Bioreaktor
Bioreaktor für phototrophe Mikroorganismen
Der Säulenreaktor ermöglicht die kontrollierte Kultivierung von Mikroorganismen in einem Volumen von 200 ml. Sie können die Temperatur, Lichteinstrahlung und Begasung beeinflussen. Programmgesteuert werden Proben für eine turbidometrische Konzentrationsbestimmung entnommen. Der Reaktor kann im Batch Betrieb, als Turbido- oder Chemostat betrieben werden.
Der Glasreaktor ist in einem Gerätegehäuse eingesetzt, das die Steuerelektronik, die Ventile und Leuchtkörper aufnimmt. Der Glasreaktor kann einfach aus dem Reaktor ausgebaut und autoklaviert werden. Als externe Geräte sind der Steuer PC, ein Kryostat zur Temperierung des Reaktors und ein Photometer zur Konzentrationsbestimmung angeschlossen.
Über ein Magnetventil an der Außenseite des Geräts kann die Medienzugabe gesteuert werden. Die Begasung des Reaktors wird über 2 Durchflußmesser für Luft und CO2 kontrolliert.
Der Reaktor wird über 6 Leuchtstofflampen mit zusammen 70 W Leistung beleuchtet. Die Lampen können durch die Software kontrolliert geschaltet werden.
Der Reaktor enthält ausreichende Anschlüsse, um zusätzliche Meßgeräte anzuschließen, die Kultur anzuimpfen und Proben zu entnehmen. Ein freier Auslauf erlaubt den kontinuierlichen Betrieb. Die Anlage gestattet einen semisterilen Betrieb und ist für die Inkubation nichttoxischer Mikroorganismen ausgelegt.
Probennahme
Die Probennahme wird über 2 Ventile gesteuert. Durch die gewählte Ventilstellung kann die Meßküvette mit dem Reaktorinhalt, einer Reinigungslösung oder nicht gefüllt sein. In jeder Stellung ist ein Messung bei beliebiger Wellenlänge oder die Autozero Funktion möglich. Durch diesen Aufbau wird ein Bewuchs der Meßzelle verhindert. Ein möglicher Drift bei der Meßdatenerfassung bei Langzeitversuchen kann durch regelmäßige Null Wert Bestimmung verhindert werden. Die Datenübernahme und Steuerung des Photometers erfolgt über den Computer.
Software
Die Software zur Steuerung des Reaktors arbeitet mit graphischer Benutzeroberfläche auf einem Standard PC unter Windows 98. Die Anwendung steuert den Bioreaktor in den Funktionen Beleuchtung, Medienzugabe und Probennahme. Alle Funktionen können über einfache Benutzereingaben angewählt werden. Der aktuelle Zustand wird auf dem Bildschirm angezeigt.
Zum automatischen Betrieb des Reaktors kann eine Methode definiert werden, in der die Inkubationsbedingungen und Aktionen zur Probennahme beschrieben werden. Die Aktionen zur Probennahme können in beliebiger Reihenfolge aneinander gereiht werden und so eine flexible Datenerfassung bei bis zu 4 Wellenlängen realisiert werden. Die Messdaten werden in eine Tabelle geschrieben, die mit gängigen Programmen visualisiert werden kann.
In Abhängigkeit der Messdaten kann eine Regelung des Reaktors erfolgen. Im Turbidostat Betrieb wird ein Grenzwert festgelegt, bei dessen Überschreitung Medium zugeführt wird. Im Chemostat Betrieb wird ein festgelegtes Volumen pro Zeiteinheit zugeführt.