DE102011007013B4

DE102011007013B4 - Disposable bioreactor

Info

Publication number: DE102011007013B4
Application number: DE102011007013.3A
Authority: DE
Inventors: Herbert Grieb; Wolfgang Ens; Herbert Schorb; Guido Stephan
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: DE102011007013A1

Abstract

Einweg-Bioreaktor mit einem Sensorsystem mit einer Vielzahl von Sensoren (3, 4, 5), die durch ein an der Oberfläche eines Mediums (6) schwimmendes, strukturiertes Material (7, 23) mit Hilfe von rasterartig in dem Material (7, 23) angeordneten Aufnahmeelementen (24 ... 28) an vorbestimmten Positionen an der Oberfläche des Mediums (6) gehalten sind.A disposable bioreactor having a sensor system with a plurality of sensors (3, 4, 5), which are structured in the material (7, 23) by a structured material (7, 23) floating on the surface of a medium (6) ) arranged receiving elements (24 ... 28) are held at predetermined positions on the surface of the medium (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Einweg-Bioreaktor mit einem Sensorsystem mit einer Vielzahl von Sensoren, die an der Oberfläche des im Einweg-Bioreaktor befindlichen Mediums schwimmen.The invention relates to a disposable bioreactor having a sensor system with a plurality of sensors floating on the surface of the medium in the disposable bioreactor.

In einem Bioreaktor oder Fermenter werden Mikroorganismen in einem Nährstoffmedium kultiviert oder fermentiert. Bei relativ kleinen Volumina von beispielsweise 50 Liter, 500 Liter oder 5.000 Liter werden oft Einweg-Bioreaktoren verwendet, die nach einmaligem Gebrauch entsorgt werden. Der Bioreaktor kann als formstabiler Behälter oder, insbesondere im Falle eines Einweg-Bioreaktors, als flexibler Beutel ausgebildet sein. Die Durchmischung des Nährstoffmediums kann mittels eines Rührwerks innerhalb des Bioreaktors oder durch Schütteln oder Schwenken des Reaktorbehälters mittels einer Schüttel- bzw. Schwenkeinrichtung erfolgen. Zur Überwachung des Bioprozesses werden mittels geeigneter Sensoren für den jeweiligen Prozess typische physikalische, biologische und/oder chemische Prozessgrößen wie Temperatur, Druck, Dichte, Trübung, pH-Wert, gelöster Sauerstoff, gelöstes Kohlendioxid usw. gemessen. Anhand der gemessenen Prozessgrößen kann der Bioprozess gesteuert werden, zum Beispiel bezüglich Temperatur, Sauerstoffeintrag, Durchmischung oder Beenden des Prozesses.In a bioreactor or fermenter, microorganisms are cultured or fermented in a nutrient medium. For relatively small volumes of, for example, 50 liters, 500 liters or 5,000 liters, disposable bioreactors are often used, which are disposed of after a single use. The bioreactor can be designed as a dimensionally stable container or, in particular in the case of a disposable bioreactor, as a flexible bag. The mixing of the nutrient medium can be effected by means of an agitator within the bioreactor or by shaking or pivoting the reactor vessel by means of a shaking or pivoting device. To monitor the bioprocess, typical physical, biological and / or chemical process variables such as temperature, pressure, density, turbidity, pH, dissolved oxygen, dissolved carbon dioxide, etc. are measured by means of suitable sensors for the respective process. Based on the measured process variables, the bioprocess can be controlled, for example with regard to temperature, oxygen input, mixing or termination of the process.

Aus der US 2005/0272146 A1 ist es bekannt, bei einem Einweg-Bioreaktor die Sensoren an der Innenwand des Behälters, zum Beispiel als integrale Bestandteile der Behälterwand, vorzusehen oder als Sonden von außen durch sterile Durchführungen in das Innere des Behälters einzuführen. Im letzteren Fall werden für mehrere Sensoren mehrere Durchführungen vorgesehen.From the US 2005/0272146 A1 It is known in a disposable bioreactor, the sensors on the inner wall of the container, for example, as integral parts of the container wall to provide or introduce as probes from the outside through sterile feedthroughs into the interior of the container. In the latter case, several bushings are provided for a plurality of sensors.

