Einrichtung und Verfahren zur druckgesteuerten und druckgeregelten, elektroporativen Behandlung biologisch pflanzlichem Prozessguts

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur druckgesteuerten und druckgeregelten, elektroporativen Behandlung biologisch pflanzlichem Prozessguts und ein damit durchführbares Verfahren.

Auf einem Seminar am 2.10.07 des Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik, DIL, in Quakenbrück wurde ein Zellaufschlussreaktor zur Behandlung von Abwässern vorgestellt. Dieser Reaktor besitzt platten- förmig angeordnete rechteckförmige Elektroden mit einem Radienprofil am Ein- und Auslass. Seitlich sind die Elektroden zwischen Behandlungsraum und isolierender Seitenwand rechtwinklig abgeschnitten. Die Feldsteuerung erfolgt hierbei nur resistiv durch den Spannungsabfall längs der Flüssigkeit.

Ein Konzept der Firma Diversified Technologies (New Bedford, USA) sieht einen röhrenförmigen Zellaufschlussreaktor mit Ringelektroden vor. Im Innern dieses Reaktors stellt sich bei ausreichender Reaktorlänge in Längsrichtung ein Homogenfeld ein. Das Konzept wurde an der Ohio State University entwickelt.

Die in der Karlsruher Elektroporationsanlage für Wein, KEA-WEIN, eingesetzten Reaktoren weisen eine inhomogene Feldverteilung auf. Bisher wurde der Behandlungsüberdruck bei der Anlage KEA-WEIN durch eine ausgangsseitige Abdrosselung mittels Quetschventil erzielt.

Der Entwurf des oben erwähnten Zeilaufschlussreaktors zur Behandlung von Abwässern weist aufgrund der rein resistiven Feldsteuerung im Wandbereich in Elektrodennähe eine gegenüber dem Homogenfeld erhöhte Feldstärke auf. Beispielsweise Traubenkerne am exponierten Elektrodenrand verstärken aufgrund der durch sie hervorgerufenen lokalen Dielektrikums- und Leitfähigkeitssprünge diesen Effekt weiter.

Der röhrenförmige Zeilaufschlussreaktor ist vorteilhaft, wenn er aus einer unipolaren Spannungsquelle betrieben wird. In der mobilen Anlage KEA-WEIN kommt aus Platzgründen zur Reduktion des Isolationsab-

Stands ein erdsymmetrisch bipolar betriebener Marxgenerator zum Einsatz. Hierfür ist das Parallelplattenkonzept geeignet, da sich in der Reaktormitte aufgrund der resistiven Spannungsteilung Massepotential einstellt. Dies verhindert eine Potentialverschleppung in Förderrichtung. Bei einer Abdrosselung des Maischestroms mittels eines Quetschventils kommt es insbesondere bei Wein-Maische zu einer Entmischung und nachfolgender Verstopfung des Förderwegs.

Allgemein wird zur Elektroporation von biologisch pflanzlichem Prozessgut ein Zeilaufschlussreaktor benötigt, mit dem ein homogenes e- lektrisches Feld appliziert werden kann. Insbesondere beim Anlegen höherer elektrischer Felder oberhalb von etwa 20 kV/cm ist es vorteilhaft, das Prozesssgut unter Druck zu setzen. Darüber hinaus darf sich die Maische beim Transport/Strömen durch die Anlage keines Falls entmischen. Verstopfungen müssen auf jeden Fall vermieden werden. Damit ist die Aufgabe vorgestellt, die der Erfindung zugrunde liegt. Im Unterschied zu den bisherigen ZellaufSchlussreaktoren mit einer inhomogenen Feldverteilung ermöglicht das Homogenfeld eine Nachvollziehbarkeit der Versuche und gleichmäßige Behandlung des Prozessguts. Jedes durch den Zeilaufschlussreaktor geförderte Volumenelement wird mit nahezu der gleichen Feldstärke behandelt.

