen Bioreaktoren mit Fassungsvermögen von 10–500 m³ und zur Abwasserbehandlung von 1000 bis mehreren 10 000 m³ eingesetzt werden. Biotechnologie.