Die US 5 888 805 A zeigt als Alternative einen Bioreaktor mit einem in die Behälterwand einsetzbaren Deckelverschluss, an dem die Sensoren derart gehalten sind, dass sie in das Nährstoffmedium eintauchen.The US 5,888,805 A shows an alternative bioreactor with an insertable into the container wall lid closure to which the sensors are held so that they dive into the nutrient medium.

Aus der WO 2007/061306 A1 ist ein System zur Steuerung eines Prozesses bekannt, bei welchem Sensoren innerhalb des Prozessmediums schweben. Zur Durchführung einer ortsbezogenen Messung verfügen die Sensoren über einen steuerbaren Vortrieb, mit dessen Hilfe ihre Bewegungen gesteuert werden können. Weiterhin ist ein Ortungssystem für die Sensoren vorhanden.From the WO 2007/061306 A1 For example, a system for controlling a process is known in which sensors float within the process medium. To perform a location-based measurement, the sensors have a controllable propulsion, with the help of which their movements can be controlled. Furthermore, a location system for the sensors is available.

Ein zum Vortrieb des Sensors benötigter Antrieb verbraucht jedoch vergleichsweise viel Hilfsenergie, so dass eine im Sensor eingebaute Batterie schnell erschöpft oder die Leistungsfähigkeit des Antriebs stark eingeschränkt ist. Eine Ortung des Sensors mittels Funktechnologie ist zudem in flüssigen Medien schwierig und nur mit großem Aufwand möglich.However, a drive required for propulsion of the sensor consumes comparatively much power, so that a built-in battery in the sensor quickly exhausted or the performance of the drive is severely limited. A location of the sensor by means of radio technology is also difficult in liquid media and possible only with great effort.

Ein weiterer Sensor, der in einem in einem Bioreaktor befindlichen Medium frei schwebt oder an der Oberfläche des Mediums schwimmt, ist in der US-PS 6,057,773 beschrieben. In das Medium kann eine Vielzahl von Sensoren eingesetzt werden, die drahtlos ihre Messwerte zu einer außerhalb des Behälters angeordneten Prozesssteuerung übertragen. Die Kommunikation mittels Funk oder optischer Signale durch das Medium hindurch erfordert jedoch Signale mit vergleichsweise hoher Energie, da die Signale aufgrund der Leitfähigkeit des Mediums bzw. wegen dessen Trübung eine starke Dämpfung erfahren.Another sensor that floats in a medium in a bioreactor or floats on the surface of the medium is in the U.S. Patent 6,057,773 described. A multiplicity of sensors can be inserted into the medium, which wirelessly transmit their measured values to a process controller arranged outside the container. However, the communication by radio or optical signals through the medium requires signals with comparatively high energy, since the signals undergo a strong attenuation due to the conductivity of the medium or because of its turbidity.

Aus der WO 2011/026939 A2 ist ein Bioreaktor mit einem Sensorsystem bekannt, bei welchem eine Vielzahl von Sensoren in verschiedenen Höhen an der Innenwand eines Behälters angebracht sind.From the WO 2011/026939 A2 a bioreactor with a sensor system is known in which a plurality of sensors are mounted at different heights on the inner wall of a container.

In der DE 203 08 461 U1 ist eine schwimmfähige Vorrichtung zur Analyse einer Flüssigkeit beschrieben, bei welcher ein Schwimmer als Halter für einen Sensor dient.In the DE 203 08 461 U1 a floating device for analyzing a liquid is described, in which a float serves as a holder for a sensor.

