Was ist ein
Ein Bioreaktor ist ein spezielles Gerät, das in der Biotechnologie verwendet wird, um biologische Prozesse unter kontrollierten Bedingungen durchzuführen. Es dient als Umgebung, in der Mikroorganismen, Zellen oder Enzyme wachsen, sich vermehren oder bestimmte Produkte herstellen können. Bioreaktoren werden in verschiedenen Größen hergestellt, von kleinen Laborgefäßen bis hin zu riesigen industriellen Anlagen.
AUFBAU EINES BIOREAKTORS
Ein Bioreaktor besteht aus folgenden wesentlichen Komponenten:
Reaktionsgefäß: Ein Behälter, meist aus Edelstahl oder Glas, in dem der biologische Prozess stattfindet.
Rührsystem: Hält die Kultur gleichmäßig durchmischt, damit alle Zellen Zugang zu Nährstoffen und Sauerstoff haben.
Belüftungssystem: Liefert Sauerstoff (bei aeroben Prozessen) oder reguliert die Atmosphäre.
Temperaturregelung: Heiz- und Kühlsysteme halten die optimale Temperatur für das Wachstum der Organismen aufrecht.
pH-Regelung: Über Sensoren und Zugabe von Säuren/Basen wird der pH-Wert angepasst.
Sensoren: Überwachen Parameter wie Temperatur, pH-Wert, Sauerstoffgehalt, Glucosekonzentration usw.
Bioreaktor im Labor-Maßstab
VORTEILE EINES BIOREAKTORS
Bioreaktoren sind somit ein zentrales Werkzeug der modernen Biotechnologie und ermöglichen viele innovative Produkte und Lösungen für Medizin, Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt. Die genaue Steuerung von Umweltbedingungen wie Temperatur, pH und Sauerstoff ermöglicht es in kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen zu arbeiten. Diese Reproduzierbarkeit ermöglicht es Prozesse zu skalieren und auch im industriellen Maßsstab durchzuführen und die Produkte in großen Mengen zu erzeugen. Für den Einsatz unserer Produkte im biologischen Pflanzenschutz ist dies essenziell, um natürliche Lösungen auch in der großen Fläche anbieten zu können und eine nachhaltige Alternative zu chemischen Mitteln zu liefern.
Bioreaktoren im industriellen Maßstab
EINSATZ VON BIOREAKTOREN IN DER BIOTECHNOLOGIE
Bioreaktoren werden in verschiedenen Bereichen der Biotechnologie genutzt, darunter:
1. Produktion von Arzneimitteln und Impfstoffen
- Herstellung von Antibiotika (z. B. Penicillin) durch Pilze oder Bakterien.
- Produktion von monoklonalen Antikörpern in Zellkulturen.
- Entwicklung von Impfstoffen wie gegen Viren (z. B. Influenza, COVID-19).
2. Herstellung von Enzymen
- Enzyme wie Amylasen, Proteasen oder Lipasen werden in Bioreaktoren durch Mikroorganismen produziert und in der Lebensmittelindustrie oder Medizin eingesetzt.
3. Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Produktion von Bioprodukten wie Bier, Wein, oder fermentierten Lebensmitteln (z. B. Joghurt, Sauerkraut).
- Herstellung von Aminosäuren oder Vitaminpräparaten.
4. Umweltschutz
- Einsatz in der Abwasserbehandlung, z. B. durch Mikroorganismen, die Schadstoffe abbauen.
- Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen wie Polymilchsäure (PLA).
5. Landwirtschaft und Pflanzenproduktion
- Herstellung biologischer Pflanzenschutzmittel auf Basis von Nematoden oder Mikroorganismen
- Kultivierung von Mikroorganismen zur Bodenverbesserung.
6. Energieproduktion
- Produktion von Biogas (Methan) durch Fermentation von Biomasse.
- Herstellung von Biokraftstoffen wie Ethanol aus Zucker oder Zellulose.
Nützliche Nematoden für den Einsatz im Pflanzenschutz werden in Bioreaktoren produziert