Miniaturisierte Rührreaktoren zur Kultivierung morphologisch veränderlicher Mikroorganismen

Ralf Hortsch, Dissertation Technische Universität München, 2011

Durch die Miniaturisierung und Parallelisierung von Bioreaktoren können die Entwicklungszeiten biotechnologischer Prozesse signifikant verkürzt werden. Zur Kultivierung morphologisch veränderlicher Mikroorganismen, die in zahlreichen biotechnologischen Verfahren Anwendung finden, wurde ein neues Rührorgan für parallele Rührkesselreaktoren im Millilitermaßstab entwickelt, das eine gleichmäßige Energiedissipation, geringes Wandwachstum und eine ausreichende Stoffaustauschfläche ermöglicht. Die umfassende verfahrenstechnische Charakterisierung der neuen Bioreaktoren gewährleistet eine zuverlässige Maßstabsübertragung. Dies wurde am Beispiel der Herstellung eines Antimykotikums mit dem Mycelbildner Streptomyces tendae gezeigt. Wachstum, Substrataufnahme und Produktbildung zeigten in den neuen Milliliter-Bioreaktoren über mehr als 120 h Kultivierungszeit nahezu denselben Zeitverlauf wie der Vergleichsprozess im Litermaßstab.

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Publikationen

• Dennewald D, Hortsch R, Weuster-Botz D (2012): Evaluation of parallel millilitre-scale stirred-tank bioreactors for the study of biphasic whole-cell biocatalysis with ionic liquids. J Biotechnol 157: 253-257.
• Gebhardt G, Hortsch R, Kaufmann K, Arnold M, Weuster-Botz D (2011): A new microfluidic concept for parallel operated millilitre-scale stirred-tank bioreactors. Biotechnol Prog 27: 684-690.
• Hortsch R, Weuster-Botz D (2011): Growth and recombinant protein expression with Escherichia coli in different batch cultivation media. Appl Microbiol Biotechnol 90: 69-76.
• Hortsch R, Krispin H, Weuster-Botz D (2010): Process performance of parallel bioreactors for batch cultivation of Streptomyces tendae. Bioproc Biosys Eng, 34: 297-304.
• Hortsch R, Weuster-Botz D (2010): Milliliter-scale stirred tank reactors for the cultivation of microorganisms. Adv Appl Microbiol 73: 61-82.
• Hortsch R, Stratmann A, Weuster-Botz D (2010): New milliliter-scale stirred tank bioreactors for the cultivation of mycelium forming microorganisms. Biotechnol Bioeng 106: 443-451.
• Hortsch R, Weuster-Botz D (2010): Power consumption and maximum energy dissipation in a milliliter-scale bioreactor. Biotechnol Prog 26: 595-599.