Aus der US 6 544 788 B2 ist ein Bioreaktor mit einem an der Oberfläche des Mediums schwimmenden Absaugfilter bekannt.From the US Pat. No. 6,544,788 B2 is a bioreactor with a floating on the surface of the medium suction filter known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einweg-Bioreaktor zu schaffen, bei welchem auf einfache Weise eine Positionierung einer Vielzahl von Sensoren innerhalb des Mediums ermöglicht wird.The invention has for its object to provide a disposable bioreactor, in which a simple way of positioning a plurality of sensors within the medium is made possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Einweg-Bioreaktor der eingangs genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.To solve this problem, the new disposable bioreactor of the type mentioned in the features specified in claim 1. In the dependent claims advantageous developments are described.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass aufgrund einer Verwendung einer Vielzahl von Sensoren, welche an verschiedenen vorbestimmten Positionen an der Oberfläche des Mediums schwimmen, durch im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführte Messungen die örtliche Verteilung von Prozessgrößen bestimmt werden kann. Da die Sensoren an der Oberfläche des Mediums schwimmen und sich nicht untergetaucht im Medium befinden, können sie ihre Messwerte über eine Funkverbindung durch ein oberhalb des Mediums befindliches Gas, beispielsweise Luft, an einen in geeigneter Weise angeordneten Empfänger senden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Qualität der Signalübertragung unabhängig von den jeweiligen physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Mediums ist, wie zum Beispiel dessen Dichte oder Salzgehalt. Zudem wird aufgrund der geringeren Sendeleistung, welche für die Kommunikation erforderlich ist, eine geringere Belastung einer in die Sensoren gegebenenfalls eingebauten Batterie durch die Kommunikation erreicht.The invention has the advantage that, by using a plurality of sensors, which float at different predetermined positions on the surface of the medium, the local distribution of process variables can be determined by substantially simultaneous measurements. Because the sensors float on the surface of the medium and are not submerged in the medium, they can transmit their readings over a radio link through a gas located above the medium, such as air, to a suitably located receiver. This advantageously achieves that the quality of the signal transmission is independent of the respective physical or chemical properties of the medium, such as its density or salinity. In addition, due to the lower transmission power, which is required for the communication, a lower load on the sensors possibly installed in the battery achieved by the communication.

Da das an der Oberfläche des Mediums schwimmende Material aufgrund seiner Struktur, das heißt seines räumlichen Aufbaus, die Vielzahl von Sensoren an durch die jeweilige Materialstruktur festgelegten Positionen hält, ist die Bestimmung eines horizontalen Profils bei Einsatz mehrerer Sensoren für dieselbe Messgröße möglich. Ohne ein derartiges Material könnte beispielsweise eine gleichmäßige Verteilung der Sensoren an der Oberfläche nicht sichergestellt werden, da es beispielsweise durch einen Rührer oder durch Schwenkbewegungen, denen der Behälter des Bioreaktors zur Erzielung einer guten Durchmischung des Mediums ausgesetzt ist, zu lokalen Sensorkonzentrationen kommen würde. Ein derartiger Effekt wird durch das strukturierte Material zuverlässig vermieden.Since the material floating on the surface of the medium, due to its structure, that is its spatial structure, holds the plurality of sensors at positions defined by the respective material structure, it is possible to determine a horizontal profile when using a plurality of sensors for the same measured quantity. Without such a material, for example, a uniform distribution of the sensors on the surface could not be ensured, since it would come to local sensor concentrations, for example, by a stirrer or by pivoting movements, which is exposed to the container of the bioreactor to achieve a good mixing of the medium. Such an effect is reliably avoided by the structured material.

Das strukturierte Material selbst kann beispielsweise durch einen an den Innenquerschnitt des Behalters angepassten Umriss oder alternativ durch Kleben oder Verschweißen oder sonstige Befestigung der Ränder des Materials oder mit dem Material verbundener Laschen an der Innenwand des Behälters bezüglich seiner horizontalen Lage und Orientierung innerhalb des Behalters stabilisiert werden.For example, the structured material itself may be stabilized with respect to its horizontal position and orientation within the container by an outline adapted to the inner cross section of the container, or alternatively by bonding or welding or otherwise securing the edges of the material or tabs bonded to the material ,

Wenn sich das Material im Wesentlichen über den gesamten Innenquerschnitt des Behalters des Einweg-Bioreaktors erstreckt, hat dies den Vorteil, dass Messpunkte zur Erfassung von Prozessgrößen an jeder beliebigen Stelle der Oberflache des Mediums platziert werden können.If the material extends substantially over the entire inner cross section of the container of the disposable bioreactor, this has the advantage that measuring points for detecting process variables can be placed anywhere on the surface of the medium.

Alternativ oder erganzend dazu können die Aufnahmeelemente rasterartig in dem strukturierten Material angeordnet sein, so dass, falls alle Aufnahmeelemente mit Sensoren versehen sind, ein Profil mit aquidistanten Messpunkten ermittelbar ist.Alternatively or in addition to this, the receiving elements can be arranged in a grid-like manner in the structured material, so that if all receiving elements are provided with sensors, a profile with equidistant measuring points can be determined.