Nach Anspruch 1 ist der Z _^ ellaufschluss_reaktor, ZAR, Bestandteil eines Strömungskanals für das biologisch pflanzliche Prozessgut. Der ZellaufSchlussreaktor besteht aus einem dielektrischen Teil, in dem ein spaltbildendes und den darin geradlinigen Strömungskanal mitbildendes Elektrodenpaar form- und kraftschlüssig sitzt. Die Elektrodenachse schneidet die dortige Kanalachse des Strömungskanals, und beide E- lektroden stehen sich stirnseitig spiegelbildlich zur Kanalachse gegenüber stehen. Damit stehen sich auch die beiden zentral freien, in den Strömungskanal exponierten Stirnteilbereiche spiegelbildlich gegenüber. Die beiden spaltbildenden Elektroden sind an einem elektrischen Energiespeicher angeschlossen, der sich impulsmäßig ab einer erreichten, vorgegebenen Ladespannung selbst durchbrechend oder ge- triggert in den Elektrodenspalt des Zeilaufschlussreaktors entlädt.

Beispielsweise kann ein solcher impulsmäßig entladbarer Energiespeicher ein Marx-Generator sein.

Der Krümmungsradius der Elektrodenstirnfläche verringert sich von einem zentralen Gebiet der Stirnfläche zu ihrer Kontur hin von einem größten zu einem kleinsten hin bereichsweise oder kontinuierlich. Dieses zentrale Gebiet kann somit eben oder selbst gegenüber außen schwach gekrümmt sein.

Zum druckbeaufschlagbaren Strömen des Prozessguts durch den Zellauf- schlussreaktor sitzen eine erste Prozessgutpumpe vor dem Strömungskanaleingang und eine zweite Prozessgutpumpe nach dem Strömungskanalausgang des Zeilaufschlussreaktors. Damit wäre das Prozessgut sowohl unterdruckbehaftet als auch überdruckbehaftet durch den Zellauf- schlussreaktor strömbar.

Nach Anspruch 10 besteht das mit diesem ZellaufSchlussreaktor, ZAR, durchführbare Verfahren aus den folgenden Schritten:

An das sich stirnseitig und spaltbildend spiegelbildlich gegenübersitzende Elektrodenpaar wird eine pulsförmigen Spannung, eine Hochspannung, an das Elektrodenpaar angelegt und dadurch für den Elektro- porationsprozess zumindest im zentralen Bereich des Elektrodenspalts während der Pulsdauer ein elektrisches Feld bis zu 100 kV/cm erzeugt. über die beiden hinsichtlich der Strömung des Prozessguts zueinander in Reihe liegenden Prozessgutpumpen wird der Durchfluss durch den dazwischen liegenden Zellaufschlussreaktor gesteuert und wird der Druck auf das durch den Zeilaufschlussreaktor strömende Prozessgut auf einstellbare Konstanz bis zu 10 bar, also überdruck gesteuert oder über eine Proportionalregelung der Drehzahldifferenz geregelt.

In den von Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen spezifiziert, die den Verfahrensablauf begünstigen.

