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DE102006009156A1 - Procedure for disintegration of dried, biological material e.g. plant parts, includes introducing penetration medium into material, distributing the material in carrier medium, and electroporation of mixture of carrier medium and material - Google Patents

Procedure for disintegration of dried, biological material e.g. plant parts, includes introducing penetration medium into material, distributing the material in carrier medium, and electroporation of mixture of carrier medium and material Download PDF

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DE102006009156A1
DE102006009156A1 DE200610009156 DE102006009156A DE102006009156A1 DE 102006009156 A1 DE102006009156 A1 DE 102006009156A1 DE 200610009156 DE200610009156 DE 200610009156 DE 102006009156 A DE102006009156 A DE 102006009156A DE 102006009156 A1 DE102006009156 A1 DE 102006009156A1
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Germany
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biological material
electroporation
medium
penetration
treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200610009156
Other languages
German (de)
Inventor
Daniela Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/02Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion

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Abstract

The procedure for the disintegration of dried, biological material e.g. plant parts, comprises introducing a penetration medium into the material, distributing the material in a carrier medium, and treating mixture of the carrier medium and the biological material by electroporation. The penetration medium sets an electrical conductivity in the biological material. The nature of the carrier medium and the relationship between the carrier medium and the biological material are selected in such a manner that the received mixture has a weak electrical conductivity. The procedure for the disintegration of dried, biological material e.g. plant parts, comprises introducing a penetration medium into the material, distributing the material in a carrier medium, and treating mixture of the carrier medium and the biological material by electroporation. The penetration medium sets an electrical conductivity in the biological material. The nature of the carrier medium and the relationship between the carrier medium and the biological material are selected in such a manner that the received mixture has a weak electrical conductivity. The biological material is supplied to a given volume of the penetration medium and left for a predetermined period of time. The penetration medium, if it is a liquid, is adjusted to a temperature of 20[deg] C, and if it is a gas or vapor, is adjusted to a temperature of 130-150[deg] C. The mixture of biological material and penetration medium is agitated during the time period. The penetration medium is a liquid, and the mixture of the penetration liquid and the biological material is deaerated. The components that are condensed from the gas withdrawn from the mixture of the penetration liquid and the biological material, are isolated. A part of the introduction of penetration medium into the biological material takes place using saturated water vapor having 50-70[deg] C. At temperatures below 100[deg] C, the pressure in the treatment reactor is set in such a manner that the boiling point lies above 100[deg] C. The introduction of the penetration medium takes place by means of treatment in the liquid vapor and through contact with penetration liquid under application of pressure of 2-7 bars. The biological material is mechanically crushed and/or etched in a pre-treatment step and/or exposed to light or ionizing radiation before the introduction of the penetration medium. The material is subjected to a electroporation treatment and fed to an intermediate treatment. The intermediate treatment comprises mechanical crushing, storing, mixing with a caustic etching solution, temperature treatment, pressure treatment, and exposure to light or ionizing radiation. After electroporation, a portion of the biological material is mechanically crushed, treated with the penetration medium and treated by electroporation. A component is extracted from the biological material after the electroporation treatment. A residual portion of the electroporated biological material is again subjected to a pre-crushing treatment and/or a treatment with the penetration medium and another electroporation treatment. The field strength of the electroporation is 3-15 KV/cm and is selected with respect to the size of the cells of the biological materials. The decrease of the voltage potential across a cell of the biological material is 2 V. The electrical conductivity of the electroporated mixture of the carrier medium and the biological material is 30 mS/cm. The duration of the field impulse that is used for electroporation is 100 ns to 50 mu s. The frequency of the field impulse that is used for electroporation is 0.5-40 Hz. During the electroporation, the biological material is exposed to a total number of field impulses of 1-20. The penetration medium distinguishes itself from the carrier medium in its electrical conductivity. The penetration medium is electrically weak conducting oil. The carrier medium is a gas or a vapor. A surfactant is added to the penetration medium. The active substance is extracted from the electroporated material by application of pressure and/or temperature and/or an aqueous or organic solvent, for obtaining an active ingredient from a dried biological material. An independent claim is included for a device for the disintegration of dried, biological material.

Description

Wirkstoffe, die als Heilmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Aromen, Duftstoffe, Farben usw. dienen, oder sonstige für die Lebenshaltung oder in der Industrie verwertbare Stoffe, die in der Natur vorkommen, finden sich oft in den Zellen biologischer Materialien. Diese biologischen Materialien sind aus Zellen aufgebaut, die jeweils eine Zellmembran umfassen, welche den Zellinhalt umschließt.drugs as a remedy, dietary supplement, Flavors, fragrances, colors, etc. are used, or otherwise for the lifestyle or industrially utilizable substances that occur in nature, are often found in the cells of biological materials. This biological Materials are composed of cells, each one cell membrane include, which encloses the cell contents.

Um an die verschiedenen Wirkstoffe, die im Zellinhalt, aber auch in der Zellembran selbst enthalten sind, heranzukommen, muß die Zellmembran geöffnet werden. Hierfür finden insbesondere mechanische Verfahren zum Zerstören der Zellmembran Verwendung. Auch physikalische Verfahren (z.B. Kochen), chemische Verfahren und biologische Verfahren (Fermentierung u. ä.) sind zum Freisetzen von Wirkstoffen bekannt.Around to the different active ingredients in the cell contents, but also in the cell membrane itself are contained, must come to the cell membrane open become. Therefor find particular mechanical methods for destroying the Cell membrane use. Also physical methods (e.g., cooking), chemical processes and biological processes (fermentation and the like) known for releasing drugs.

Unter Wirkstoff soll hier nicht nur ein Wirkstoff im engen pharmakologischen Sinne verstanden werden, sondern auch jeder (wegen Anwesenheit oder Abwesenheit) wirtschaftlich interessante Stoff.Under Active ingredient is not just an active ingredient in close pharmacological Meaning, but also everyone (because of presence or Absence) economically interesting substance.

In jüngerer Zeit verwendet man auch die Elektroporation zum Öffnen von Zellmembranen. Die Elektroporation ist jedoch auf solche biologische Materialien beschränkt, die wasser- und/oder ölhaltige Zellen umfassen.In younger Time is also used to electroporation to open cell membranes. The electroporation however, is limited to those biological materials that water and / or oily cells include.

Manche biologische Materialien, die Wirkstoffe enthal ten, enthalten aber in ihren Zellen kaum Wasser oder kein Wasser mehr. Es sind dies z.B. getrocknete Pflanzenteile oder Pflanzenteile, die von Hause aus nur geringen Wassergehalt haben, z.B. Rinden, bestimmte Pflanzenwurzeln oder Nadeln von Tannen, Latschen etc..Some however, biological materials containing active ingredients are included hardly any water or water in their cells. They are e.g. dried parts of plants or parts of plants by home of only low water content, e.g. Barks, certain plant roots or needles of firs, pines etc ..

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren geschaffen werden, welches auch bei derartigen biologischen Materialien, die keine oder nur wenig Flüssigkeit enthalten, einen effektiven und schonenden Aufschluß ermöglicht.By the present invention is intended to provide a method which also in such biological materials that no or only a little liquid contain, allows an effective and gentle digestion.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a method with the specified in claim 1 Characteristics solved.

Durch die vorliegende Erfindung wird es erstmals möglich, auch für diese Materialien ein schonendes und sehr effektives Aufschließen der Zellen zu erhalten.By the present invention becomes possible for the first time, even for these Materials a gentle and very effective unlocking the To get cells.

Dies gelingt bei (verglichen mit thermischen Methoden) geringem Energieeinsatz und geringer Erwärmung des biologischen Materiales und damit schonend. Die Ausbeute beim Extrahieren von Wirkstoffen und Schadstoffen in einem sich an das Aufschließen anschließenden Extraktionsschritt ist verbessert. Die Behandlungszeit ist verkürzt. Auch erfolgt der Aufschluß im gesamten Volumen im wesentlichen synchron und damit homogen.This succeeds in (compared with thermal methods) low energy input and little warming of the biological material and thus gentle. The yield at Extracting active substances and pollutants in one to the catch up subsequent Extraction step is improved. The treatment time is shortened. Also the digestion takes place in total volume substantially synchronous and thus homogeneous.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu seiner Durchführung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments of the method and apparatus of the invention to its implementation are subject of dependent Claims.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf ein besonders schonendes Wiedereinbringen von Flüssigkeit in die Zellen des biologischen Materiales von Vorteil.The Development of the invention according to claim 2 is with regard to a particularly gentle reintroduction of liquid in the cells of the biological material of advantage.

Dabei zeichnet sich das Verfahren gemäß Anspruch 3 dadurch aus, daß das Wiedereinbringen von Flüssigkeit in die Zellen in kurzer Behandlungszeit erfolgt.there the method is characterized according to claim 3 characterized in that the Re-introducing liquid into the cells in a short treatment time.

Der Anspruch 4 gibt bevorzugte Beispiele für die Temperatur an, bei welcher das Wiedereinbringen von Flüssigkeit in die Zellen erfolgt.Of the Claim 4 gives preferred examples of the temperature at which the reintroduction of liquid into the cells.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 dient der Beschleunigung des Wiedereinbringens von Flüssigkeit in die Zellen.Also The development of the invention according to claim 5 is used for acceleration the re-introduction of liquid into the cells.

Während der Elektroporationsbehandlung ist die zu behandelnde Mischung aus biologischem Material und Penetrationsmedium einem starken elektrischen Feld ausgesetzt. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß diese Mischung von gasförmigen Komponenten befreit wird, die zu Durchschlägen durch die Mischung während der Elektroporationsbehandlung führen könnten.During the Electroporation treatment is the mixture of biological to be treated Material and penetration medium a strong electric field exposed. With the development of the invention according to claim 5 is achieved that this mixture of gaseous Components are released, resulting in breakdowns through the mixture during the Conduct electroporation treatment could.

Bei gasförmigen Bestandteilen, welche sich in der Mischung aus Penetrationsflüssigkeiten und biologischem Material befinden, kann es sich um kondensierbare Dämpfe handeln, z.B. niedersiedende ätherische Öle oder dergleichen.at gaseous Ingredients which are in the mixture of penetration liquids and biological material can be condensable fumes act, e.g. low-boiling essential oils or like.

Mit dem Verfahren gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß diese Bestandteile gesammelt und einer Wiederverwendung oder einer kontrollierten Entsorgung zugeführt werden können.With the method according to claim 7 is achieved that this Components collected and reused or controlled Disposal supplied can be.

Das im Anspruch 8 angegebene Verfahren zeichnet sich durch ein besonders schonendes Wiedereinbringen von Flüssigkeit in das biologische Material aus.The specified in claim 8 method is characterized by a particularly gentle reintroduction of liquid into the biological Material off.

Dabei sind die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 9 und 10 im Hinblick auf gute Effektivität und kurze Behandlungszeit von Vorteil.there are the developments of the invention according to claims 9 and 10 in terms of good effectiveness and short treatment time of advantage.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 dient einem intensiven und raschen Wiederzuführen von Flüssigkeit zum Inneren der Zellen des biologischen Materiales.The development of the invention according to claim 11 is an intensive and rapid Re-introducing liquid to the interior of the cells of the biological material.

