IKA HABITAT photo (cell), Photobioreaktor Steuereinheit, 0010007553

Photobiologische Kinetik und spektrale Emission

In der Kultivierung photoautotropher Organismen (wie Mikroalgen, Cyanobakterien oder pflanzlichen Suspensionskulturen) ist die Applikation der exakten photonischen Energie der limitierende metabolische Faktor. Der IKA HABITAT photo (cell) Bioreaktor ist metrologisch für die hochpräzise Manipulation dieser lichtgetriebenen Kinetik konzipiert. Das System steuert dedizierte LED-Panels, die den Glasreaktor umschließen. Diese Emitter liefern eine definierte photosynthetisch aktive Strahlung (PAR). Die Automatisierungssoftware ermöglicht die exakte Programmierung von zirkadianen Rhythmen (Tag-Nacht-Zyklen) sowie die stufenlose Modulation der Lichtintensität. Diese photonische Kontrolle optimiert den Elektronentransport in den Photosystemen der Zellen und maximiert die thermodynamische Effizienz der Biomasse- oder Sekundärmetabolit-Produktion, ohne eine letale photooxidative Stressreaktion (Photoinhibition) auszulösen.

Rheologie und Limitierung hydromechanischer Scherkräfte

Zellkulturen, insbesondere eukaryotische oder filamentöse Mikroalgen, besitzen keine starre Zellwandstruktur wie klassische Bakterien und reagieren extrem empfindlich auf mechanische Spannungen. Der HABITAT photo (cell) ist fluidmechanisch für den absoluten Low-Shear-Betrieb ausgelegt. Angetrieben durch die Steuereinheit, transferieren hochspezialisierte Rührwerkzeuge (wie Marine-Impeller) die kinetische Rotationsenergie in eine sanfte, großvolumige axiale Strömung. Diese dreidimensionale Vortex-Generierung verhindert die gravitative Sedimentation der Zellen im Reaktor und sichert eine homogene Ausleuchtung aller Partikel (Vermeidung von Selbstbeschattung), während die hydrodynamischen Scherkräfte streng unter der kritischen Schwelle der physikalischen Zellruptur (Zelllyse) gehalten werden.

Thermodynamische Automatisierung und Sensormetrologie

Die Aufrechterhaltung der biologischen Integrität erfordert eine kontinuierliche Kontrolle des physikalisch-chemischen Milieus. Der HABITAT photo Tower fungiert als kybernetisches Zentrum. Integrierte Mass Flow Controller (MFC) dosieren Gase (spezifisch CO2 als anorganische Kohlenstoffquelle sowie Luft/O2) mit höchster volumetrischer Präzision in das Medium, um den Massentransferkoeffizienten (kLa) an den metabolischen Bedarf der Kultur anzupassen. Die hochauflösende Sensorik erfasst in Echtzeit Parameter wie pH-Wert und gelösten Sauerstoff (DO). Über komplexe PID-Algorithmen kompensiert das System thermodynamische Schwankungen oder pH-Shifts sofort durch automatisierte Säure-/Base-Titration oder Anpassung der Gasvolumenströme, was eine lückenlose metrologische Reproduzierbarkeit des Bioprozesses unter strengsten GLP/GMP-Vorgaben garantiert.

Technische Details

• Produkttyp: Bioprozess-Steuereinheit / Photobioreaktor-Tower (Zellkultur)
• Photobiologische Funktion: Steuerung externer LED-Panels (PAR-Emission)
• Fluidmechanik: Optimiert für scherkraftarme axiale Durchmischung (Low-Shear)
• Begasungssystem: Integrierte Mass Flow Controller (MFC) für präzise Gasgemische
• Sensormetrologie: Anschlüsse für pH, gelösten Sauerstoff (DO), Temperatur, Level/Schaum
• Kybernetik: Automatisierte PID-Steuerung für Temperatur, pH und DO-Kaskaden
• Datenintegrität: Lückenloses Prozess-Logging und Audit-Trail-Fähigkeit
• Systemhermetik: Gewährleistet axiale Dichtigkeit und Containment für sterile Kulturen

Lieferumfang

• 1 x IKA HABITAT photo (cell) Steuerturm (Control Unit)

(Wichtiger Hinweis: Die spezifischen Autoklavier-Glasgefäße (Vessel), Sensoren, LED-Panels, Rührmotoren sowie zwingend erforderliche Umlaufkühler zur Temperierung sind hochgradig modular und nicht im Lieferumfang dieser Basis-Steuereinheit enthalten!)

Individueller Bedarf & Zubehör

Die HABITAT photo (cell) Steuereinheit ist die metrologische Intelligenz des Systems, benötigt jedoch zur Etablierung eines funktionierenden Bioprozesses die physikalische Infrastruktur. Die Auswahl des korrekten Doppelmantel-Glasgefäßes (skalierbar von 0,5 bis 10 Litern) und der korrespondierenden LED-Beleuchtungszylinder muss exakt auf die thermodynamischen und optischen Anforderungen Ihrer Kultur abgestimmt werden. Zur Kompensation der thermischen Energie (Exothermie der LEDs und des Metabolismus) ist die Ankopplung eines hochpräzisen Kryostaten unerlässlich. Wenden Sie sich für die komplexe, verfahrenstechnische Konfiguration Ihres individuellen Photobioreaktor-Setups zwingend an unseren spezialisierten Beschaffungsservice.