Nach Anspruch 2 ist der lichte Querschnitt des Strömungskanals im

Zellaufschlussreaktor außerhalb des Elektrodenbereichs einfach rund oder einfach polygonal. Das betrifft genau nur den dielektrischen Teil des Zeilaufschlussreaktors. Mit rund ist ein ovaler, elliptischer Querschnitt angesprochen. Vorzugsweise ist der lichte Querschnitt kreisrund, weil das fertigungstechnisch am einfachsten durch spanabhebende Bearbeitung erreichbar ist. Mit polygonal ist mindestens ein viereckiger lichter Querschnitt gemeint, vorzugsweise quadratisch. Dann nämlich bildet das Verhältnis aus lichtem Querschnitt zum Umfang desselben das kleinste Verhältnis, das strömungstechnisch am vorteilhaftesten ist. Für polygonale lichte Querschnitte höherer Ordnung, größer 4-eckig und vorzugsweise geradzahlig, gilt dasselbe. Ob der dielektrische Teil des Zeilaufschlussreaktors aus dem Vollen gefertigt wird oder aus Platten geeigneter Stärke zusammen gebaut ist, ist unter normalen fertigungstechnischen und wirtschaftlichen Aspekten festzulegen. Um die dauernde und pulsförmige Druckbeaufschlagung im Zeilaufschlussreaktor zu beherrschen, ist seine Wandstärke ausreichend zu dimensionieren. Im Fall eines unerwünschten Durchschlags muss der Zellaufschlussreaktor zusätzlich noch den dadurch verursachten Druckpuls auffangen. Die beiden metallischen E- lektroden leiten solche Pulsbelastungen weiter oder reflektieren sie. Deshalb muss das dielektrische Material des Zeilaufschlussreaktors elastisch sein. Als geschlossenes, umfassendes Teil muss es Druckstöße aus dem Reaktorinnern auffangen. Als Werkstoff für den dielektrischen Teil des Zeilaufschlussreaktor eignet sich beispielsweise Polypropylen, PP, oder Polyethylen, PE.

Die zentral freie, in den Strömungskanal exponierte Stirnteilfläche der jeweiligen Elektrode kann längs zur Kanalachse eine größere Ausdehnung als senkrecht dazu haben (Anspruch 3) . Das ist bei rundem, insbesondere kreisrund lichtem Querschnitt des im dielektrischen Teil eingebrachten Strömungskanals erfüllt, stärker ausgeprägt, je größer der Durchmesser der Elektrodenstirn ist. Bei polygonal lichtem Querschnitt muss der Durchmesser der Elektrodenstirn dazu auf jeden Fall größer sein als das ebene Mantelwandteilstück, im Fall des rechtecki-

gen lichten Querschnitts sogar größer als die Rechteckfläche, in der die Elektrode sitzt.

Strömungstechnisch günstig und prozesstechnisch am günstigsten ist nach Anspruch 4 die Situation, wenn der lichte Querschnitt im zentralen Stirnbereich der beiden spaltbildenden Elektroden gleich dem lichten Querschnitt am Strömungskanalein- und -ausgang des Zellauf- schlussreaktors ist. Strömungstechnisch wird dadurch vermieden, dass das Prozessgut im Elektrodenspalt nicht schneller strömt als im übrigen Strömungskanal. Prozesstechnisch, weil die Verweildauer des Prozessguts im Spalt nicht verkürzt wird. Konstruktiv lässt sich einstellen, dass der lichte Querschnitt im zentralen Spaltbereich die obige Gleichheitsforderung erfüllt. Außerhalb davon wird der lichte Querschnitt im Spaltgebiet nur noch nahezu gleich einzustellen sein, sei es größer oder kleiner, insbesondere auch, wenn der dielektrische Teil in Elektrodennähe senkrecht auf die Elektrodenstirn stößt und damit sich dort an den elektrischen Feldlinien anschmiegt.

Zur einfachen Steuerung oder Regelung (P-Regelung) ist nach Anspruch 5 (siehe auch den abhängigen Verfahrensanspruch 12) an den Strömungskanal zwischen der ersten Prozessgutpumpe und dem Zellaufschlussreak- tor und/oder zwischen dem Zeilaufschlussreaktor und der zweiten Prozessgutpumpe ein Pufferspeicher (z. B. Windkessel, Membranspeicher) angeschlossen, der Druckstöße auffängt und neutralisiert. Die einfachste Lösung hierfür ist, wenn der Strömungskanal mindestens teilweise dehnbar ausgestaltet ist.