Dabei ist die Verfahrensführung gemäß Anspruch 12 wiederum im Hinblick auf Verkürzung der Behandlungszeit von Vorteil.there is the procedure according to claim 12 again with a view to shortening the treatment time of advantage.

Beim Einbringen von Penetrationsmedium unter Druck haben sich die im Anspruch 13 angegebenen Drucke besonders bewährt. Diese Drucke lassen sich auch unter Verwendung von druckfesten Reaktoren verwenden, wie sie üblicherweise in chemischen Betrieben vorgehalten werden.At the Introducing penetration medium under pressure have the in the Claim 13 specified prints particularly proven. These prints can be also using pressure-resistant reactors, as they usually do be kept in chemical companies.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 dient einer Vergrößerung der Oberflächen und der Verbesserung des Zugangs zum Inneren des biologischen Materiales.The Development of the invention according to claim 14 serves to increase the Surfaces and improving access to the interior of the biological material.

Eine mechanische Zerkleinerung kann mit den herkömmlichen Zerkleinerungseinrichtungen, insbesondere Mühlen erfolgen. Als Beizen eignen sich insbesondere solche Chemikalien, die das Penetrationsmedium abweisende Oberflächenschichten des biologischen Materiales beschädigen oder entfernen. Auch durch Bestrahlung mit Licht oder ionisierenden Strahlen kann man die Oberflächen von biologischem Material so konditionieren, daß die Durchlässigkeit von Penetrationsmedium verbessert wird.A Mechanical comminution can be done with conventional comminution equipment, in particular mills respectively. As pickling in particular such chemicals, the penetration medium repellent surface layers of the biological Damage material or remove. Also by irradiation with light or ionizing You can blast the surfaces of biological material so that the permeability is improved by penetration medium.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 wird erreicht, daß die behandelten Oberflächen des biologischen Materiales beim Eindringen des Penetrationsmediums noch unverändert vorliegen. Auch wird durch das soforti ge Weiterverarbeiten des vorbehandelten Materiales gewährleistet, daß sich dort keine degenerativen Prozesse wie Oxidation oder dergleichen abspielen.With the development of the invention according to claim 15 is achieved that the treated surfaces of the biological material upon penetration of the penetration medium still available. Also is by the immedi ate further processing of pretreated Material ensures that there no degenerative processes such as oxidation or the like play.

Als den Zugang zum Zellinnern verbesserte Vorbehandlung kann auch ein erstes Elektroporationsverfahren verwendet werden, wie im Anspruch 16 angegeben. An diese schließt sich dann eine weitere Elektroporationsbehandlung an.When Improved pre-treatment can also provide access to the cell interior first electroporation method as claimed 16 indicated. Close to this then another electroporation treatment.

Gemäß Anspruch 17 kann man den Effekt der ersten Elektroporationsbehandlung noch dadurch verstärken, daß man den zurückgeführten Teil der ersten Elektroporationsbehandlung unterworfenen Materiales einer Zwischenbehandlung unterzieht.According to claim 17 one can still see the effect of the first electroporation treatment reinforce it, that he the returned part of the a material subjected to a first electroporation treatment Intermediate treatment.

Anspruch 18 gibt verschiedene Möglichkeiten für eine solche Zwischenbehandlung an. Es handelt sich hierbei im Prinzip um die gleichen Behandlungen, welche auch als Vorbehandlung in Frage kommen.claim 18 gives different possibilities for one such intermediate treatment. These are in principle to the same treatments, which are also suitable as pretreatment.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 19 erhält man eine besonders gute Penetration des Zellinnern mit Flüssigkeit, da bei dem zweiten Penetrationsschritt die bei der ersten Elektroporation geschaffenen Zellwanddefekte das Eindringen von Flüssigkeit in das Zellinnere unterstützen.at the method according to claim 19 receives a particularly good penetration of the cell interior with liquid, because at the second penetration step that at the first electroporation created cell wall defects the penetration of liquid into the cell interior.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 ist im Hinblick auf ein besonders effektives Einbringen von Flüssigkeit in das Innere der Zellen des biologischen Materiales von Vorteil.Also the development of the invention according to claim 20 is in view on a particularly effective introduction of liquid into the interior of the Cells of the biological material of advantage.

Das Verfahren gemäß Anspruch 21 gestattet es, aus dem elektroporierten Material eine als Wirksubstanz gewünschte oder als Schadstoff unerwünschte Komponente zu extrahieren.The Method according to claim 21 allows one from the electroporated material as an active substance desired or undesirable as pollutant Extract component.

Dabei ist die Weiterbildung nach Anspruch 22 im Hinblick auf eine hohe Ausbeute der Extraktion der genannten Komponenten von Vorteil.there is the development according to claim 22 in terms of a high Yield of extraction of said components of advantage.

Die im Anspruch 23 angegebenen Feldstärken haben sich besonders gut zur Elektroporation von biologischen Materialien bewährt.The in claim 23 specified field strengths are particularly good proven for the electroporation of biological materials.

Dabei gestattet es das Verfahren nach Anspruch 24, die Feldstärke unter Berücksichtigung der Größe der Zellen des biologischen Materiales optimal einzustellen.there allows the method of claim 24, the field strength under consideration the size of the cells to optimally adjust the biological material.

Beim Elektroporieren von Material werden an die Elektroden des Elektroporationsreaktors sehr kurze Hochspannungsimpulse angelegt, die bei ordnungsgemäßem Betrieb zu den Raum zwischen den Elektroden im wesentlichen gleichförmig ausfüllenden Stromimpulsen führen, welche durch die zu behandelnde Mischung fließen. Dabei erzeugt der Strom an den Zellen den im Anspruch 24 angesprochenen Potentialunterschied. Für die Effektivität der Elektroporationsbehandlung ist mit entscheidend, daß dort, wo Raum durch Zellen des biologischen Materiales erfüllt ist, der Strom überwiegend durch die Zellen hindurchgeht und nicht im Kurzschluß um die Zellen herumfließt. Andererseits muß überhaupt ein Strom fließen, damit man den gewünschten Spannungsabfall über die Zellen erhält. Führt man das Elektroporationsverfahren gemäß Anspruch 25, so ist die Leitfähigkeit der Mischung auf einen Wert eingestellt, der ein gutes Elektroporationsergebnis gewährleistet.At the Electroporating material is applied to the electrodes of the electroporation reactor very short high voltage pulses applied when operating properly to the space between the electrodes substantially uniform filling Carry current pulses, which flow through the mixture to be treated. The electricity is generated at the cells referred to in claim 24 potential difference. For the effectiveness the electroporation treatment is crucial that there, where space is filled by cells of biological material, the stream predominantly passes through the cells and not in the short circuit around the Cells flow around. On the other hand, there must be one Flow of electricity, so that the desired voltage drop across the Cells receives. Does that lead you Electroporation method according to claim 25, so is the conductivity the mixture is adjusted to a value that ensures a good Elektroporationsergebnis.

Anspruch 26 gibt bevorzugte Werte für die Länge der zur Elektroporation verwendeten Feldimpulse an.claim 26 gives preferred values for the length the field pulses used for electroporation.

Anspruch 27 nennt Frequenzen, mit denen die zur Elektro poration verwendeten Feldimpulse bevorzugt aufeinanderfolgen.claim 27 names frequencies with which those used for electroporation Field pulses preferably follow one another.

Anspruch 28 gibt die Gesamtanzahl von Feldimpulsen an, denen biologisches Material während der Behandlung im Elektroporationsreaktor unterworfen sein sollte.Claim 28 indicates the total number of field pulses, the biological material currency should be subjected to treatment in the electroporation reactor.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 29 ist im Hinblick darauf von Vorteil, die im Elektroporationsreaktor erzeugten Stromimpulse bevorzugt durch das Innere der Zellen des biologischen Materiales zu leiten.Also the development of the invention according to claim 29 is in terms this is advantageous, the current pulses generated in Elektroporationsreaktor preferably through the interior of the cells of the biological material to lead.

Das Verfahren gemäß Anspruch 30 ist für gängige getrocknete oder wenig Flüssigkeit enthaltende biologische Materialien bevorzugt. Auch im Hinblick auf lebensmittelrechtliche oder arzneimittelrechtliche Vorschriften ist Wasser oder eine wässrige Lösung ein bevorzugtes Penetrationsmedium und/oder Trägermedium.The Method according to claim 30 is dried for common or a little liquid containing biological materials preferred. Also in view on food law or pharmaceutical legislation is water or an aqueous solution preferred penetration medium and / or carrier medium.

Für das Trägermedium werden in der Regel größere Volumina benötigt als für das Penetrationsmedium. Das Trägermedium muß nach der Elektroporationsbehandlung in der Regel auch entsorgt werden. Insofern ist das Verfahren gemäß Anspruch 31 besonders vorteilhaft, da für die Aufbereitung von Wasser und dessen Entsorgung oder Wiederverwendung bewährte Verfahren bekannt sind.For the carrier medium are usually larger volumes needed as for the penetration medium. The carrier medium have to go to the electroporation treatment usually be disposed of. In this respect, the method according to claim 31 particularly advantageous because of the treatment of water and its disposal or reuse proven Methods are known.

Für manche biologische Materialien ist es vorteilhaft, ein gas- oder dampfförmiges Penetrationsmedium oder Trägermedium zu verwenden, wie im Anspruch 32 angegeben.For some biological materials, it is advantageous to use a gaseous or vaporous penetration medium or carrier medium to use, as indicated in claim 32.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 33 erfolgt das Hindurchbewegen des biologischen Materiales durch den Elektroporationsreaktor besonders schonend und unter geringer Reibung an den Wänden und unter geringer innerer Reibung der Mischung.at the method according to claim 33, the biological material is passed through the electroporation reactor particularly gentle and less Friction on the walls and with little internal friction of the mixture.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 34 ist im Hinblick auf eine gute Trennung von elektroporiertem Material und Trägermedium von Vorteil.The Development of the invention according to claim Figure 34 is for good separation of electroporated material and carrier medium advantageous.

Dabei ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 35 im Hinblick auf die Trennung des Trägermediums von dem behandelten biologischen Material dann von Vorteil, wenn das behandelte biologische Material ein wasserhaltiges Material ist.there is the development of the invention according to claim 35 in terms of the separation of the carrier medium of the treated biological material then advantageous if the treated biological material is a hydrous material is.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 36 ist im Hinblick auf ein effektives und rasches Wiedereinbringen von Flüssigkeit in das biologische Material von Vorteil.Also The development of the invention according to claim 36 is in view to an effective and rapid reintroduction of liquid in the biological material of advantage.

Das Verfahren gemäß Anspruch 37 dient zum effektiven Gewinnen eines Wirkstoffes aus dem biologischen Material.The Method according to claim 37 is used for effectively obtaining an active ingredient from the biological Material.

Mit dem Verfahren gemäß Anspruch 38 kann man Schadstoffe aus einem biologischen Material entfernen.With the method according to claim 38 you can remove pollutants from a biological material.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 40 erlaubt das Erzeugen von starken Hochspannungsimpulsen unter Verwendung einer nicht zu aufwendigen Ladeschaltung.The Development of the invention according to claim 40 allows the generation of strong high voltage pulses below Use of a not too expensive charging circuit.

Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 41 hat man eine laufende Information über den korrekten Ablauf der Elektroporationsbehandlung und kann Abweichungen vom Sollverlauf zum Kompensieren der Abweichung verwenden. Dies kann entweder über einen Arbeitsparameter des Vorbehandlungsreaktors, einen Arbeitsparameter des Elektroporationsreaktors oder einen Arbeitsparameter der Fördereinrichtung erfol gen, welche die Mischung durch den Elektroporationsreaktor bewegt, oder auch durch Kombinationen der vorgenannten Einflußmöglichkeiten.at the device according to claim 41 one has a current information about the correct course of the Electroporation treatment and may deviate from the desired course to compensate for the deviation. This can either be over one Working parameters of the pretreatment reactor, a working parameter the electroporation reactor or a working parameter of the conveyor Success conditions, which the mixture through the electroporation reactor moved, or by combinations of the aforementioned influence possibilities.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 42 ist im Hinblick auf das Kleinhalten von gas- und dampfförmigen Komponenten in der vorbehandelten Mischung von Vorteil und damit im Hinblick auf das Verhindern von Durchschlägen im Elektroporationsreaktor.The Development of the invention according to claim 42 is with regard to the keeping small of gaseous and vaporous components in the pretreated mixture of advantage and thus with regard to on preventing punches in the electroporation reactor.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 43 ist wieder im Hinblick auf kurze Behandlungszeit im Vorbehandlungsreaktor von Vorteil.The Development of the invention according to claim 43 is again in view of short treatment time in the pretreatment reactor advantageous.

Eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 44 angegeben ist, erlaubt ein weitgehend automatisiertes Abwickeln von Vorbehandlung und Elektroporationsbehandlung.A Device as stated in claim 44 allows a largely Automated handling of pretreatment and electroporation treatment.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 45 kann man die Schneckenpumpe dazu verwenden, Druckunterschiede zwischen dem Vorbehandlungsreaktor und dem Elektroporationsreaktor einzustellen. So kann man insbesondere im Vorbehandlungsreaktor einen Unterdruck zu Entgasungszwecken aufrechterhalten, während man im Elektroporationsreaktor einen Überdruck einstellt, der im Hinblick auf die Vermeidung von elektrischen Durchschlägen von Vorteil ist.at a device according to claim 45 you can use the screw pump to pressure differences between the pre-treatment reactor and the electroporation reactor adjust. So you can in particular in the pretreatment reactor maintaining a vacuum for Entgasungszwecken while you in the electroporation reactor adjusts an overpressure, which in With regard to the prevention of electrical breakdowns of advantage is.

Hierzu kann man am Ausgang des Elektroporationsreaktors eine Zellenradschleuse, eine Drossel, ein Ventil, insbesondere ein Quetschventil oder eine andere einen Druckunterschied aufnehmende Komponente, z.B. eine Pumpe vorsehen.For this can you at the output of the electroporation reactor a rotary valve, a throttle, a valve, in particular a pinch valve or a other pressure differential absorbing component, e.g. a Provide pump.

Ist die Schneckenpumpe ebenfalls gemäß Anspruch 45 in ihrer Drehzahl steuerbar, so kann man über den Durchsatz von Mischung durch den Elektroporationsreaktor rasch Einfluß auf die Elektroporationsbehandlung nehmen.is the screw pump also according to claim 45 controllable in their speed, so you can about the throughput of mixture rapidly influence the electroporation treatment by the electroporation reactor to take.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 46 ist im Hinblick auf eine flexible, rasche und sichere Anpassung der Arbeitsparameter der Vorrichtung an verschiedene zu behandelnde biologische Materialien von Vorteil.The development of the invention according to An Claim 46 is advantageous with regard to a flexible, rapid and secure adaptation of the working parameters of the device to various biological materials to be treated.

Bevor Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben werden, sollen zunächst allgemeine Gesichtspunkte bei der Realisierung der Erfindung behandelt werden, wobei auf den komplexeren Fall des Aufschlusses von flüssigkeitsarmem biologischem Material Bezug genommen wird. Der einfachere Fall des Aufschlusses von biologischem Material, dessen Zellen schon ausreichend Flüssigkeit erhalten, erfolgt sinngemäß, indem man den Schritt der Flüssigkeitsanreicherung weglässt.Before embodiments the invention are described in detail, should first general Aspects treated in the realization of the invention being on the more complex case of the digestion of low-liquid biological material. The simpler case of Digestion of biological material whose cells are already sufficient liquid obtained by analogy one the step of the liquid enrichment omits.

Manche biologische Materialien, die Wirkstoffe enthalten, enthalten in ihren Zellen kaum Wasser oder kein Wasser mehr. Es sind dies z.B. getrocknete Pflanzenteile oder Pflanzenteile, die von Hause aus nur geringen Wassergehalt haben, z.B. Rinden, bestimmte Pflanzenwurzeln oder Nadeln von Tannen, Latschen etc..Some biological materials containing active ingredients are included in little water or water for their cells. These are e.g. dried plant parts or parts of plants that are from home have only low water content, e.g. Barks, certain plant roots or needles of firs, pines etc ..

Erfindungsgemäß wird dem flüssigkeitsarmen biologischen Material zunächst in einem ersten Verfahrensschritt ein Penetrationsmedium zugeführt, das sich in die Zellen einbaut, und in einem zweiten Verfahrensschritt werden die Zellwände des mit Penetrationsmedium angereicherten biologischen Materiales in einem Trägermedium verteilt und durch Elektroporation zerstört.According to the invention is the liquid-poor biological material first fed in a first step, a penetration medium, the builds into the cells, and in a second process step become the cell walls the enriched with penetration medium biological material in a carrier medium distributed and destroyed by electroporation.

Es kommen insbesondere flüssige und gasförmige Penetrationsmedien in Betracht. Sie haben generell die Aufgabe die elektrische Leitfähigkeit der Zellen auf einen Wert einzustellen, der im Leitfähigkeitsspektrum flüssigkeitsreicher lebender Zellen liegt, z.B. dem der Blätter von Laubbäumen, Salaten und Früchten. In der Praxis bedeutet dies eine Leitfähigkeit einer aus den letzgenannten Materialien hergestellten Maische von etwa 0,1 mS/cm bis etwa 100 mS/cm, meistens zwischen etwa 0,5 mS/cm und 30 mS/cm.It come in particular liquid and gaseous Penetration media into consideration. They generally have the task of electric conductivity to set the cells to a value that is in the conductivity spectrum liquid-rich of living cells, e.g. the leaves of deciduous trees, salads and Fruits. In practice, this means a conductivity one of the latter Mash produced from materials of about 0.1 mS / cm to about 100 mS / cm, usually between about 0.5 mS / cm and 30 mS / cm.

Unter biologischem Material soll in den Ansprüchen und in der vorliegenden Beschreibung jegliches Material verstanden werden, bei welchem ein Zellinhalt von einer Zellwand umschlossen ist. Es kann sich hierbei sowohl um eukaryotische Materialien (wie pflanzliche Materialien) als auch um prokaryotische Zellen handeln.Under Biological material is intended in the claims and in the present Description of any material understood in which a cell content is enclosed by a cell wall. It can be both here to eukaryotic materials (such as herbal materials) as well to act prokaryotic cells.

Diese Materialien unterscheiden sich nicht unerheblich in der Größe ihrer Zellen. Bei kleinerem Zelldurchmesser wird eine ensprechend höhere elektrische Feldstärke bei der Elektroporation verwendet, um einen Spannungsabfall über den einzelnen Zellen im Bereich von etwa 0,5 V bis etwa 2 V zu erzielen.These Materials are not insignificant in the size of their Cells. With smaller cell diameter is a correspondingly higher electrical field strength used in electroporation to cause a voltage drop across the individual cells in the range of about 0.5 V to about 2 V to achieve.

Zum Herstellen bzw. Wiederherstellen einer Leitfähigkeit in biologischen Zellen verwendbare Medien werden in den Ansprüchen und in der Beschreibung als Penetrationsmedien bezeichnet, da sie durch die Zellwände oder fehlerhafte Stellen derselben ins Zellinnere eindringen.To the Establishing or restoring conductivity in biological cells usable media are defined in the claims and in the description referred to as penetration media, as they pass through the cell walls or faulty parts of the same penetrate into the cell interior.

Es handelt sich hierbei in erster Linie um Flüssigkeiten und Gase (insbesondere Dämpfe) mit entsprechenden elektrischen Eigenschaften.It These are primarily liquids and gases (in particular Fumes) with corresponding electrical properties.

Da viele wenig oder kein Wasser enthaltende Zellen Salze enthalten, reicht es oft aus, normales Wasser oder Wasserdampf in die Zellen einzubringen, um dort eine elektrische Leitfähigkeit herbeizuführen.There many cells containing little or no water contain salts, Often enough, normal water or water vapor in the cells to bring in there electrical conductivity.

Unter den geeigneten Penetrationsflüssigkeiten befindet sich nicht nur Wasser, sondern auch wässrige Lösungen, z.B. isotonische Salzlösungen oder vergleichbare biologisch aktive Lösungen. Es können aber auch andere, nicht normalerweise in Zellen angefundene Flüssigkeiten und Gase verwendet werden, die ähnliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wenn sie nur in einem Flüssigkeits-Vorbehandlungschritt in die Zellen des biologischen Materials aufgenommen werden.Under the appropriate penetration fluids not only is water, but also aqueous solutions, e.g. isotonic saline solutions or comparable biologically active solutions. But it can also other liquids not normally found in cells and gases are used which are similar electric conductivity if only in a liquid pre-treatment step be absorbed into the cells of the biological material.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die mit Penetrationsmedium angereicherten Zellen des biologischen Materiales in einem Trägermedium in ein elektrisches Wechselfeld gebracht, wie es typischerweise für die Elektroporation verwendet wird.at the method according to the invention are the enriched with penetration medium cells of the biological Materiales in a carrier medium brought into an alternating electric field, as is typical for the Electroporation is used.

Geeignete Trägermedien haben eine schwache elektrische Leitfähigkeit. Hierunter soll eine Leitfähigkeit verstanden werden, die nicht wesentlich besser, vorzugsweise schlechter ist als die Leitfähigkeit der Zellen, damit die beim Elektroporieren fließenden Stromimpulse nicht an den Zellen vorbeilaufen.suitable carrier media have a weak electrical conductivity. Below is a conductivity be understood, which is not much better, preferably worse is as the conductivity the cells, so that the current flowing during electroporating current pulses not pass the cells.

Typische Leitfähigkeitswerte für gute Trägermedien liegen daher im Bereich von wenigen mS/cm.typical conductivity values for good carrier media are therefore in the range of a few mS / cm.

Eine weitere Grundeigenschaft der Trägermedien ist ihre Durchschlagfestigkeit unter den zum Elektroporieren verwendeten elektrischen Feldern (typischerweise 1 kV/cm bis hin zu 100 kV/cm).A further basic property of the carrier media its dielectric strength is below that used for electroporating electric fields (typically 1 kV / cm up to 100 kV / cm).