Zur Herstellung des strukturierten Materials ist in vorteilhafter Weise ein Netz oder eine Folie verwendbar, die durch Anbringen von Lufteinschlüssen schwimmfähig ausgebildet sind, wobei in der Netz- oder Folienfläche Ausnehmungen oder Öffnungen als Aufnahmeelemente fur die Sensoren vorgesehen werden. Eine derartige Ausfuhrung ist besonders einfach zu fertigen und daher mit geringem Herstellungsaufwand verbunden.To produce the structured material, it is advantageous to use a net or a film that is made buoyant by attaching trapped air, wherein recesses or openings are provided in the net or foil surface as receiving elements for the sensors. Such an embodiment is particularly easy to manufacture and therefore associated with low production costs.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung werden Sensoren verwendet, die einen Schwimmkörper und/oder einen Halter für ein Sensorelement aufweisen derart, dass das Sensorelement in einer vorbestimmten Eintauchtiefe im Medium gehalten ist. Damit sind Messungen nicht nur an der Oberflache des Mediums, sondern auch in tieferen Zonen moglich.In a particularly advantageous embodiment, sensors are used which have a float and / or a holder for a sensor element such that the sensor element is held in a predetermined immersion depth in the medium. Thus, measurements are possible not only on the surface of the medium, but also in deeper zones.

Werden Sensoren mit unterschiedlich langen Haltern für die Sensorelemente eingesetzt, konnen in vorteilhafter Weise Messwerte von Prozessgrößen in verschiedenen Eintauchtiefen erfasst werden, so dass die Ermittelung eines vertikalen Profils der Messgrößen durchgefuhrt werden kann.If sensors with holders of different lengths are used for the sensor elements, measured values of process variables in different immersion depths can be detected in an advantageous manner, so that the determination of a vertical profile of the measured variables can be carried out.

Der Behalter fur den Einweg-Bioreaktor kann bereits beim Hersteller mit dem strukturierten Material versehen werden, das so ausgestaltet ist, dass es beim Befüllen des Behalters mit Medium im Produktionsbetrieb an der Oberfläche des Mediums schwimmt. Die zur Messung erforderlichen Sensoren konnen ebenfalls bereits beim Hersteller in die fur die Sensoren vorgesehenen Aufnahmeelemente des strukturierten Materials eingesetzt werden. Alternativ dazu ist es ebenso moglich, die fur ein Einsetzen in den Behälter geeigneten Sensoren getrennt vom Behalter an den Endanwender zu liefern, so dass dieser die fur den jeweiligen Prozess erforderlichen Sensoren je nach Bedarf vor der Verwendung des Behalters in die Aufnahmeelemente einfugen kann. Derartige Sensoren konnen dann gesondert vom Einweg-Bioreaktor am Markt vertrieben werden.The container for the disposable bioreactor can already be provided at the manufacturer with the structured material that is designed so that it floats when filling the container with medium in the production operation on the surface of the medium. The sensors required for the measurement can also be used by the manufacturer in the receiving elements of the structured material provided for the sensors. Alternatively, it is also possible to supply the sensors suitable for insertion into the container separately from the container to the end user, so that the latter can incorporate the sensors required for the respective process as needed into the receiving elements prior to the use of the container. Such sensors can then be marketed separately from the disposable bioreactor on the market.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in nicht maßstäblichen Prinzipdarstellungen skizziert ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile naher erläutert.Reference to the drawings, in which an embodiment of the invention is outlined in non-scale schematic diagrams, the invention and refinements and advantages are explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 ein Schnittbild eines Einweg-Bioreaktors und 1 a sectional view of a disposable bioreactor and

2 eine Draufsicht auf ein strukturiertes Material. 2 a plan view of a structured material.

