Prozessentwicklung mit phototrophen Organismen

In der Prozessentwicklung mit photosynthetisch aktiven Organismen spielt die gleichmässige Beleuchtung der Kultur eine zentrale Rolle. Dabei sollten sowohl niedrige Beleuchtungsintensitäten für erste Charakterisierungen als auch hohe, dem Sonnenlicht gleichende Lichtintensitäten zuverlässig erzeugt werden. Für optimierte Prozesse mit phototrophen Organismen ist eine genaue Messung und Regelung der Lichtintensität unerlässlich.

Skalierbare Plattform

Die Produktion hochwertiger Produkte mit phototrophen Organismen unter aseptischen Bedingungen erfolgt im grossen Massstab häufig in grossen Flat Panel Reaktoren. Zur Gewährleistung eines unkomplizierten Transfers des Prozesses aus dem Labor sollte idealerweise ein ähnliches Kultivierungssystem im Labormassstab verwendet werden, das beispielsweise ebenso auf eine schonende Durchmischung mit niedrigem Energieeintrag nach dem Airlift-Prinzip setzt.

Die Lichtintensität als zentraler Prozessparameter

Der wichtigste Prozessparameter bei der Kultivierung von photosynthetisch aktiven wie z.B. Algen, pflanzliche Zellen und Cyanobakterien ist die Lichtintensität. Sie bestimmt die Wachstumsrate, die Zellkonzentration und damit auch die Biomasseproduktivität. Warmweisses Licht bietet das ideale sonnenlicht-ähnliche Spektrum im sichtbaren Bereich mit sehr hohem Anteil an photosynthetisch aktivem Licht.

Eine gleichmässige Lichtverteilung ist unerlässlich

Neben der Intensität ist eine gleichmässige Lichtverteilung in der Kultur entscheidend für den Prozesserfolg. Eine unter diesem Aspekt optimale Durchmischung der Kultur gewährleistet, dass jede Zelle in kurzen Abständen zur Lichtquelle geführt wird und somit alle Zellen zuverlässig mit Licht versorgt werden.

Simulation natürlicher Witterungsbedingungen

Zielt die Prozessentwicklung auf eine effiziente Produktion im Freiland unter Nutzung von Sonnenenergie ab, müssen die wechselhaften Witterungsbedingungen miteinbezogen werden. Eine moderne Prozesssteuerung erlaubt die stufenlose Anpassung der Lichtintensitäten und die Simulation von Tag/Nachtzyklen.

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Anwendung
  • Algen
  • Cyanobakterien
  • Pflanzenzellen
Produkt
  • Inkubationsschüttler
  • Bioreaktor
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  • Bioprozess Software

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Unsere Lösungen für phototrophe Prozessentwicklung

Multitron für phototrophe Organismen

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«Die stufenlose Regelung der Lichtintensität und die Simulation von Tag/Nachtzyklen macht Freilandbedingungen im Labor möglich.»

Iwo Zamora — Bioprozess-Experte

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