Ein Elektroporationsfeld umfasst eine Vielzahl aufeinanderfolgender schmaler und hoher Feldimpulse, wobei die Feldstärke so hoch gewählt ist, daß schon existierende kleine Poren und/oder Ionenkanäle in den Zellwänden vergrößert werden oder neue Poren in den Zellwänden geschaffen werden.One Electroporation field includes a plurality of successive ones narrow and high field pulses, the field strength is chosen so high that already existing small pores and / or ion channels in the cell walls are increased or new pores in the cell walls be created.

Als Trägerflüssigkeit eignet sich insbesondere schwach leitendes Wasser. Unter schwach leitend soll in diesem Zusammenhang ein Wasser verstanden werden, welches typische Trinkwasserqualität oder gehobene Brauchwasserqualität aufweist, also ein Wasser mit einer Leitfähigkeit von 0,1 mS/cm bis etwa 10 mS/cm.As a carrier liquid is particularly suitable weakly conductive water. Under weakly conductive should be understood in this context, a water that has typical drinking water quality or elevated water quality, ie a water with a conductivity of 0.1 mS / cm to about 10 mS / cm.

Anstelle von Wasser können jedoch auch andere Flüssigkeiten verwendet werden, sofern sie die entsprechenden elektrischen Eigenschaften aufweisen, die sicherstellen, daß an den einzelnen Zellen des aufzuschließenden Materiales in gegenüberliegenden Randbereichen Potentialunterschiede von größenordnungsmäßig 0,5 V bis 2 V oder mehr erreicht werden.Instead of of water can but also other liquids used, provided they have the appropriate electrical properties ensure that at the individual cells of the aufzuschließenden Material in opposite Edge areas Potential differences of the order of 0.5 V to 2 V or more can be achieved.

Das Aufschließen von biologischem Material kann nicht nur mit der Zielsetzung erfolgen, anschließend an das Aufschließen einen nützlichen Wirkstoff zu extrahieren, sondern auch im Hinblick auf die Zielsetzung, aus dem aufgeschlossenen Material einen unerwünschten Schadstoff zu eliminieren, z.B. in einem Nahrungsmittel einen unerwünschten Bitterstoff oder dergleichen.The catch up of biological material can not only be done with the objective of subsequently at the unlocking a useful one To extract active substance but also in terms of objective, to eliminate unwanted pollutants from the digested material, e.g. in a food, an undesirable bitter substance or the like.

Die erfindungsgemäß verwendete Elektroporation ist zwar an sich in Verbindung mit wasserhaltigen biologischen Materialien bekannt, wie der Aufsatz von Bluhm, Frey et al. in den Nachrichten des Forschungszentrums Karlsruhe, Jahrgang 35, Heft 3, 2003, Seiten 105 bis 110 zeigt. Die DE 101 44 486 C1 offenbart auch das Aufschließen und Pasteurisieren organischen Materiales durch Elektroporation am Beispiel von Zuckerrüben.Although the electroporation according to the invention is known per se in connection with aqueous biological materials, as the article by Bluhm, Frey et al. in the news of the research center Karlsruhe, year 35, number 3, 2003, pages 105 to 110 shows. The DE 101 44 486 C1 also discloses the digestion and pasteurization of organic material by electroporation using the example of sugar beets.

Diese bekannten Verfahren eignen sich aber, wie eingangs dargelegt, nicht für solche biologische Materialien, die flüssigkeitsarm sind.These However, known methods are not, as stated above, not for such biological materials that are low in liquid are.

Auch sind dort keine Maßnahmen getroffen, die dem Auftreten von Durchschlägen entgegenwirken.Also There are no measures there met, which counteract the occurrence of breakdowns.

Durch die vorliegende Erfindung wird es dagegen möglich, auch bei heiklen Materialien ein schonendes und sehr effektives Aufschließen der Zellen zu erhalten.By the present invention, however, it becomes possible, even with delicate materials to obtain a gentle and very effective disruption of the cells.

Dies gelingt bei (verglichen mit thermischen Methoden) geringem Energieeinsatz und geringer Erwärmung des biologischen Materiales und damit schonend. Die Ausbeute beim Extrahieren von Wirkstoffen und Schadstoffen in einem sich an das Aufschließen anschließenden Extraktionsschritt ist verbessert. Die Behandlungszeit ist verkürzt. Auch erfolgt der Aufschluß im gesamten Volumen im wesentlichen synchron und damit homogen.This succeeds in (compared with thermal methods) low energy input and little warming of the biological material and thus gentle. The yield at Extracting active substances and pollutants in one to the catch up subsequent Extraction step is improved. The treatment time is shortened. Also the digestion takes place in total volume substantially synchronous and thus homogeneous.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:below The invention will be described with reference to embodiments with reference closer to the drawing explained. In this show:

1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufschließen von getrocknetem oder wasserarmem Pflanzenmaterial; 1 : a schematic representation of a method according to the invention for digesting dried or low-water plant material;

2: eine schematische Darstellung einer Anlage zum Einbringen von Flüssigkeit in getrocknetes biologisches Material sowie zur Elektroporation des wieder mit Flüssigkeit angereicher ten biologischen Materiales; 2 a schematic representation of a plant for introducing liquid into dried biological material and for the electroporation of re-enriched with liquid biological material;

3: eine ähnliche Darstellung wie 1, in welcher jedoch ein abgewandeltes Verfahren wiedergegeben ist; 3 : a similar representation as 1 in which, however, a modified method is given;

4: eine ähnliche Darstellung wie 2, wobei jedoch der Elektroporationsreaktor vertikal ausgerichtet ist und eine abgewandelte Hochspannungs-Schalteinrichtung Verwendung findet; 4 : a similar representation as 2 however, the electroporation reactor is vertically oriented and uses a modified high voltage switching device;

5: eine ähnliche Ansicht wie 4, bei welcher jedoch eine nochmals abgewandelte Hochspannungsschalteinrichtung gezeigt ist; 5 : a similar view as 4 in which, however, a further modified high-voltage switching device is shown;

6: ein Blockschaltbild einer Hauptroutine, nach welcher ein Rechner die Leitfähigkeit der durch den Elektroporationsreaktor bewegten Mischung aus Trägermedium und biologischem Material einstellt; und 6 FIG. 3 is a block diagram of a main routine according to which a computer adjusts the conductivity of the carrier medium-biological material mixture moved by the electroporation reactor; FIG. and

7: eine Unterroutine zu der in 6 gezeigten Hauptroutine. 7 : a subroutine to the in 6 shown main routine.

Einer Zerkleinerungsstation 10 wird gemäß 1 ein Strom 12 aufzuschließenden trockenen Pflanzenmateriales zugeführt. Es kann sich hierbei um getrocknete Lindenblüten, getrocknete Pfefferminze oder andere getrocknete Blüten oder Blätter von Heilpflanzen handeln. Es kann sich hierbei aber auch um andere getrocknete Pflanzenteile handeln, z.B. getrocknete Wurzeln von Pflanzen (z.B. Hauhechelwurzeln). Das pflanzliche Material kann auch ein solches sein, welches von Hause aus nur sehr wenig Flüssigkeit enthält, z.B. Rinden, Holz, Fruchtkerne, Samenkörner oder dgl..A crusher station 10 is according to 1 a stream 12 supplied to dry plant material to be connected. These may be dried linden flowers, dried peppermint or other dried flowers or leaves of medicinal plants. However, these may also be other dried plant parts, for example dried roots of plants (eg home-hauling roots). The vegetable material may also be one which contains very little liquid of its own, eg bark, wood, fruit seeds, seeds or the like.

Die Zerkleinerungsstation 10 kann Mittel zum Schneiden, Schnitzeln, Mahlen, Quetschen oder Pressen des pflanzlichen Materiales umfassen. Durch einen Pfeil 14 ist ein Strom zerkleinerten planzlichen Materiales angedeutet. Dieser wird einem Vorbehandlungsreaktor 16 zugeführt, der eine schwach leitfähige Flüssigkeit, insbesondere Wasser enthält.The shredding station 10 may comprise means for cutting, chopping, grinding, squeezing or pressing the vegetable material. By an arrow 14 is a stream of comminuted plant material indicated. This becomes a pretreatment reactor 16 supplied, which contains a weakly conductive liquid, in particular water.

Das gemahlene pflanzliche Material bleibt im Kontakt mit dem Wasser ausreichend lange im Vorbehandlungsreaktor 16; so lange bis Wasser in das Innere der Zellen eingedrungen ist. Dieses Eindringen von Wasser kann man dadurch unterstützen, daß man den Inhalt des Vorbehandlungsbehälters 16 auf eine Temperatur einstellt, die bei druckfreiem Vorbehandlungsbehälter und Verwendung von Wasser als Penetrationsflüssigkeit zwischen 5°C und 95°C liegen kann.The ground vegetable material remains in contact with the water for a sufficiently long time in the pretreatment reactor 16 ; until water has penetrated into the interior of the cells. This penetration of water can be assisted by that the contents of the pre-treatment tank 16 to a temperature which may be between 5 ° C and 95 ° C with a pressure-free pre-treatment tank and use of water as a penetration liquid.

Alternativ kann man das Einbringen von Wasser in die Zellen des pflanzlichen Materiales mit überhitztem Wasserdampf vornehmen, wobei eine Temperatur von bis etwa 150°C aus apparativen Gründen und Gründen des Schutzes des biologischen Materiales bevorzugt werden.alternative You can introduce water into the cells of the plant Material with overheated Make steam, with a temperature of up to about 150 ° C for instrumental reasons and establish the protection of the biological material are preferred.

Nochmals im Hinblick auf die Schonung des pflanzlichen Materiales und insbesondere von in diesem enthaltenden Eiweißen wird eine Temperatur des Wasserdampfes von etwa 50°C bis etwa 80°C bevorzugt, wobei man vorteilhaft auch den Druck des Wasserdampfes so erniedrigt, daß das Wasser bei der genannten Temperatur siedet. Dies bedeutet bei einer Temperatur von 80°C einen Druck von etwa 0,47 bar, bei 70°C einen Druck von 0,32 bar und bei 50°C einen Druck von 0,12 bar.again with regard to the protection of the plant material and in particular of protein contained in this is a temperature of the Water vapor of about 50 ° C preferred up to about 80 ° C, advantageously also reducing the pressure of the water vapor, that this Water boils at the stated temperature. This means at one Temperature of 80 ° C a pressure of about 0.47 bar, at 70 ° C a pressure of 0.32 bar and at 50 ° C a pressure of 0.12 bar.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Arbeitstemperatur und Behandlungsdauer im Vorbehandlungsreaktor 16 im Hinblick darauf gewählt wird, das Eindringen von Wasser ins Innere der Zellen zu begünstigen, nicht aber im Hinblick darauf, aus den Zellen Wirkstoffe herauszuwaschen.It should be noted that the working temperature and treatment time in the pretreatment reactor 16 is chosen in view of promoting the penetration of water into the interior of the cells, but not with a view to wash out of the cells active ingredients.