Zur Applikation eines Homogenfelds dient üblicherweise eine Platten- elektrodenanordnung. Bekanntlich treten an den Plattenrändern Feldüberhöhungen auf, wenn nicht eine Abrundung am Rand der Platten angebracht ist. übliche Randprofile sind das Rogowski-Profil oder das Borda-Profil. Beide Profile sind für die Anwendung in einem unbeein- flussten Feldraum (im Vakuum oder Gas) konzipiert. Wird der Feldraum jedoch von einer Materialgrenzfläche zwischen Materialien unterschiedlicher elektrischer Eigenschaften durchzogen, muss das Randpro-

fil der Elektroden an den Verlauf dieser Grenzfläche angepasst werden. Dies geschieht durch eine numerische Feldberechnung, bei der das Randprofil iterativ so variiert wird, bis keine Feldüberhöhung mehr im Elektrodenrandbereich auftritt. Fertigungstechnisch günstig ist es, das Randprofil aus Radien zusammenzusetzen.

Nach Anspruch 6 bildet die örtliche Normale der exponierte Oberfläche des dielektrischen Teils entlang eines von der Berührlinie mit dem exponierten Stirnteilbereich der Elektrodenstirn begrenzten Streifens mit der dortigen Normalen der exponierten Stirnteilfläche einen Winkel aus dem Bereich 0 < α <= 90°. Herstellungstechnisch am einfachsten ist, wenn der nur durch das Dielektrikum begrenzte, geradlinige Strömungskanal mit seiner Innenwand geradlinig parallel zur Strö- mungs-/Kanalachse verläuft. Das ist, je nach dem wie die Elektrode die Wand durchdringt elektrisch mehr oder weniger nachteilig, weil es dann die Grenzflächensituation aus exponierter dielektrischer Innenwand, exponierter Elektrodenstirnteilflache als Strömungskanalwand gibt, eine so genannte Tripelflache. Im Bereich dieses Grenzflächenzusammenstoßes bilden sich nachteilige elektrische Situationen bei der elektrischen Felderzeugung aus, und zwar um so nachteiliger, je spitzer die exponierte dielektrische Oberfläche auf die exponierte Elektrodenstirnteilfläche stößt, da dann dort die von der Elektrodenstirnfläche senkrecht austretenden elektrischen Feldlinien durch die dortige dünne spitze dielektrische Schneide in den Strömungskanal durchtreten, wodurch sich lokal über die Feldlinienlänge im Dielektrikum eine isolationstechnisch problematische überspannung ausbilden kann, die zu lokalen elektrischen Durchschlägen führt. Es ist deshalb elektrisch vorteilhaft und betriebstechnisch zuverlässiger, herstellungstechnisch jedoch aufwendiger, wenn die exponierte dielektrische Oberfläche über eine isolationstechnisch sichere Länge senkrecht auf die Elektrodenstirn stößt, bzw. sich dort idealerweise an den Verlauf des elektrischen Felds anschmiegt.

Ein Betrieb mit Spannungspulsen bewirkt an ungeschirmten Leitungsbereichen eine Aussendung elektromagnetischer Wellen, die für die drahtlose Nachrichtenübermittlung zumindest störend sein können. Das

wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 7 in einem breiten Frequenzband unterdrückt. Der Zeilaufschlussreaktor ist hierzu vollständig innerhalb eines elektrischen Abschirmvolumens aufgestellt, das durch eine geschlossene Blechwand gefasst ist. Hochfrequenzstrahlung störender Stärke muss hinreichend abgeschirmt werden, d. h. nicht aus dem Abschirmvolumen austreten. Dazu orientiert sich die Wandstärke der Abschirmung an der beim Prozess auftretenden Hochfrequenz größter Wellenlänge/niedrigster Frequenz. Ist diese elektrische Abschirmung auf Erdpotential gelegt, bedeutet sie gleichzeitig einen Berührschutz.

Die beiden Durchdringungen des Strömungskanals durch die Abschirmungswand sind jeweils als elektrisch leitfähige Rohreinheit mit einer Länge von mindestens dem einfachen, vorzugsweise 3- bis 5-fachen Rohrdurchmesser ausgeführt. Die Förderstrecke durch jeweils ein isolierendes Rohr zwischen dem Zellaufschlussreaktor und der Durchdringung der Abschirmung entspricht zu- und abflussseitig mindestens dem 2-fachen Abstand des Elektrodenspalts.

