Fermenter und Bioreaktoren

In Bioreaktoren, auch Fermenter genannt, werden in der Lebensmittel-, Pharma- oder kosmetischen Industrie organische Stoffe durch die Zugabe von Bakterien, Pilzen oder Enzymen fermentiert. Unsere Kunden kultivieren in den Ruland-Bio-Fermentern und Bioreaktoren Zellen und Mikroorganismen, Hefen und Bakterien effizient und sicher. Die Fermentations-Prozesse selbst sind hochsensibel, die Hygiene-Anforderungen sehr hoch. Um den biologischen Prozessablauf genau nachzubilden, nutzt Ruland gmp-konforme Aseptik-Technologien mit vollautomatisierter Mess- und Regeltechnik. So können unsere Kunden die Prozesse in den Fermentern bis ins Detail steuern. Die Ruland-Fermenter werden z. B. für die Produktion von Bakterienkulturen für die Joghurt-Herstellung und anderen Bakterienkulturen für die Produktion von Insulin eingesetzt.

Unabhängig vom Einsatzzweck sind die Fermenter im hygienischen Design konstruiert und ähnlich aufgebaut. Sie bestehen aus einem Edelstahl-Behälter, einem Begasungsmodul sowie einer Mischeinrichtung mit dem passenden Rührwerk, Sterilfiltern und Wärmetauscher. Mit entsprechenden Sensoren und Messwertaufnehmern werden u. a. Füllstand, Sauerstoff, Nährstoffversorgung, Temperatur, ph-Wert und ggf. Schaumbildung kontinuierlich überwacht und an eine zentrale Steuereinheit (SPS) gemeldet und protokolliert.

Wir richten die Prozesstechnik für die Fermenter konsequent auf Ihre Produkte und Anforderungen aus. Für anaerobe und aerobe Prozesse, für sterile Medienzugaben oder für die in situ Mediensterilisation setzen wir unsere umfassende Kompetenz im aseptischen Anlagenbau ein. Das kann für Batch-Verfahren sein, bei denen der Bioreaktor komplett befüllt und nach Ablauf der Reaktionszeit komplett entleert wird. Oder als Fed-Batch-Prozess, bei dem das Nährmedium nach und nach zugegeben wird und der Fermenter entleert wird, wenn die maximale Kapazität erreicht ist. Auch kontinuierliche Verfahren werden bei der Fermentation genutzt.

Alle von Ruland hergestellten Bioreaktoren und Fermenter sind CIP- oder SIP-fähig konstruiert.

Für die Produktion liefert Ruland Fermenter und Bioreaktoren in vielen Größen: von Pilotanlagen im Labormaßstab bis hin zu industriellen Großfermentern. Bei Projekten, bei denen zunächst in einer kleinen Menge Produktion, Verfahren oder Produkt getestet werden sollen, begleiten wir den Scale up-Prozess. Dabei skalieren wir Behälter, Rührverhalten, Begasung und andere Prozesse mit gleichbleibenden Verfahren und einer durchgängigen Steuerungssoftware. Für die Herstellung des Endprodukts im industriellen Maßstab ergänzen wir unser Know-how über die optimale Prozesstechnik für den eigentlichen Fermenter bzw. Bioreaktor durch die passenden Anlagenmodule im Upstream- und Downstream-Prozess der Herstellung. D. h. auch die Bereitstellung von Medien aus verschiedenen Gebinden oder Tanklager, die Ausmischung der Rohstoffe und deren Aufbereitung (wie thermische Behandlung, Filtration, Lagerung) werden mit eingeplant. Genauso betrachten die Ruland-Experten den nachgelagerten Prozess wie die aseptische Entnahme aus dem Fermentationsbehälter und die nachfolgende Weiterverarbeitung (Einlagerung, Herauslösen, Filtration, Separation, aseptische Übergabe an Abfüllung). Gerade bei großindustriellen Herstellungsverfahren werden oftmals nicht nur einzelne Fermenter eingesetzt, sondern auf Effizienz optimierte Fermentations-Kaskaden aufgebaut, von den das fermentierte Produkt von einem Behälter in den nächstgrößeren transferiert wird.

Es gibt viele klassische Anwendungsbereiche für die Fermentation von Produkten, diese sind vor allem von der Lebensmittelherstellung bekannt. Fermentierte Produkte sind zum Beispiel Wein | Tabak | Tee | Kakao | Sauerkraut | Miso | Käse | Joghurt | Buttermilch | Essig. Fermenter werden auch für Bier eingesetzt. Das Bier wird in zylindrisch-konischen Gärbottichen vergoren. Viele Medizinprodukte werden industriell in Bioreaktoren in großen Mengen erzeugt. Darunter fallen Antibiotika wie Penicillin | Insulin | Hyaluronsäure und Bakterien. Fermenter für Biogas werden genutzt für die Herstellung von Biogas durch die Vergärung von Biomasse.