Nach ausreichender Verweilzeit im Vorbehandlungsreaktor 16 wird ein mit 18 symbolisch dargestellter Maischestrom aus zerkleinertem wieder mit Wasser angereichertem biologischen Material und Wasser in einen Elektroporationsreaktor 20 überführt. Dort wird die Maische einer Aufeinanderfolge sehr kurzer hoher Feldimpulse ausgesetzt, deren Größe so bestimmt ist, daß man über eine Zelle einen Spannungsabfall von etwa 0,5 bis 2 V erhält.After a sufficient residence time in the pretreatment reactor 16 will be one with 18 symbolically represented mash stream from crushed re-enriched with water biological material and water in an electroporation reactor 20 transferred. There, the mash is subjected to a succession of very short high field pulses, the size of which is determined so as to obtain a voltage drop of about 0.5 to 2 V across a cell.

Bei Zellabmessungen im Bereich von einigen μm bis einigen 100 μm sowie bei gängigen Leitfähigkeiten von pflanzlichen Maischen von einigen zig-μS/cm bis einigen zig-mS/cm bedeutet dies, das Erzeugen elektrischer Feldstärken im Inneren des Elektroporationsreaktors im Bereich zwischen 1 kV/cm und 100 kV/cm.at Cell dimensions ranging from a few microns to several 100 microns and at common conductivities of vegetable mash of a few tens of μS / cm to several tens of mS / cm this, generating electric field strengths inside the electroporation reactor in the range between 1 kV / cm and 100 kV / cm.

Im einzelnen wird man die Feldstärke je nach dem aufzuschließenden Material wählen. Dabei kann man in kleinerem Ausmaße auch durch Vergrößerung der Länge der einzelnen Feldimpulse einen fehlenden Amplitudenteil der Feldimpulse ausgleichen, was die Verwendung eines einfacheren und preisgünstigeren Impulsgenerators ermöglicht.in the single one becomes the field strength depending on the unlocked Select material. It can be to a smaller extent by enlarging the Length of individual field pulses a missing amplitude portion of the field pulses compensate, making the use of a simpler and cheaper Pulse generator allows.

Am Ausgang des Elektroporationsreaktors 20 erhält man somit einen Materialstrom 22, der nun als Trägermedium dienendes übriges Penetrationswasser, Zellwandhüllen und Zellinhalte umfasst.At the exit of the electroporation reactor 20 thus one obtains a material flow 22 which now comprises the remaining penetration water, cell wall shells and cell contents serving as the carrier medium.

Der aufgeschlossene Materialstrom 22 kommt ggf. nach Abtrennung des Trägerwassers in eine Extraktionsstation /Nachbehandlungsstation 24, in welcher unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels und/oder physikalisch (mechanisch und/oder unter Druckeinwirkung und/oder Erwärmung) der gewünschte Wirkstoff aus dem Zellinhalt und/oder den Zellwänden herausgelöst wird (durch die Zerstörung der Zellwände werden auch an und/oder in diesen gelagerte Stoffe für eine Extraktion besser zugänglich).The digested material flow 22 if necessary after removal of the carrier water in an extraction station / aftertreatment station 24 in which, using a suitable solvent and / or physically (mechanically and / or under pressure and / or heating), the desired active ingredient is dissolved out of the cell contents and / or the cell walls (by the destruction of the cell walls are also on and / or in these stored substances more accessible for extraction).

Ein Extraktstrom 26 kann von der Extraktionsstation 24 abgezogen werden, während ein Material-Reststrom 28 entsorgt wird, der das Trägerwasser und in diesem verbliebene nicht extrahierte Anteile des Materialstromes 22 umfasst.An extract stream 26 can from the extraction station 24 be deducted while a residual material flow 28 is discarded, the carrier water and in this remaining un-extracted portions of the material stream 22 includes.

Das oben beschriebene Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei die verschiedenen Reaktoren mit kontinuierlich arbeitenden Drehschleusen oder entsprechenden intermittierend betätigten Ventilen versehen werden, was hier nicht im einzelnen erläutert zu werden braucht.The The method described above may be batchwise or continuous carried out be, with the different reactors with continuously operating Rotary locks or corresponding intermittently actuated valves be provided, which need not be explained in detail here.

Auch tierisches Material, aus dem Wirkstoffe gewonnen werden sollen, wird oft zunächst getrocknet, um es vor der Verarbeitung länger lagern oder über größere Strecken preisgünstig transportieren zu können. Es kann dann genau so verarbeitet werden, wie oben unter Bezugnahme auf pflanzliche Materialien beschrieben.Also animal material from which active substances are to be obtained, is often first dried to store it longer before processing or over longer distances inexpensive to be able to transport. It can then be processed exactly as described above described on herbal materials.

Bei den oben beschriebenen Verfahrensbeispielen handelte es sich um solche, bei denen organische Wirkstoffe aus den Ausgangsmaterialien gewonnen werden sollten. Es versteht sich, daß man dieses Verfahren auch gleichermaßen dazu verwenden kann, anorganische Stoffe aus biologischem Material zu gewinnen ("leaching").at the process examples described above were those in which organic active ingredients from the starting materials should be won. It is understood that one this procedure too equally to use inorganic substances from biological material to win ("leaching").

Bei den oben beschriebenen Verfahren lag auch das Interesse an den aus dem Ausgangsmaterial gewonnenem Wirkstoffen. Man kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch als Reinigungsverfahren verwenden, bei welchem aus einem Ausgangsmaterial ein unerwünschter löslicher Schadstoff entfernt wird. In diesem Falle wird dann der Extraktstrom 26 verworfen, während der Materialreststrom 28 einer weiteren Verwertung zugeführt wird.In the above-described methods, there was also an interest in the active substances obtained from the starting material. However, the process according to the invention can also be used as a purification process in which an unwanted soluble pollutant is removed from a starting material. In this case, then the extract stream 26 discarded while the residual material stream 28 a further utilization is supplied.

Abwandlungen des oben beschriebenen Verfahrens sind in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt.Variations of the method described above are in 1 represented by dashed lines.

Erste Variationen des Verfahrens beziehen sich darauf, daß zumindest ein Teil des Materialstromes 22 wieder einer vorhergehenden Verfahrensstufe zugeführt wird.First variations of the method refer to the fact that at least a portion of the material flow mes 22 is returned to a previous process stage.

Für manche Materialien kann es vorteilhaft sein, einen vollständigen Aufschluß des Materiales nicht in einem einzigen Durchlauf durch den Elektroporationsreaktor 20 zu bewerkstelligen, da dieser dann zu viel Zeit (und Energie) benötigen würde. Der Materialstrom wird daher gemäß einer Variante auf einem Weg 30 über eine Zwischenbehandlungsstation 32 zum Eingang des Elektroporationsreaktors 20 zurückgeführt.For some materials, it may be advantageous not to completely digest the material in a single pass through the electroporation reactor 20 to accomplish, since this would then take too much time (and energy). The material flow is therefore according to a variant on the way 30 via an intermediate treatment station 32 to the entrance of the electroporation reactor 20 recycled.

Die Zwischenbehandlung 32 kann einfach eine Lagerung des Elektroporations-behandelten Materialstromes in einem Behälter für eine vorgegebene Zeitspanne beinhalten, bei der durch weiteres Quellen ausgehend von schon erzeugten Perforationen neue Angriffspunkte für einen weiteren Elektroporationsschritt geschaffen werden.The intermediate treatment 32 may simply include storage of the electroporation-treated material stream in a container for a predetermined period of time, by further swelling from already created perforations creating new points of attack for another electroporation step.

Die Zwischenbehandlung kann aber auch in einer chemischen Behandlung bestehen, welche ausgehend von dem im ersten Elektroporationsschritt erzeugten Fehlern in den Zellwänden neue Angriffspunkte für eine folgende weitere Elektroporation bilden.The Intermediate treatment can also be used in a chemical treatment which starting from that in the first electroporation step generated errors in the cell walls new targets for one form the following electroporation.

Auch kann man dadurch, daß man ins Innere der Zellen über bei der ersten Elektroporation erzeugte Zellwandfehler eine stärker elektrisch leitende Flüssigkeit eindiffundieren läßt, bei einer weiteren Elektroporation, bei welcher weiterhin schlecht leitende Trägerflüssigkeit verwendet wird, den Strom durch den Reaktor stärker durchs Innere der einzelnen Zellen richten und so deren Zerstörung verbessern.Also can one by the fact that one into the cells inside cell wall defects generated at the first electroporation are more electrically conductive conductive liquid diffuse, at Another electroporation, in which still poorly conductive carrier fluid is used, the flow through the reactor stronger through the interior of the individual Align cells to improve their destruction.

Bei einer weiteren Variante wird ein Teil des Materialstromes 22 über einen Weg 34 zum Einlaß des Vorbehandlungsreaktors 16 zurückgeführt. Man erhält so ein vollständigeres Wiederfüllen der einzelnen Zellen mit Flüssigkeit, da dies durch bei der ersten Elektroporation in der Wand erzeugte Fehler unterstützt wird.In another variant, a part of the material flow 22 about a way 34 to the inlet of the pretreatment reactor 16 recycled. This gives a more complete refilling of the individual cells with liquid since this is aided by errors generated in the wall during the first electroporation.

Schließlich kann man einen Teil des Materialstromes 22 über einen Weg 36 auch zum Einlaß der Zerkleinerungsstation 10 zurückführen und so beim mechanischen Zerkleinern davon Gebrauch machen, daß das Material bei der ersten Elektroporation schon mechanisch geschwächt wurde. Man kann so das Material unter geringem Energieeinsatz auch sehr fein zerkleinern, was beim trockenen Material mit intakten Zellwänden schlechter möglich war.Finally, you can part of the material flow 22 about a way 36 also to the inlet of the crushing station 10 and thus make use of the mechanical comminution that the material was already weakened mechanically at the first electroporation. It is thus possible to mince the material very finely with little energy input, which was less possible with the dry material with intact cell walls.

Weitere Varianten des in 1 gezeigten Verfahrens bestehen darin, daß man Teile des Materialreststromes 28 zu vorhergehenden Stufen des Verfahrens zurückführt. Diese Rückführungen sind durch Wege 38, 40, 42 angedeutet, die zum Elektroporationsreaktor 20, zum Anreicherungsreaktor 16 bzw. zur Zerkleinerungsstation 10 zurückführen. Die hiermit erhaltenen Vorteile liegen generell in einem intensiveren Aufschluß, ähnlich wie für die Wege 30, 34, 36 beschrieben.Other variants of in 1 The method shown is that parts of the residual material flow 28 to previous stages of the process. These returns are through paths 38 . 40 . 42 indicated that the electroporation reactor 20 , to the enrichment reactor 16 or to the crushing station 10 attributed. The advantages thus obtained are generally in a more intensive digestion, similar to the way 30 . 34 . 36 described.

Zur Steuerung der Durchsätze in den Wegen 30, 34, 36, 38, 40, 42 sind in diesen entsprechende Durchsatzregler D30, D34, D36, D38, D40, D42 vorgesehen. Diese können im konkreten Falle durch ein Proportionalventil gebildet sein, welches durch einen Servomotor bewegt wird, der seinerseits durch eine Steuerung aktiviert wird.To control the flow rates in the paths 30 . 34 . 36 . 38 . 40 . 42 are provided in these respective flow controllers D30, D34, D36, D38, D40, D42. These can be formed in the concrete case by a proportional valve, which is moved by a servo motor, which in turn is activated by a controller.