In 1 ist ein Einweg-Bioreaktor 1 mit drei in einen Behälter 2 eingesetzten Sensoren 3, 4 und 5 dargestellt. Die Sensoren 3, 4, 5 schwimmen mit Schwimmergehausen 21, 20 bzw. 22 an der Oberfläche eines Mediums 6, welches in den Behälter 2 eingefullt ist. Dabei werden sie durch ein strukturiertes Material 7, das ebenfalls an der Oberfläche des Mediums 6 schwimmt, an der jeweiligen Position gehalten, so dass sie selbst bei Schuttelbewegungen einer Schuttelplatte 8, die zur Durchmischung des Mediums 6 dient, an ihrer jeweils vorbestimmten horizontalen Position verbleiben. Die Sensoren 3, 4 und 5 ubertragen ihre jeweiligen Messwerte einer Prozessgröße, beispielsweise der Temperatur, mittels Antennen 9, 10 bzw. 11 zu einem Empfänger 12, der ebenfalls uber eine Antenne 13 verfügt. Um die Sterilitat des Behalters 2 nicht zu gefahrden, ist die Antenne 13 außerhalb angeordnet. Zur Erfassung von Messwerten einer Prozessgroße in unterschiedlichen Tiefen des Mediums 6 sind die Sensoren 3 und 5 mit jeweils unterschiedlich langen Haltern 15 bzw. 16 für Sensorelemente 17 bzw. 18 ausgestattet. Ein Sensorelement 19 ist unmittelbar am Schwimmergehäuse 20 des Sensors 4 befestigt, so dass dieser die Messgröße nahezu an der Oberfläche des Mediums 6 erfasst. Der Empfänger 12 kennt den jeweiligen Ort der Messwerterfassung und ist somit in der Lage, anhand der empfangenen Werte ein Messwerteprofil zu erstellen. In Abhangigkeit davon kann beispielsweise die Schuttelplatte 8 in Bewegungen versetzt werden, um gegebenenfalls eine homogenere Durchmischung des Mediums 6 zu erreichen. Eine Prozesssteuerung, welche mit dem Empfanger 12 uber einen Feldbus 14 verbunden ist, sowie weitere Komponenten, die ublicherweise bei Einweg-Bioreaktoren vorhanden sind, wie beispielsweise Zu- und Ablaufleitung, Ventile, Heizung, Kuhlung, Sauerstoffzufuhrungen etc., sind in 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.In 1 is a disposable bioreactor 1 with three in a container 2 used sensors 3 . 4 and 5 shown. The sensors 3 . 4 . 5 swim with Schwimmergehausen 21 . 20 respectively. 22 on the surface of a medium 6 which is in the container 2 is filled. In doing so, they become through a structured material 7 , which is also on the surface of the medium 6 floats, held at the respective position, allowing them even when shaking a Schuttelplatte 8th for the mixing of the medium 6 serves to remain at their respective predetermined horizontal position. The sensors 3 . 4 and 5 transmit their respective measured values of a process variable, for example the temperature, by means of antennas 9 . 10 respectively. 11 to a receiver 12 which also has an antenna 13 features. To the sterility of the container 2 not to endanger, is the antenna 13 arranged outside. For the acquisition of measured values of a process variable in different depths of the medium 6 are the sensors 3 and 5 each with different length holders 15 respectively. 16 for sensor elements 17 respectively. 18 fitted. A sensor element 19 is directly on the float housing 20 of the sensor 4 attached so that this is the measurement almost at the surface of the medium 6 detected. The recipient 12 knows the respective location of the measured value acquisition and is thus able to create a measured value profile based on the received values. Depending on this, for example, the Schuttelplatte 8th are added in movements, possibly to a more homogeneous mixing of the medium 6 to reach. A process control, which with the receiver 12 over a fieldbus 14 is connected, as well as other components that are commonly present in disposable bioreactors, such as inlet and outlet line, valves, heating, Kuhlung, oxygenations, etc., are in 1 for clarity not shown.

