zum Directory-modus

Prozess der Fermentation

Betriebsweisen

1. Der Batch-Prozess

Den eben beschriebenen Verlauf einer Fermentation finden wir, wenn die Zellkultur sozusagen sich selbst überlassen wird. Man spricht hier auch von einem Satzbetrieb oder Batch-Prozess.

Im gesamten Produktionsverlauf wird weder etwas hinzugefügt noch abgenommen - bis auf einzelne Hilfsstoffe, wie Säuren und Laugen, um den pH-Wert zu erhalten. Damit ändern sich im Verlauf die Zusammensetzung des Nährmediums und die Produktmenge.

Der Fermentationsprozess dauert so lange an, bis eine bestimmte Menge an Zellmasse bzw. Produktkonzentration erreicht worden ist. Ist dies der Fall, wird die Fermentation abgebrochen und der Inhalt des Bioreaktors abgeerntet und aufbereitet.

2. Der Fed-Batch-Prozess

Für die Produktion größerer Produktmengen ist der Batch-Prozess meist nicht geeignet, da die Produktionsdauer in Abhängigkeit der Menge an Nährstoffen doch sehr begrenzt ist. Abhilfe kann man hier schaffen, indem man Nährstoffe zufüttert - das nennt man dann Fed-Batch-Verfahren. Die Vorteile sind hierbei, dass man über längere Zeit immer mehr Zellmasse und damit auch Produkt erzeugen kann und das Wachstum über das Fütterungsprofil gezielt steuern kann.

3. Kontinuierlicher Prozess

Will man Zellen über längere Zeit unter gleich bleibenden Bedingungen kultivieren, z.B. um Einflüsse auf das Zellwachstum zu untersuchen, wendet man kontinuierliche Verfahren an. Dabei wird dem Reaktor ständig frisches Medium zugeführt und gleichzeitig das gleiche Volumen der Kulturbrühe (mit Zellen und ggf. dem Produkt) abgeführt. Das Volumen und die Bedingungen im Reaktor bleiben somit konstant und es stellt sich ein Fließgleichgewicht ein.

Die folgende Animation verdeutlicht das Prinzip.

Bitte Flash aktivieren.

Abb.1
Kontinuierlicher Prozess

Der apparative Aufwand für kontinuierliche Fermentationen ist relativ hoch, daher werden sie eher in der Forschung als in der Produktion durchgeführt.

Seite 12 von 16