In weiterer Abwandlung des in 1 gezeigten Verfahrens können auch in den Wegen 34 bis 42 Zwischenbehandlungen vorgesehen sein, um die Zellwände weiter zu schwächen und so die Trennung zwischen gewünschten und unerwünschten Bestandteilen des biologischen Materiales zu verbessern.In a further modification of the in 1 also shown in the ways 34 to 42 Intermediate treatments may be provided to further weaken the cell walls to improve separation between desired and undesired components of the biological material.

2 zeigt schematisch Einzelheiten des Vorbehandlungsreaktors 16 und des Elektroporationsreaktors 20 sowie einer zugehörigen Steuerung. 2 schematically shows details of the pretreatment reactor 16 and the electroporation reactor 20 and an associated controller.

Der Vorbehandlungsreaktor 16 umfasst einen Behälter 44 mit kegelförmigem Auslaßabschnitt, der druckdicht abgeschlossen ist und dem über eine erste Leitung 46 Wasser und über eine zweite Leitung 48 das zerkleinerte biologische Material zugeführt wird, welchen die Zerkleinerungsstation 10 bereitstellt.The pretreatment reactor 16 includes a container 44 with a conical outlet section, which is pressure-tight and that via a first line 46 Water and a second line 48 the shredded biological material is supplied to which the crushing station 10 provides.

Steuerbare Durchsatzregler D46 und D48 dienen wieder zum Einstellen der Materialströme in den Leitung 46 und 48.Controllable flow controllers D46 and D48 are again used to adjust the material flows in the line 46 and 48 ,

Im Inneren der Behälters 44 ist ein Volumen 50 aus Wasser und zerkleinertem biologischen Material schematisch dargestellt.Inside the container 44 is a volume 50 from water and shredded biological material shown schematically.

Ein Elektromotor 52 ist vorgesehen, um einen Rührer 54 zu drehen.An electric motor 52 is provided to a stirrer 54 to turn.

Im Behälter 44 ist ein Temperierstab 56 vorgesehen, um den Behälterinhalt auf eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur zu bringen, die typischerweise zwischen etwa 5°C und etwa 95°C, vorzugsweise zwischen etwa 15°C und etwa 50°C liegen kann.In the container 44 is a temperature control rod 56 provided to bring the container contents to a temperature deviating from the ambient temperature, which may typically be between about 5 ° C and about 95 ° C, preferably between about 15 ° C and about 50 ° C.

Die im Behälter 44 herrschende Temperatur wird durch einen Temperaturfühler 58 gemessen.The in the container 44 Ruling temperature is controlled by a temperature sensor 58 measured.

Das Innere des Behälters 44 wird unter Verwendung einer Vakuum-Pumpe 60 evakuiert, um aus der Mischung aus Wasser und gemahlenem biologischen Material Restluftanteile abzusaugen. Ein Drucksensor 61 überwacht das Vakuum im Behälter 44.The interior of the container 44 is done using a vacuum pump 60 evacuated to extract residual air from the mixture of water and ground biological material. A pressure sensor 61 monitors the vacuum in the tank 44 ,

Der Auslaß der Vakuum-Pumpe 60 ist über eine Kältefalle 62 mit einer Abluftleitung 64 verbunden. Das sich in der Kältefalle 62 ansammelnde Kondensat kann über ein Ventil 66 abgezogen werden.The outlet of the vacuum pump 60 is about a cold trap 62 with an exhaust pipe 64 connected. That in the cold trap 62 accumulating condensate can via a valve 66 subtracted from.

Bei dem Kondensat kann es sich je nach verwendetem biologischem Material z.B. um leicht flüchtige ätherische Öle handeln, die einer Weiterverwendung zugeführt werden können.at The condensate may vary depending on the biological material used e.g. to act on volatile volatile oils, which fed to a re-use can be.

Der Auslaß des Behälters 44 ist mit einer Schneckenpumpe 68 verbunden, die durch einen Elektromotor 70 angetrieben wird, der drehzahlsteuerbar ist.The outlet of the container 44 is with a screw pump 68 connected by an electric motor 70 is driven, which is speed controllable.

Der Auslaß der Schneckenpumpe 68 ist mit dem Einlaß des Elektroporationsreaktors 20 durch eine Leitung 72 verbunden. Dort hält die Schneckenpumpe 68 einen atmosphärischen Druck oder einen Überdruck aufrecht, wodurch gewährleistet ist, daß im Elektroporationsreaktor 20 unter den dort herrschenden elektrischen Feldern die Zahl durch Gaseinschlüsse bedingter Spannungsüberschlägen klein gehalten wird.The outlet of the worm pump 68 is with the inlet of the electroporation reactor 20 through a pipe 72 connected. There, the auger pump stops 68 an atmospheric pressure or an overpressure, thereby ensuring that in the electroporation reactor 20 under the prevailing electric fields, the number of voltage flashovers caused by gas inclusions is kept small.

Um den im Inneren des Elektroporationsreaktors 20 durch die Schneckenpumpe 68 eingestellten Druck an Atmosphärendruck (oder sonstigen Folgedruck) heranzuführen, ist in einer das elektroporierte Material abführenden Auslaßleitung 73 eine Zellenradschleuse 75 vorgesehen. Alternativ ist zur Druckerniedrigung eine Drossel, ein Durchsatzregler oder ein Ventil verwendbar, zu einer weiteren Druckerhöhung eine weitere Pumpe.Around the inside of the electroporation reactor 20 through the screw pump 68 set pressure to atmospheric pressure (or other consequential pressure) is in an electrostatic discharge material discharging the discharge line 73 a rotary valve 75 intended. Alternatively, a throttle, a flow rate controller or a valve can be used to reduce the pressure, for a further pressure increase another pump.

Der Elektroporationsreaktor 20 hat ein aus durchschlagfestem isolierendem und schlagzähem Material gefertigtes Gehäuse 74, welches einen flachen Reaktionskanal 78 mit rechteckigem Querschnitt aufweist. In der Praxis kann die Höhe des Reaktionskanales 78 etwa 5 mm bis 200 mm, vorzugsweise etwa 40 mm betragen.The electroporation reactor 20 has a case made of impact-resistant insulating and impact-resistant material 74 , which is a flat reaction channel 78 having rectangular cross section. In practice, the height of the reaction channel 78 about 5 mm to 200 mm, preferably about 40 mm.

Als Material für das Gehäuse 74 kommen insbesondere in Frage: Kunststoffe und faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere transparente oder transluzente Kunststoffe wie Polycarbonat; Glas, insbesondere Verbundglas; hochfeste Industriekeramik, ggf. auch faserverstärkt.As material for the housing 74 in particular: plastics and fiber-reinforced plastics, in particular transparent or translucent plastics such as polycarbonate; Glass, in particular laminated glass; High-strength industrial ceramics, if necessary also fiber-reinforced.

In die in der Zeichnung obere und untere Begrenzungsfläche des Reaktionskanales 78 sind Elektroden 80, 82 bündig eingesetzt, die als Metallplatten ausgebildet sind. Vorzugsweise umfaßt das Plattenmaterial (ggf. als Beschichtung) Edelstahl, Titan oder Titan-Iridium, Edelmetall, insbesondere Gold, Silber Platin.In the drawing in the upper and lower boundary surface of the reaction channel 78 are electrodes 80 . 82 used flush, which are designed as metal plates. Preferably, the plate material (optionally as a coating) comprises stainless steel, titanium or titanium-iridium, precious metal, in particular gold, silver platinum.

Die Elektroden 80, 82 sind an den Kanten großzügig abgerundet, um dort Feldspitzen zu vermeiden.The electrodes 80 . 82 are generously rounded at the edges to avoid field peaks.

Von diesen ist die untere Elektrode 82 über einen Meßwiderstand 84 mit Erde verbunden, während die obere Elektrode 80 über einen steuerbaren Schalter 86 mit einer Kondensatorbatterie verbunden ist, die als einziger Kondensator 88 dargestellt ist.Of these, the bottom electrode 82 via a measuring resistor 84 connected to ground while the top electrode 80 via a controllable switch 86 connected to a capacitor bank, which is the only capacitor 88 is shown.

Ein Spannungsteiler 89 gestattet die Messung der an den Elektroden 80, 82 liegenden Spannung und in Verbindung mit dem durch den Meßwiderstand 84 gebildeten Stromfühler die Messung der elektrischen Leistung.A voltage divider 89 allows the measurement at the electrodes 80 . 82 lying voltage and in connection with the by the measuring resistor 84 formed current sensor, the measurement of electrical power.

Das Aufladen des Kondensators 88 erfolgt über einen Ladewiderstand 90 durch eine Hochspannungs-Ladeeinheit 92. Diese braucht für kleinere Elektroporationsreaktoren, wie sie in Verbindung mit dem Aufschließen von Heilpflanzen Verwendung finden können, nur Ströme von einigen mA bis zu einigen A bereitzustellen.Charging the capacitor 88 via a charging resistor 90 through a high voltage charging unit 92 , For smaller electroporation reactors, such as may be used in conjunction with the digestion of medicinal plants, it only needs to supply currents of a few mA to a few A.

Zur Steuerung des Schalters 86 ist ein Steuerkreis 94 vorgesehen, der an zwei Eingangsklemmen ein Signal τ, welches die Länge eines Schaltimpulses vorgibt, sowie ein Signal T erhält, welches den zeitlichen Abstand von Schaltimpulsen vorgibt.To control the switch 86 is a control circuit 94 provided at two input terminals a signal τ, which specifies the length of a switching pulse, and a signal T, which specifies the time interval of switching pulses.

Zusätzlich kann der Steuerkreis 94 eine Steuerklemme V aufweisen, an welcher vorgebbar ist, bei welcher Spannung der Schalter 86 betätigt werden soll.In addition, the control circuit 94 have a control terminal V, at which can be predetermined, at which voltage the switch 86 should be pressed.

Die Steuersignale τ, T und V werden von einem Prozeßrechner 96 bereitgestellt. Wie durch ein Leiterbündel D angedeutet, besorgt der Prozessrechner 96 auch die Steuerung der verschiedenen Durchsatzregler D, die in Leitungen der Anlage vorgesehen sind, wie oben beschrieben.The control signals τ, T and V are from a process computer 96 provided. As indicated by a conductor bundle D, worried the process computer 96 also the control of the various flow rate controllers D, which are provided in lines of the system, as described above.

Dem Prozessrechner 96 können über ein Tastenfeld 98 Kennwerte für das jeweils aufzuschließende biologische Material eingegeben werden. Unter Verwendung dieser Kennwerte und diesen zugeordneter Sätze von Arbeitsparametern, die in einem Speicher 100 des Prozeßrechners 96 abgelegt sind, berechnet der Prozeßrechner 96 die jeweils für das betrachtete biologische Material günstigsten Werte für die Spannung, auf welche der Kondensator 88 aufgeladen werden soll, für die Breite τ der Schaltimpulse und für den Abstand T der Schaltimpulse sowie für weitere Arbeitsparameter der Elektropoarationsanlage inkl. des Vorbehandlungsreaktors 16 und anderer in Figur gezeigter Anlagenteile.The process computer 96 can via a keypad 98 Characteristic values for the respective biological material to be opened up are entered. Using these characteristics and their associated sets of working parameters stored in memory 100 of the process computer 96 are stored, calculated by the process computer 96 each of the most favorable for the considered biological material values for the voltage to which the capacitor 88 is to be charged, for the width τ of the switching pulses and for the distance T of the switching pulses and for other working parameters of the electropoaration including the pre-treatment reactor 16 and other equipment shown in FIG.

