Mit diesem Lehrbuch liegt sowohl ein Ausbildungswerk für Studenten, als auch ein Leitfaden für Anwender zum Thema "Bioreaktoren" vor. Der Autor stellt kompetent und praxisorientiert die Aufgaben, die Entwicklung und den Betrieb der Bioreaktoren vor. Dabei werden systematisch neben einführenden Erläuterungen die verschiedenen Reaktortypen und ihr apparativer Aufbau abgehandelt. Desweiteren bekommt der Leser Kriterien an die Hand, mit Hilfe derer er den für eine bestimmte Reaktion geeigneten Reaktor ermitteln kann.

1 Reaktoren allgemein

1.1 Einleitung
1.2 Bioreaktion und Bioreaktor
2 Aufgaben eines Bioreaktors
2.1 Primäraufgaben
2.1.1 Leistungsberechnungen
2.1.1.1 Pneumatischer Leistungseintrag in Bioreaktoren
2.1.1.2 Hydraulischer Leistungseintrag in Bioreaktoren
2.1.1.3 Rührwerksbioreaktoren
2.1.1.3.1 Leistungsberechnung für Rührwerksbioreaktoren
2.1.1.3.2 Strömungszustände in einem Rührwerksbioreaktor
2.1.2 Homogenisieren
2.1.2.1 Darstellung der Homogenisierung
2.1.2.2 Versuchsergebnisse zur Mischzeitbestimmung
2.1.3 Suspendieren
2.1.4 Dispergieren
2.1.5 Sauerstofftransferrate
2.1.5.1 Modelle für den Stofftransport
2.1.5.2 ExperimentelleBestimmungdes kLa-Wertes
2.1.5.3 Ergebnisse von kLa-Wertbestimmungen
2.1.6 Wärmetransport
2.2 Sekundäraufgabe
2.2.1 Scherkräfte und Scherraten
2.2.2 Schaumbildung
2.2.3 Veränderliche Stoffdaten
3 Entwicklung der Bioreaktoren
3.1 Vom Gärbottich zum Bioreaktor
3.2 Bioreaktoren mit pneumatischem Leistungseintrag
3.2.1 Blasensäulenreaktor
3.2.2 Blasensäulen mit Einbauten (Airliftreaktor)
3.3 Bioreaktoren mit hydraulischem Leistungseintrag
3.3.1 Prinzipieller Aufbau
3.3.2 Strahldüsenreaktor
3.4 Bioreaktoren mit Leistungseintrag durch Rührwerke
3.4.1 Vielfalt der Rührorgane
3.4.2 Test der Rührsysteme
3.4.3 Einbaupositionen der Rührsysteme
3.5 Spezialbauarten von Bioreaktoren
3.5.1 Membran-Bioreaktoren
3.5.2 Bettreaktoren
3.5.2.1 Wirbel-(Fließ-)-bett-Reaktoren
3.5.2.2 Festbettrektoren
3.6 Bioreaktoren für Zellkulturen
3.7 Sonderbauarten von Bioreaktoren
3.7.1 Schüttelkolben
3.7.2 Kleinreaktoren für Zellkulturen
3.7.3 Bioreaktoren zur Kultivierung von Algen
3.7.4 Bioreaktoren zur Sanierung von kontaminierten Böden
3.8 Eigentliche Entwicklung der Bioreaktoren
4 Installation eines Bioreaktors
4.1 Zuluftsektion
4.2 Abgassektion
4.3 Zellrückführung
4.4 Feed- und Korrekturmittelvorlagen
4.5 Temperierkreis
4.6 Komplette Bioreaktoranlage
5 Konstruktionen und Nebenaggregate
5.1 Konstruktionsmerkmale im Sterilbereich
5.1.1 Grundsätzliche Betrachtungen zur Sterilkonstruktion
5.1.2 Materialauswahl für Bioreaktoren
5.1.3 Rohrleitungsverbindungen
5.1.4 Mechanische und statische Auslegungsdaten für Bioreaktoren
5.2 Armaturen und statische Dichtungen im Sterilbereich
5.2.1 Verdränger- und Einschweißkörper
5.2.2 Statische Dichtungen
5.2.2.1 Flächen- und Liniendichtung
5.2.2.2 Darstellungvon Undichtigkeiten
5.2.2.3 Beurteilung von Undichtigkeiten
5.2.2.4 Scale-upderDichtigkeitsprufung
5.2.3 Armaturen im Sterilbereich
5.2.3.1 Sicherheitseinrichtung
5.2.3.2 Anstecheinrichtung
5.2.3.3 Absperr-undProbenahmeventile
5.2.3.4 Sonderbauarten von Ventilen
5.2.3.5 Rohrleitungsverbindungen
5.2.3.6 Schauglasreinigung
5.2.3.7 Sterilwechselarmatur
5.3 Nebenaggregate
5.3.1 Antriebsarten und Wellenabdichtungen
5.3.2 Mechanische Schaumzerstörer
5.3.3 Kühlerund Befeuchter
5.3.4 Sterilfilter
5.3.5 Pumpen
5.4 Oberflächengestaltung
5.5 Konstruktionen und Installationen für gehobene Sicherheitsanforderungen
5.5.1 Prinzipielle Randbedingungen
5.5.2 Statische Dichtungen
5.5.3 Absicherung des Abgasbereiches
5.5.3.1 Thermische Inaktivierung
5.5.3.2 Chemische Inaktivierung des Abgases
5.5.3.3 Biofilter
6 Steriltechnik
6.1 Mögliche Kontaminationsgefahren
6.2 Voraussetzungen für die Steriltechnik
6.2.1 Untersuchung und Verbesserung von Sterilkonstruktionen
6.2.2 Kontaminationsanalysen
6.2.3 Maßnahmen zur Verhinderung von Kontaminationen
6.3 Mögliche Sterilisationsverfahren
6.3.1 Keimreduktionsmethoden
6.3.2 Absolutsterilisationsmethoden
6.4 Grundlagen der Hitzesterilisation
6.4.1 Sterilisationskriterium
6.4.2 Mediumskriterium
6.4.2.1 Allgemeine Betrachtungen
6.4.2.2 Reaktionskinetische Grundlagen
6.4.3 Sterilisationsarbeitsdiagramm
6.5 Kontinuierliche Sterilisation
6.5.1 Anlagentechnik und Betriebsweise.-