Zur Vermeidung von eventuellen Gasblaseneinschlüssen ist nach Anspruch 8 der Zeilaufschlussreaktor innerhalb der Hochfrequenzabschirmung senkrecht aufgestellt. Beim Pumpen strömt das Prozessgut von unten nach oben, so dass Gasblasen nach oben getrieben, mitgerissen werden (siehe den abhängigen Verfahrensanspruch 13) . Aufgrund dieser Problematik ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn die Winkelhalbierende des Stoßes der exponierten Dielektrikumsfläche auf die exponierte Elektrodenstirnfläche senkrecht zur Strömungsachse steht, da dann strömungstechnisch im Spaltbereich eingangs- und ausgangsseitig gleichartige Verhältnisse bestehen.

Die Werkstoffe, aus denen der Zellaufschlussreaktor gebaut ist, müssen auf jeden Fall prozesstauglich sein, d. h. sie bzw. ihre exponierten Oberflächen müssen gegenüber dem durchströmenden Prozessmedium inert bleiben. Eventuell geringer, unvermeidlicher Abrieb darf bei Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung keine toxische Wirkung entfalten. Die im Zellaufschlussreaktor exponierten Werkstoffe müssen

daher lebensmittelverträglich sein; zumindest aber die exponierten

Oberflächen einen solchen überzug haben. Fertigungstechnisch liegt es nahe, Halbzeugwerkstoffe zu verwenden, die mechanisch gut bearbeitbar und unter Prozessbedingungen elastisch bleiben, also nicht spröde sind, da ja sowohl für den dielektrischen Teil des Zellaufschlussre- aktors als auch für die beiden spaltbildenden metallischen Elektroden beim Prozessieren, insbesondere in einem unerwünschten Durchschlagsfall eine pulsförmige Druckbelastung besteht. Darüber hinaus muss der dielektrische Werkstoff elektrisch isolierend und im Nennbetrieb hochspannungsfest bleiben. Die Wandstärke des dielektrischen Materials des Zellaufschlussreaktors muss an seiner schwächsten Stelle so stark sein, dass die mechanischen Stöße beim Prozessieren im Nennbe- triebsbereich sicher elastisch aufgefangen werden. Beim Herstellen aus dem Vollen ist ein Material mit hinreichendem Durchmesser zu wählen, beim Herstellen aus Platten eine hinreichende Wandstärke. Als Isoliermaterial vorteilhaft sind PP und PE, als Elektrodenmaterial Edelstahl (V2A, V4A) (Anspruch 9) .

Ohne Einschränkung kann ein und derselbe Zellaufschlussreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9 symmetrisch bipolar zu den spaltbildenden Elektroden oder unipolar bei einer der beiden Elektroden als Bezugselektrode betrieben werden. Zum Prozessieren des durch den Zellauf- schlussreaktor strömenden Prozessguts wird an das spaltbildende E- lektrodenpaar eine zu einem Bezugspotential, üblicherweise Erdpotential, symmetrische Spannung oder eine Spannung zwischen den beiden spaltbildenden Elektroden, die sich zu einer der beiden auf einem Bezugspotential liegenden Elektroden ausbildet, angelegt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung für einen Zellaufschlussreaktor, ZAR, zur Elektroporation von beispielsweise Frucht-Maischen weiter erläutert. Die Zeichnung besteht aus den Figuren 1 bis 7 und zeigt im Einzelnen:

Figur 1 den Zeilaufschlussreaktor im Schnitt;

Figur 2 den Stirnbereich der Elektrode;

Figur 3 das dielektrische Verschraubungsteil;

Figur 4 den Anschlussbolzen;

Figur 5 -den Querschnittsübergang;

Figur 6 die exponierte Elektrodenstirnteilflache;

Figur 7 äquipotentiallinienverlauf .