In den Schwimmergehäusen 20, 21 und 22 der Sensoren 4, 3 bzw. 5, deren Form an die Aufnahmeelemente in dem strukturierten Material 7 angepasst ist, befindet sich die Elektronik fur Signalaufbereitung und Übertragung der Messwerte per Funk. Die Sensorelemente 17, 18 und 19 erfassen eine Prozessgroße an den jeweiligen Orten im Medium und setzen diese in auswertbare Signale um. Uber die Halter 15 und 16 werden die Signale der Sensorelemente 17 bzw. 18 an die in den Schwimmkorpern 21 bzw. 22 befindliche Elektronik weitergegeben. Entsprechende Signale des Sensorelements 19 erreichen die Elektronik im Schwimmkorper 20 unmittelbar, da der Sensor 4 die Prozessgröße an der Oberfläche des Mediums 6 ermittelt und somit keinen Halter zur Erzielung einer großeren Eintauchtiefe des Sensorelements 19 benotigt. Die Halter 15 und 16 sind preisgünstig als elastische Rohre ausgeführt, damit sie beim Transport eines beispielsweise als Beutel ausgeführten Behalters 2 nicht durch versehentliches Biegen beschädigt werden.In the float housings 20 . 21 and 22 the sensors 4 . 3 respectively. 5 , their shape to the receiving elements in the structured material 7 is adapted, the electronics for signal processing and transmission of the measured values is by radio. The sensor elements 17 . 18 and 19 capture a process variable at the respective locations in the medium and convert these into evaluable signals. About the holder 15 and 16 become the signals of the sensor elements 17 respectively. 18 to those in the floating bodies 21 respectively. 22 located electronics passed. Corresponding signals of the sensor element 19 reach the electronics in the Schwimmkorper 20 immediately, because the sensor 4 the process size on the surface of the medium 6 determined and thus no holder to achieve a greater immersion depth of the sensor element 19 needed. The holders 15 and 16 are inexpensively designed as elastic tubes to allow them to transport a container, for example, as a bag 2 should not be damaged by accidental bending.

Die Schwimmkörper 20, 21 und 22 sorgen fur eine stabile Lage der Sensoren 3, 4 bzw. 5 an der Oberfläche des Mediums 6, so dass sich die Antennen 9, 10 bzw. 11 immer außerhalb des Mediums 6 befinden und optimale Funkbedingungen bestehen. Die Gestaltung der Antennen 9, 10 und 11 hangt vom jeweils gewählten Kommunikationsverfahren ab. Wird beispielsweise das Kommunikationsprinzip des bekannten RFID (Radio Frequency Identification) verwendet, so sind in den genutzten Mikrowellenbändern, zum Beispiel 0,915 GHz, 2,45 GHz oder 5,8 GHz, Lambda/4-Stabantennen mit vergleichsweise kurzer Länge geeignet. Bei einer Kommunikation mit langwelligen Funksignalen wird statt dessen eine induktiv wirkende Antenne verwendet, die als kompakte Spule in den Schwimmgehäusen oder alternativ direkt auf den Leiterplatten der Elektronikeinheiten eingebaut werden kann.The floats 20 . 21 and 22 ensure a stable position of the sensors 3 . 4 respectively. 5 on the surface of the medium 6 so that the antennas 9 . 10 respectively. 11 always outside the medium 6 and optimum radio conditions exist. The design of the antennas 9 . 10 and 11 depends on the chosen communication method. If, for example, the communication principle of the known RFID (Radio Frequency Identification) is used, lambda / 4-rod antennas with a comparatively short length are suitable in the microwave bands used, for example 0.915 GHz, 2.45 GHz or 5.8 GHz. When communicating with long-wave radio signals an inductively acting antenna is used instead, which can be installed as a compact coil in the floating housings or alternatively directly on the printed circuit boards of the electronic units.

Alternativ zum beschriebenen Ausführungsbeispiel ist selbstverständlich eine Unterbringung der Sensorelektronik in einem gesonderten Gehäuse außerhalb der Schwimmkörper möglich.As an alternative to the described embodiment, it is of course possible for the sensor electronics to be housed in a separate housing outside the floating body.

