Druckreaktor und Kalorimetrie

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  50 Liter Druckfermenter mit Kalorimetriefunktion Urheberrecht: Volker Stevens

Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik verfügt über einen 50 L Druckreaktor, der mit bis zu 10 bar Überdruck betrieben werden kann. Aufgrund der Druckerhöhung kann in der flüssigen Phase deutlich mehr Gas gelöst werden und somit Stofftransportlimitierungen vom Gasraum in die Flüssigkeit umgangen werden.

Für aerobe Fermentationsprozesse bedeutet dies vor allem eine signifikante Steigerung der Sauerstofftransferkapazität des Systems, so dass extrem hohe Biomassekonzentrationen (bis zu 240 gL-1 Biotrockenmasse) mit dem benötigten Sauerstoff versorgt werden können. Die in diesem Reaktor durchgeführten Fed-Batch-Prozesse weisen hinsichtlich Biomasse eine herausragende Raum-Zeit-Ausbeute auf.

Der Druckreaktor ist mit einer Vielzahl von online-Messtechniken ausgestattet. So verfügt er neben den klassischen Messverfahren pH, pO2 und Abgasanalyse ebenfalls über eine Leitfähigkeitsmessung, eine Drehmomentmessung, sowie eine kapazitive Messsonde zur Detektion vitaler Biomasse und ist als Reaktorkalorimeter ausgelegt um freigesetzte Wärmemengen zu quantifizieren. Dabei ist es nicht nur wichtig das Potential der einzelnen Messverfahren auszunutzen, sondern zusätzliche Informationen aus ihrer Kombination zu gewinnen – beispielsweise über Kalorespirometrie, eine Kombination aus Abgasanalyse und freigesetzter Wärmemenge.