Ein Monitor 102 dient der Anzeige von Betriebsparametern der Anlage und der Kontrolle von Eingaben.A monitor 102 serves to display operating parameters of the system and to control inputs.

Typische Werte für τ sind etwa 10 ns bis etwa 100 μs, vorzugsweise etwa 100 ns bis etwa 50 μs.typical Values for τ are about 10 ns to about 100 μs, preferably about 100 ns to about 50 μs.

Typische Werte für 1/T sind etwa 0,1 Hz bis etwa 500 Hz, vorzugsweise etwa 0,2 Hz bis etwa 50 Hz, nochmals bevorzugt etwa 0,5 Hz bis etwa 40 Hz.typical Values for 1 / T are about 0.1 Hz to about 500 Hz, preferably about 0.2 Hz to about 50 Hz, more preferably about 0.5 Hz to about 40 Hz.

Jedes Mal, wenn ein durch einen Schaltimpuls der Schalter 86 geschlossen wird, entlädt sich der Kondensator 88 über das Maischevolumen, welches sich gerade zwischen den beiden Elektroden 80 und 82 befindet. Dabei treten kurzfristig Ströme im Bereich von einigen Tausend A auf.Every time a switch is triggered by a switching pulse 86 is closed, the capacitor discharges 88 about the mash volume, which is just between the two electrodes 80 and 82 located. In the process, currents in the range of a few thousand A occur in the short term.

Durch diese Ströme wird unter Berücksichtigung der elek trischen Leitfähigkeit der Maische zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Zellwand einer Zelle Spannungsunterschiede im Bereich von etwa 2 V erzeugt. Diese Unterschiede sind so groß, daß in den Zellwände schon bestehende kleine Poren und Ionenkanäle irreversibel auf geweitet werden und die Zellwand so zerstört wird.By these streams is under consideration the electric conductivity the mash between the upper and lower sections of the cell wall a cell voltage differences in the range of about 2 V generated. These differences are so big that in the cell walls existing small pores and ion channels are irreversibly widened and destroying the cell wall becomes.

Wenn die Leitfähigkeit der Maische zu klein ist, ist der Strom, der beim Schließen des Schalters 86 durch die Maische fließt, zu klein. Ist umgekehrt, die elektrische Leitfähigkeit der Maische zu groß, so wird wegen der guten Leitfähigkeit der Maische an den einzelnen Zellen kein so großer Spannungsabfall aufgebaut, daß eine Zerstörung der Zellwände stattfindet.If the conductivity of the mash is too small, is the current when closing the switch 86 flows through the mash, too small. Conversely, the electrical conductivity of the mash is too large, so due to the good conductivity of the mash to the individual cells so great a voltage drop is built up that destruction of the cell walls takes place.

Aus diesem Grunde muß die Leitfähigkeit der Maische in einem bestimmten Fenster liegen, dessen untere Grenze bei etwa 0,1 mS/cm und dessen obere Grenze bei etwa 100 mS/cm liegt.Out that is why the conductivity the mash lie in a certain window, its lower limit is about 0.1 mS / cm and its upper limit is about 100 mS / cm.

Um die Leitfähigkeit der Maische laufend zu überwachen, ist der Meßwiderstand 84 vorgesehen, der mit einem Eingang des Prozeßrechners 96 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Spannungsteiler 89 verwendet werden.In order to constantly monitor the conductivity of the mash, the measuring resistor is 84 provided with an input of the process computer 96 connected is. Alternatively or additionally, also the voltage divider 89 be used.

Der Prozeßrechner 96 ändert bei Feststellung einer Leitfähigkeitsänderung sofort die Spannung, auf die der Kondensator 88 aufgeladen wird derart, daß man wieder den gleichen Spannungsabfall an einer Zelle erhält, so daß das Aufbrechen der Zellwände weiterhin sicher erfolgt. Diese Maßnahme führt aber zu einer stärkeren Belastung der Hochspannungs-Ladeeinheit 92.The process computer 96 When a change in conductivity is detected, it immediately changes the voltage to which the capacitor is connected 88 is charged such that again receives the same voltage drop across a cell, so that the breaking of the cell walls continues to be safe. However, this measure leads to a greater load on the high-voltage charging unit 92 ,

Gleichzeitig wird der Prozeßrechner 96 daher die Herstel lung der Maische so beeinflussen (über die Steuerung der Temperatur, des Rührens und die Mengen zugeführten biologischen Materiales und Wassers), daß die elektrische Leitfähigkeit der Maische wieder in den normalen Bereich zurückkehrt. In dem Maße, wie dies erreicht wird, kann dann die Aufladespannung des Kondensators 88 wieder auf den Ausgangwert hin zurückgefahren werden.At the same time the process computer 96 therefore affecting the production of the mash (via the control of the temperature, the stirring and the amounts of supplied biological material and water) that the electrical conductivity of the mash returns to the normal range. To the extent that this is achieved, then the charging voltage of the capacitor 88 be returned to the initial value back.

Die der Fließgeschwindigkeit des Trägerwassers entsprechende Fördergeschwindigkeit der Zellen durch den Elektroporationsreaktor ist so bemessen, daß die Zellen einer ausreichenden Anzahl von Feldimpulsen ausgesetzt sind, um die Zellwände so stark zu zerstören, daß aus dem Inhalt der Zelle bzw. der Zellwände in einem nachfolgenden Behandlungsschritt mit einer gewünschten Ausbeute und einer gewünschten Extraktionszeit Wirkstoffe entnommen werden können.The the flow rate of the carrier water corresponding conveying speed the cells through the electroporation reactor is sized so that the cells a sufficient number of field pulses are subjected to the cell walls like that strong to destroy that out the content of the cell or the cell walls in a subsequent Treatment step with a desired Yield and a desired Extraction time drugs can be removed.

Die Gesamtzahl der Feldimpulse, denen das Zellmaterial im Elektroporationsreaktor 20 ausgesetzt ist, die Breite und Frequenz der Feldimpulse und deren Höhe, die Temperatur beim Elektroporieren sowie die Arbeitsparameter beim Vorbereiten der Maische (Zerkleinerungsgrad des trockenen biologischen Materiales, Mischungsverhältnis mit Wasser, etwa verwendete Vorbehandlungsadditive, Temperatur bei der Vorbehandlung, Dauer der Vorbehandlung, Zwischenlagerzeiten) werden jeweils für eine bestimmtes für einen bestimmten Zweck aufzuschließenden Material experimentell bestimmt und im Speicher 100 zum Abruf über das Tastenfeld 98 bereitgehalten. Dabei kann man von Parametern ausgehen, die für von der Zellgröße und von der Zusammensetzung her ähnlichen Zellen früher bestimmt wurden.The total number of field impulses to which the cell material in the electroporation reactor 20 the width and frequency of the field pulses and their height, the temperature during electroporating and the operating parameters when preparing the mash (degree of comminution of the dry biological material, mixing ratio with water, pre-treatment additives used, pretreatment temperature, duration of pre-treatment, interim storage times) are each determined experimentally for a particular material to be split for a particular purpose and stored in memory 100 for retrieval via the keypad 98 kept ready. It is possible to start from parameters that were determined earlier for cells that are similar in cell size and composition.

In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles kann man den Schalter 86 durch eine Gasentla dungsstrecke ersetzen. Dabei macht man von der Eigenschaft einer Gasentladungsstrecke Gebrauch, daß diese bei Anlegen einer vorgegebenen Spannung durchbricht. Diese Durchbruchspannung kann man über den Druck des in der Gasentladungsstrecke eingeschlossenen Gases steuern. Eine Drucksteuerung für die Gasentladungsstrecke ersetzt somit im Effekt den Steuerkreis 94.In a modification of the embodiment described above can be the switch 86 replace with a gas discharge line. In this case, one makes use of the property of a gas discharge path, that this breaks when a predetermined voltage is applied. This breakdown voltage can be controlled by the pressure of the gas trapped in the gas discharge path. A pressure control for the gas discharge path thus effectively replaces the control circuit 94 ,

Das in 3 veranschaulichte Verfahren unterscheidet sich von demjenigen in 1 dadurch, daß zum Wiederherstellen einer Leitfähigkeit im Inneren der Zellen eine Penetrationsflüssigkeit verwendet wird, die sich von der Trägerflüssigkeit unterscheidet, die dazu dient, die Zellen durch den Elektroporationsreaktor zu tragen.This in 3 illustrated method differs from that in 1 in that, to restore a conductivity inside the cells, a penetration liquid different from the carrier liquid used to carry the cells through the electroporation reactor is used.

Komponenten der in 3 gezeigten Anlage, die schon unter Bezugnahme auf 1 besprochen wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und brauchen nicht nochmals detailliert beschrieben zu werden. Auch sind in 3 die verschiedenen Varianten einer Produktrückführung im Prozeß der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Es versteht sich, daß Rückführwege, welche den Wegen 30, 34, 36, 38, 40 und 42 von 1 entsprechen, auch bei der Anlage nach 3 vorgesehen werden können.Components of in 3 shown attachment, already referring to 1 have been discussed are again provided with the same reference numerals and need not be described again in detail. Also are in 3 the various variants of a product return in the process for the sake of clarity omitted. It is understood that return paths, which the ways 30 . 34 . 36 . 38 . 40 and 42 from 1 correspond, also with the plant after 3 can be provided.

Die Anlage nach 3 unterscheidet sich von derjenigen nach 1 dadurch, daß ein gesonderter Trägerflüssigkeitsstrom verwendet wird, um die Partikel des aufzuschließenden Biomateriales durch den Elektroporationsreaktor 20 hindurchzutragen.The plant after 3 differs from the one after 1 in that a separate carrier liquid stream is used to pass the particles of the biomaterial to be digested through the electroporation reactor 20 through carry.

Insbesondere kann als Penetrationsflüssigkeit Wasser verwendet werden, dem die Leitfähigkeit erhöhende Substanzen, insbesondere Salze zugefügt sind, während als Trägerflüssigkeit normales Leitungswasser mit geringerer Leitfähigkeit oder deionisiertes oder destilliertes Wasser verwendet wird.Especially can as a penetration liquid Water are used, the conductivity increasing substances, in particular Salts added are while as a carrier liquid normal tap water with lower conductivity or deionized or distilled water is used.

