Bioprozesstechniker-Team überzeugt mit Braunschweiger Blasensäule beim 99 €-Bioreaktor-Wettbewerb

Am 13./14. Juli 2017 schickte das ibvt ein engagiertes Team von Bioprozesstechnik-Masterstudenten mit Lisa Hoffmann, Artem Kalinin, Anika Möller, David Vorländer, Karl Vorländer und Tobias Wetzling an die TU Dresden, um im Rahmen des Wettbewerbs um den besten 99 €-Bioreaktor ihren selbst entworfenen und gebauten Reaktor zu präsentieren. Ausgerichtet wurde der Wettbewerb nunmehr zum vierten Mal vom Netzwerk Bioverfahrenstechnik Dresden e. V.

Das Ziel des Wettbewerbs bestand darin, einen Bioreaktor mit einem Budget von 99 € zu bauen, der zur aeroben Abwasserentfärbung eingesetzt werden kann. Hierzu sollte exemplarisch ein blauer Azofarbstoff abgebaut werden, der typischerweise als Abfallstoff  beim Färben von Textilien im Prozessabwasser anfällt. Die Entfärbungsreaktion sollte dabei durch die von dem Weißfäulepilz Trametes versicolor produzierte Laccase enzymatisch katalysiert werden. Weitere Rahmenbedingungen der 24-stündigen Kultivierung waren eine automatisierte Steuerung und Regelung sowie die Bereitstellung des entfärbten und Biomasse-freien Kultivierungsmediums am Ende des Prozesses. Eine höchst anspruchsvolle Aufgabenstellung, denn es darf neben der Reaktorperformance mit Mischungszeiten, kLa-Werten, mechanische Beanspruchung, biologische Aktivität, Sterilität… die wirtschaftliche Umsetzbarkeit nie aus den Augen verloren werden.

Das Braunschweiger Team: (von links nach rechts) Tobias Wetzling, Artem Kalinin, Anika Möller, Karl Vorländer, Lisa Hoffmann und David Vorländer (© Kirsten Mann).

 
Das Braunschweiger Team entwickelte zur Lösung der diesjährigen Aufgabe einen Blasensäulenreaktor bestehend aus einem Plexiglasrohr als Reaktorgefäß sowie einem handelsüblichen Sprudelstein aus dem Aquariumbedarf zur Begasung. Auch die Regulierung der Temperatur erfolgte mit einem Regelheizer für Aquarien, eine pH-Steuerung war nach anfänglicher Einstellung des pH-Wertes während der Kultivierung nicht erforderlich. Um zunächst ausreichend Zeit zur Anpassung an die Wachstumsbedingungen zu gewährleisten und Inhibierungseffekte durch den Farbstoff zu minimieren, wurde die Farbstofflösung verzögert und stufenweise über eine zeitgesteuerte Schlauchpumpe aus einer Seifenblasenpistole zugegeben. Ähnlich kreativ waren auch die aus Silikonspritzen gefertigten Schlauchreduzierstücke, die selbstgebastelten Schlauchklemmen, eine Dichtung aus einem Einkochring sowie das Konzept zur prozessintegrierten Biomasserückhaltung mit einem handelsüblichen Haushaltsschwamm.

Neben dem Braunschweiger Team nahmen fünf weitere Teams am diesjährigen Wettbewerb teil: die TU Dresden, HTW Dresden, Hochschule Anhalt, Hochschule Mittweida sowie die Uni Stuttgart. Neben dem Blasensäulenreaktor präsentierten zwei Teams Umlaufreaktoren gefertigt aus  Abwasserrohren, ein Reaktor entstand zu großen Teilen im 3D-Drucker, ein Team kultivierte mit Überdruck in einer  Milchkanne und selbst eine Melone wurde als Reaktorgefäß verwendet.

Die Jury vergab dieses Jahr auf dem Sommerfest der Dresdener Bioverfahrenstechnik Auszeichnungen für die stärkste Entfärbung (1. Platz), die höchste Laccase-Aktivität (2. Platz) sowie den innovativsten Reaktor (3. Platz).

Platz 1 belegte die Hochschule Mittweida für den höchsten Entfärbungsgrad. Unser  Braunschweiger Biotechnologen-Team wurde nach zahlreichen Stunden des Tüftelns und Werkelns am Ende mit dem zweiten Platz für die höchste Laccase-Aktivität belohnt. Der  3.  Platz  für  den  technisch innovativsten  Reaktor  ging  an die TU Dresden.

Das ibvt sendet herzliche Glückwünsche an alle teilnehmenden Teams und freut sich auf das nächste Jahr über eine neue Herausforderung beim sehr lehrreichen Bioreaktor-Wettbewerb!

 

Braunschweiger Blasensäule (© David Vorländer).


Unser Braunschweiger Team erhielt finanzielle Unterstützung durch die Studienkommission Biotechnologie der TU Braunschweig sowie von unserer Fördergesellschaft Chemie- und Bioingenieurwesen Braunschweig e.V.  – Herzlichen Dank!