Auch zum Zweck der Maische-Elektroporation wird ein Zellaufschlussre- aktor eingesetzt, der zumindest im zentralen Spaltbereich ein gepulstes homogenes elektrisches Feld appliziert. Beim Anlegen höherer e- lektrischer Felder oberhalb von etwa 20 kV/cm ist es vorteilhaft, wie sich experimentell zeigte, die Maische unter Druck zu setzen. Mit dem erfindungsgemäßen Zellaufschlussreaktor entmischt sich die Maische beim Transport/Strömen durch die Anlage nicht. Auch treten aufgrund zumindest stetiger Kanalübergänge keine Verstopfungen auf.

Damit Fruchtmaische ohne Entmischung und Verstopfung durch die Anlage transportiert werden kann, ist es vorteilhaft, den Förderquerschnitt nicht zu verändern. Da die Applikation eines Homogenfeldes in einer Plattenanordnung einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt erfordert, ist ein querschnittsgleicher übergang von den runden Schläuchen und Rohrleitungen auf den Elektroporationskanal und umgekehrt erforderlich. Der übergang wird vorteilhafterweise konisch gestaltet. Ferner darf die Fördergeschwindigkeit nicht zu gering gewählt werden.

Zur Vermeidung von Teildurchschlägen innerhalb von Luftblasen, die mit der Maische mitgeführt werden, muss die Maische zur Applikation höherer Feldstärken bei erhöhtem Druck behandelt werden. Versuche zeigen, dass zur Behandlung von Wein-Maische mit E=40 kV/cm ein überdruck von etwa 3 bar erforderlich ist. Der nachfolgend beispielhaft beschriebene Zeilaufschlussreaktor wurde auf eine Behandlung mit bis zu E=60 kV/cm bei 7 bar überdruck ausgelegt. Der geringste gängige

Schlauchdurchmesser zur Förderung von Weinmaische beträgt ca. 40 mm

(DN40) . Diese entspricht einem Förderquerschnitt von 12,56 cm ² . Von den möglichen rechteckigen Querschnitten des Behandlungsbereichs weist ein quadratischer Querschnitt als Spezialfall des Rechtecks bei gegebenem Förderquerschnitt die geringste Wandfläche und damit den geringsten Strömungswiderstand auf. Daher wurde als Behandlungsquerschnitt ein Quadrat mit 3,5 cm Seitenlänge entsprechend 12,25 cm ² Querschnittsfläche gewählt.

Der Elektrodenabstand von 3,5 cm ist gleichzeitig für die elektrische Auslegung der Elektroporationsanlage passend. Der Zellaufschlussreak- tor ist für den Einbau in eine mobile Elektroporationsanlage konzipiert. Diese Anlage ist mit einem erdsymmetrisch bipolar betriebenen 6-stufigen Marxgenerator mit einer Stufenkapazität von 140 nF bei einer Stufenladespannung von bis zu 50 kV bestückt. Die Auslegungsfeldstärke von E=60 kV/cm ergibt sich bei 50 kV Stufenladespannung für einen Lastwiderstand von ca. 35 Ohm. Bei einer typischen Leitfähigkeit der Maische von ca. 3 mS/cm ist bei einem quadratischen Behandlungsquerschnitt von 3,5 x 3,5 cm ² unter Einbeziehung der Randfeldbereiche eine Elektrodenlänge von ca. 9 cm erforderlich. Bei einem ü- berdruck von 7 bar wirkt auf die Elektrode eine Kraft von 2205 N.