2 zeigt eine Folie 23 als Beispiel fur ein strukturiertes Material. Damit die Folie 23 auf der Oberflache eines in einem Einweg-Bioreaktor befindlichen Mediums schwimmt, ist sie zweilagig ausgeführt und in regelmäßigen Abstanden mit Lufteinschlüssen versehen. Diese sind in 2 nicht dargestellt. Als Aufnahmeelemente zur Halterung von Sensoren an vorbestimmten Positionen innerhalb eines Behälters dienen fünf Ausnehmungen 24, 25, 26, 27 und 28, in welche bei Verwendung der Folie 23 in einem Einweg-Bioreaktor Sensoren eingesetzt werden konnen. Die horizontale Verschiebung der Sensoren ist auf diese Weise durch die Große der Ausnehmungen 24 ... 28 begrenzt. Vorzugsweise sind zur Verwendung in Kombination mit der Folie 23 vorgesehene Sensoren bezüglich ihres Schwimmkörperdurchmessers an den Durchmesser der Ausnehmungen 24 ... 28 angepasst, so dass sie ihre Position kaum durch horizontale Verschiebungen andern können. 2 shows a slide 23 as an example of a structured material. So that the film 23 Floats on the surface of a medium located in a disposable bioreactor, it is designed in two layers and provided at regular intervals with air pockets. These are in 2 not shown. As receiving elements for mounting sensors at predetermined positions within a container serve five recesses 24 . 25 . 26 . 27 and 28 , in which when using the film 23 In a disposable bioreactor sensors can be used. The horizontal displacement of the sensors is in this way by the size of the recesses 24 ... 28 limited. Preferably for use in combination with the film 23 provided sensors with respect to their floating body diameter to the diameter of the recesses 24 ... 28 adjusted so that they can barely change position by horizontal displacements.

An ihrem Rand ist die Folie 23 mit zwei Laschen 29 und 30 versehen, welche mit ihren Außenkanten 31 bzw. 32 an der Innenwand eines Behälters durch Kleben oder Schweißen befestigt werden konnen. Die Laschen 29 und 30 dienen zur Sicherung der Folie 23 gegen Verdrehen und erlauben aufgrund ihrer vertikalen Biegsamkeit einen Höhenausgleich bei veränderlichem Pegel eines Mediums in einem Behälter.At the edge is the foil 23 with two tabs 29 and 30 provided with their outer edges 31 respectively. 32 be attached to the inner wall of a container by gluing or welding. The tabs 29 and 30 serve to secure the film 23 against twisting and allow due to their vertical flexibility a height compensation with variable level of a medium in a container.

Alternativ zum beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel kann die Folie 23 als ein an der Oberfläche eines Mediums schwimmendes Gitter oder Netz ausgeführt werden, dessen Schwimmfähigkeit durch angeschweißte Luftringe erreicht wird, welche jeweils die für Sensoren vorgesehene Ausnehmungen sowie das gesamte Gitternetz stabilisierend umfassen.As an alternative to the described exemplary embodiment, the film 23 be carried out as a floating on the surface of a medium grid or network, the buoyancy is achieved by welded air rings, which each include the sensors provided for recesses and the entire grid network stabilizing.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung konnen die Ausnehmungen 24 ... 28 als Taschen ausgefuhrt sein, in denen eingesetzte Sensoren sowohl gegen horizontale Verschiebungen als auch gegen ein Eintauchen in ein Medium gesichert sind. In diesem Fall können Sensoren, da sie bereits durch die Folie 23 an der Oberflache des Mediums gehalten werden, ohne eigenen Schwimmkorper auskommen.In a further alternative embodiment, the recesses 24 ... 28 be designed as pockets in which used sensors are secured against both horizontal displacements as well as against immersion in a medium. In this case, sensors can, as they are already through the film 23 be kept on the surface of the medium, do without their own Schwimmkorper.

Claims

Disposable bioreactor with a sensor system with a large number of sensors ( 3 . 4 . 5 ), which by a on the surface of a medium ( 6 ) floating, structured material ( 7 . 23 ) with the help of grid-like in the material ( 7 . 23 ) arranged receiving elements ( 24 ... 28 ) at predetermined positions on the surface of the medium ( 6 ) are held.

Disposable bioreactor according to claim 1, characterized in that the material ( 7 . 23 ) over the entire inner cross section of a container ( 2 ) of the disposable bioreactor.

Disposable bioreactor according to claim 1 or 2, characterized in that the structured material ( 7 . 23 ) a net or a foil ( 23 ) is with recesses ( 24 ... 28 ) or openings as receiving elements for the sensors.

Disposable bioreactor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor ( 3 . 5 ) a float ( 21 . 22 ) and / or a holder ( 15 . 16 ) for a sensor element ( 17 . 18 ) such that the sensor element ( 17 . 18 ) in a predetermined immersion depth in the medium ( 6 ) is held.

Disposable bioreactor according to one of the preceding claims, characterized in that sensors ( 3 . 5 ) with different length holders ( 15 . 16 ) for sensor elements ( 17 . 18 ) are available for recording measured values in different immersion depths.