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Gruber, Wilhelm:

Konstruktion und Aufbau eines Bioreaktors sowie die prozess- und regelungstechnische Umsetzung

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:943-opus-763
URL: http://www.hs-ulm.de/opus/volltexte/2011/76/index.html
Originalveröffentlichung:
Betreuer 1: Kreuttner, A. (Prof. Dipl.-Ing.)
Betreuer 2: Prof. Dr. rer.biol.hum. Klaus Paulat
Studiengang: MT
Weitere beteiligte Personen (Hrsg. etc.): Miller, Rudolf (Dipl.-Ing.) (Betreuer)
Urheber:
Sonstige beteiligte Körperschaft bzw. Institution (Sponsor, Organisator etc.):
Hochschuleinrichtung: Medizintechnik
Dokumentart: Diplomarbeit, Magisterarbeit
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2005
Eintragungsdatum: 18.10.2011
Kurze Inhaltszusammenfassung in der Originalsprache /Projektname: Deutsch Konstruktion eines mobilen Bioreaktors, sowie dessen prozess-, regelungs- und softwaretechnische Umsetzung mit der Prozess-Software WinErs

Ziel dieser Diplomarbeit war es, einen voll funkionsfähigen Bioreaktor aufzubauen. Ausgehend von den Fermenter-Komponenten der Firma Bioengineering: Fermentergefäß, Drehzahl- und Temperiereinrichtung, soll ein voll funktionsfähiger Bio-reaktor aufgebaut werden. Ergänzt wurden diese vorhandenen Komponenten mit einer Begasungs-, pH- und Antischaum-Einrichtung. Die Programmierung der Regelung und die Erstellung der Anwender-Software wurde mit der Prozess-Software WinErs gestaltet. Für den Aufbau der Begasungsregelung mussten in Vorversuchen die Regelungsparameter für die pO2-Sonde und des Sauerstoffüberganges ermittelt werden. Anschließend konnten in Simulationsmodellen verschiedene Regelungssysteme getestet werden. Hier stellte sich ein PI-Regler mit nachgeschaltetem Pulsweitenmodulator als die geeignetere Regelung heraus. Durch sie konnte eine stabilere und mit einer gut tolerierbaren Regeldifferenz die Begasungsregelung realisiert werden. Für die pH-Regelung reicht ein klassischer Zweipunktregler, der nur dann zutaktet, wenn die pH-Toleranz über- bzw. unterschritten wird.
Die Antischaum-Regelung wird nur dann aktiv, wenn über die Antischaum-Sonde Schaum detektiert wird. In einer Testfermentaion mit der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae konnten noch Schwächen des Fermenters gefunden werden. Als unzureichend stellte sich die Begasungsregelung heraus, da durch das Begasungsrohr zu große Gasblasen austreten, die nicht den gewünschten Sauerstoffeintrag ins Medium brachte. Hier könnte anstatt eines Begasungsrohres ein Ringsparger bzw. ein perforierter Silikonschlauch Abhilfe schaffen. Da sich während der Reglereinstellung (der Sauerstoffbegasung) Gasblasen an der pO2-Sonde anlagerten, und sich ein unzureichender Sauerstoffeintrag herausstellte, sollte die Reglereinstellung, für Luft- und Sauerstoffbegasung, unter optimalen Bedingungen wiederholt werden.
Kurze Inhaltszusammenfassung in einer weiteren Sprache: Englisch
Kontrollierte Schlagwörter (Deutsch): Bioreaktor , Digitale Regelung , Drehzahl , Temperatur , Wasserstoffionenkonzentration , Sauerstoff , Schaum , Saccharomyces cerevisiae
Freie Schlagwörter oder Forschungsschwerpunkt: Prozesssteuerung
Freie Schlagwörter (Englisch):
DDC-Sachgruppe: 660.6 Biotechnologie
ISBN:
peerreviewed nach AG IV: kein Eintrag
Bemerkung:
Urheberrecht: Hinweis zum Urheberrecht Hinweis zum Urheberrecht