Ausgeführt wurde der Zellaufschlussreaktor als in einen aus einem zylindrischen Vollmaterial gefertigten Isolierkörper aus hier Polypropylen, PP, eingepasstes rotationssymmetrisches Elektrodensystem mit eingefrästem Förderkanal (Fig. 1) . Fig. 5 zeigt die Anschlussöffnung des Förderkanals mit dem übergang von rundem zu quadratischem Querschnitt. Die eingelegten Elektroden (Figuren 1 und 2) werden über dielektrische Einschraubteile (Fig. 3) flächig angepresst, so dass eine gute Kraftübernahme von den Elektroden bei Druckbeaufschlagung gewährleistet ist (Form- und Kraftschluss) . Der elektrische Anschluss erfolgt über jeweils eine Welle/einen Gewindebolzen (Fig. 4) . Der Ausgang des elektrischen Energiespeichers/Marx-Generators (dieser ist in der Zeichnung nirgends angedeutet) ist mit beiden Elektrodenanschlüssen elektrisch leitend verbunden. Fig. 1 zeigt die Zusammenstellung aus Isolierkörper in Schnittdarstellung und einliegenden E-

lektroden. Die rotationssymmetrische Form ermöglicht eine einfache

Fertigung der Einzelteile als Drehteile. Das elektrische Feld wird in der Umgebung des Strömungskanals kapazitiv gesteuert. Dies unterstützt die resistive Feldsteuerung im Kanalinnern durch den Spannungsabfall längs der Flüssigkeit. Insbesondere in Weinmaische sind Traubenkerne enthalten, die eine wesentlich geringere Leitfähigkeit als der Traubensaft besitzen. Sie verursachen daher in ihrer Umgebung in einem elektrischen Strömungsfeld eine Feldstärkeüberhöhung. Halten sich die Kerne in Wandnähe nahe einer Elektrode auf, wird auch das Feld im Isolierstoff der Wand erhöht. Die kapazitive Feldsteuerung in der Umgebung des Strömungskanals reduziert das Feld im Wandbereich im Vergleich zu einem Entwurf ohne zusätzliche kapazitive Feldsteuerung. Fig. 7 zeigt das näherungsweise Feldlinienbild einer rotationssymmetrischen Simulation. Die abgeknickte, exponierte dielektrische Fläche stößt senkrecht auf die Elektrodenstirnfläche. Beim Entwurf wurde eine geringfügige Randfeldüberhöhung am übergang vom flachen zum gebogenen Elektrodenteil zugelassen. Hierdurch vergrößert sich der nutzbare Elektroporationsbereich der als Bereich mit einer Feldstärkeabweichung von +/-5% definiert sei. Eine ausgeprägtere Homogenität ließe sich durch eine Verlängerung des Reaktors erzielen. Die in den Zeichnungen angegebenen Maße sind speziell auf die vorhandene Anlage zugeschnitten. Das Ausführungsbeispiel ist deshalb beispielhaft.

Durch Variation der Maße lässt sich das Bauprinzip auf andere Anwendungen übertragen. So kann auch bei länglichen, nicht rotationssymmetrischen Zeilaufschlussreaktoren das Randfeld beidseitig des Kanals durch über den Kanal überstehende Elektroden gesteuert werden. Dazu sind diese Elektroden in die isolierenden Kanalwände eingepasst. Figur 6 zeigt die Sicht auf den Strömungskanal des Zellaufschlussreak- tors durch einen Elektrodensitz hindurch und damit gleichzeitig den im Einbau exponierten Stirnteilbereich der beiden spaltbildenden E- lektroden.

Der überdruck im Zellaufschlussreaktor bei gleichzeitiger Förderung wird durch die Serienschaltung der ersten und zweiten geregelten Maischepumpe erzielt. Während eine Pumpe mit konstanter Drehzahl den

Durchfluss bestimmt, wird die Drehzahl der anderen Pumpe aufgrund einer Druckmessung unmittelbar vor dem Zellaufschlussreaktor so geregelt, dass der gewünschte Druck im Zeilaufschlussreaktor konstant bleibt. Dies geschieht über einen P-Regler, der die Drehzahldifferenz zwischen beiden Pumpen beeinflusst. Ein Windkessel beispielsweise puffert die Maische bei kurzzeitigen Förderungleichheiten beider Pumpen und verlangsamt so die Antwort der Regelstrecke.