Die Trägerflüssigkeit kann auch eine solche sein, die sich mit der im Vorbehandlungsreaktor 16 verwendeten Penetrationsflüssigkeit nicht mischt. Vorzugsweise wird in dem Vorbehandlungsreaktor 16 Wasser oder eine wässrige Lösung verwendet. Eine solche Penetrationsflüssigkeit kann in der Regel die Zellwände gut durchdringen, wobei ggf. eine oberflächenaktive Substanz zugemischt werden kann, um von den Zelloberflächen getragene Wachsschichten oder Fettschichten anzugreifen. Als mit Wasser nicht mischbare Trägerflüssigkeit wird dann ein im angegebenen Leitfähigkeitsbereich von 0,1 mS/cm bis 10 mS/cm leitendes Öl verwendet.The carrier liquid may also be one which is in contact with the pretreatment reactor 16 used penetration liquid does not mix. Preferably, in the pretreatment reactor 16 Water or an aqueous solution used. Such a penetration liquid can generally penetrate the cell walls well, it being possible if necessary to admix a surface-active substance in order to attack wax layers or fatty layers carried by the cell surfaces. As the water-immiscible carrier liquid is then used in the specified conductivity range of 0.1 mS / cm to 10 mS / cm conducting oil.

Auch Gase kommen als Trägermedium in Frage, sofern sie schwach leitend und durchschlagfest sind. Um eine Schwerkraftentmischung von Trägermedium und biologischem Material zu vermeiden, wird dabei der Elektroporationsreaktor 20 vertikal durchströmt. Gleiches gilt für vorgeschaltete und nachfolgende Anlagenteile.Gases are also suitable as a carrier medium, provided that they are weakly conductive and impact-resistant. In order to avoid gravity segregation of carrier medium and biological material, while the Elektroporationsreaktor 20 flows through vertically. The same applies to upstream and downstream system components.

An den Ausgang des Vorbehandlungsreaktors 16 ist eine Trennstufe 104 angeschlossen, welche die nicht vom biologischen Material aufgenomme Penetrationsflüssigkeit abtrennt. Die Trennstufe 104 kann z.B. ein Filter oder eine Zentrifuge sein. Die dort abgetrennte Penetrationsflüssigkeit kann über eine Leitung 106, die eine Regenerationseinheit 107 enthalten kann, in den Vorbehandlungsreaktor 16 zurückgeführt werden.To the outlet of the pre-treatment reactor 16 is a separation step 104 connected, which separates the not absorbed by the biological material penetration liquid. The separation stage 104 may be eg a filter or a centrifuge. The separated there penetration liquid can via a line 106 that is a regeneration unit 107 may contain in the pretreatment reactor 16 to be led back.

Ein steuerbarer Durchsatzregler D106, der ähnlichen Aufbau aufweisen kann, wie die unter Bezugnahme auf die vorstehenden Figuren beschriebenen Durchsatzregler, gibt die Größe des Materialstromes in der Leitung 106 vor.A controllable flow controller D106, which may be similar in construction to the flow controllers described with reference to the previous figures, indicates the size of the flow of material in the conduit 106 in front.

Ein dem Maischestrom 18a entsprechender, jedoch nur noch wenig Penetrationsflüssigkeit enthaltender Strom 18b aus wieder mit Flüssigkeit angereichertem biologischen Material wird dem einen Eingang einer Mischstufe 108 zugeführt, deren anderer Eingang das Trägermedium erhält. Am Ausgang der Mischstufe 108 erhält man einen Materialstrom 110 aus Trägermedium und Biomaterial, dessen Zellen wieder mit Wasser gefüllt sind.A mash stream 18a corresponding, but only a small amount of penetration liquid containing stream 18b from re-enriched with liquid biological material is the one input of a mixing stage 108 supplied, whose other input receives the carrier medium. At the output of the mixer 108 you get a stream of material 110 of carrier medium and biomaterial whose cells are again filled with water.

Der Materialstrom 110 durchläuft dann den Elektroporationsreaktor 20, wobei die Zellwände des Materiales wieder durch die scharfen und hohen Feldimpulse zerstört werden.The material flow 110 then goes through the electroporation reactor 20 , wherein the cell walls of the material are again destroyed by the sharp and high field pulses.

Der am Ausgang des Elektroporationsreaktors 20 erhaltene Materialstrom 22 wird dann in eine weitere Trennstufe 112 geführt, in welcher das Trägermedium einerseits und die zerstörten Zellen des biologischen Materiales andererseits voneinander getrennt werden. Hierzu können wieder bekannte physikalische Verfahren verwendet werden, z.B. Filtration oder Zentrifugieren.The at the exit of the electroporation reactor 20 obtained material stream 22 is then in a further separation step 112 led, in which the carrier medium on the one hand and the destroyed cells of the biological material on the other hand are separated. For this purpose, known physical methods can again be used, for example filtration or centrifuging.

Das Trägermedium wird über eine Leitung 114 und eine Regenerationsstufe 116 wieder zur Mischstufe 108 zurückgeführt, während der Strom von Zellwänden und Zellinhalten der Extraktionsstation 24 zugeführt werden.The carrier medium is via a line 114 and a regeneration stage 116 back to the mixing stage 108 returned during the flow of cell walls and cell contents of the extraction station 24 be supplied.

Ein steuerbarer Durchsatzregler D114 gibt vor, wie viel Mischung über die Leitung 114 zurückgeführt wird.A controllable throughput controller D114 dictates how much mixing over the line 114 is returned.

Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Leitfähigkeiten im Trägermedium und im Inneren der zu zer störenden Zellen einzustellen, derart, daß der zwischen den Elektroden der Elektroporationsstation fließende Strom bevorzugt durch die Zellen fließt, wo solche zur Verfügung stehen.On this way it is possible different conductivities in the carrier medium and inside the disturbing Adjust cells such that the current flowing between the electrodes of the electroporation station preferably flows through the cells, where such are available stand.

Beim Ausführungsbeispiel nach 4, welches demjenigen nach 2 sehr ähnlich ist, ist der Elektroporationsreaktor 20 mit vertikaler Ausrichtung des Behandlungskanales 78 aufgestellt.According to the embodiment 4 which follows the one 2 is very similar, is the electroporation reactor 20 with vertical orientation of the treatment channel 78 established.

Beim Ausführungsbeispiel nach 4 wird der Schalter 86 durch einen Steuerkreis 94 geschaltet, der in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator 88 arbeitet. Der Steuerkreis 94 ist schematisch als Komparator mit einstellbarer Vergleichsspannung V wiedergegeben.According to the embodiment 4 becomes the switch 86 through a control circuit 94 switched, which depends on the voltage at the capacitor 88 is working. The control circuit 94 is shown schematically as a comparator with adjustable reference voltage V.

Erreicht beim Ausführungsbeispiel nach 4 die Spannung am Kondensator 88 einen vorgegebenen Wert, so schließt der Steuerkreis 94 den Schalter 86, und die auf dem Kondensator gespeicherte Ladung fließt impulsförmig über die Elektroden 80, 82 und die zwischen diesen befindliche Mischung sowie den Messwiderstand 84 gegen Erde ab. Der Schalter 86 wird dann wieder geöffnet und der Kondensator 88 wird von der Ladeeinheit 92 über den Ladewiderstand 90 wieder aufgeladen. Die gesamte Anordnung arbeitet somit als Hochspannungs-Impulsgenerator.Achieved in the embodiment according to 4 the voltage at the capacitor 88 a predetermined value, then closes the control circuit 94 the switch 86 , And the charge stored on the capacitor flows in pulses over the electrodes 80 . 82 and the mixture between them and the measuring resistor 84 against earth. The desk 86 is then reopened and the condenser 88 is from the loading unit 92 over the charging resistance 90 recharged. The entire arrangement thus operates as a high voltage pulse generator.

Beim Ausführungsbeispiel nach 5 ist der Schalter 86 durch eine Entladungsstrecke 86' ersetzt. Diese schlägt jeweils durch, wenn die Spannung an ihren Elektroden einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Durchschlagsspannung hängt von der Art des Gases, welches sich in der Durchschlagsstrecke 86' befindet und von dessen Druck ab.According to the embodiment 5 is the switch 86 through a discharge path 86 ' replaced. This beats when the voltage across its electrodes exceeds a given value. The breakdown voltage depends on the type of gas that is in the breakdown range 86 ' is located and from the pressure.

Hierzu ist ein Vorratsbehälter 116 vorgesehen, welcher einen Vorrat des in der Durchschlagstrecke 86' verwendeten Arbeitsgases enthält. Der Auslass des Vorratsbehälters 116 ist über einen steuerbaren Druckregler 118 mit der Durchschlagstrecke 86' verbunden, wobei die einstellbare Schließkraft durch einen Elektromagneten 120 veranschaulicht ist, der von dem Prozessrechner 96 her bestromt wird.For this purpose, a reservoir 116 provided, which is a supply of the in the breakdown line 86 ' contains used working gas. The outlet of the reservoir 116 is via a controllable pressure regulator 118 with the breakdown range 86 ' connected, wherein the adjustable closing force by an electromagnet 120 illustrated by the process computer 96 is energized.

In weiterer Abwandlung sind bei der Anlage nach Figur 5 im Gehäuse 74 ein Lichtdetektor 122, und ein Drucksensor (oder Mikrofon) 124 vorgesehen, deren Ausgangssignale ODER-mäßig zusammengeschaltet sind und auf einen Eingang des Prozessrechners 96 gegeben werden.In a further modification are in the system of Figure 5 in the housing 74 a light detector 122 , and a pressure sensor (or microphone) 124 provided, the output signals are OR-connected together and to an input of the process computer 96 are given.

Erfolgt in dem Reaktionskanal 78 ein Durchschlag, so wird der entsprechende Lichtblitz bzw. die entsprechende Druck- oder Schallwelle von den Detektoren 122, 124 registriert, und der Prozessrechner 96 kann dann Abhilfe schaffen, wie später noch genauer beschrieben wird.Occurs in the reaction channel 78 a breakdown, then the corresponding light flash or the corresponding pressure or sound wave from the detectors 122 . 124 registered, and the process computer 96 can then remedy, as will be described in more detail later.

Schließlich ist bei der Anlage gemäß 5 am Auslass der Schneckenpumpe 68 ein Leitfähigkeitssensor 126 vorgesehen, der mit dem Prozessrechner 96 verbunden ist.Finally, in the system according to 5 at the outlet of the worm pump 68 a conductivity sensor 126 provided with the process computer 96 connected is.

Einen weiteren Leitfähigkeitssensor 128 kann man im Inneren des Behälters 44 vorsehen.Another conductivity sensor 128 you can inside the container 44 provide.

Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 soll nun das Arbeiten des Prozessrechners 96 skizziert werden, soweit es dazu dient, im Elektroporationsreaktor 20 gleichbleibend gute Arbeitsverhältnisse aufrecht zu erhalten.With reference to the 6 and 7 should now work the process computer 96 be sketched, as far as it serves, in the electroporation reactor 20 to maintain consistently good working conditions.

Hierzu überwacht der Prozessrechner 96 zum einen die Leitfähigkeit der Mischung aus Trägermedium und biologi schem Material vom Behälter 44 bis ins Innere des Reaktionskanales 78 (dort über die Messung der Stromimpulse, die über den Messwiderstand 84 laufen).For this purpose, the process computer monitors 96 on the one hand the conductivity of the mixture of carrier medium and biological material from the container 44 into the interior of the reaction channel 78 (There on the measurement of the current pulses through the measuring resistor 84 to run).

Außerdem überwacht der Prozessrechner 96, ob im Inneren des Reaktionskanales 78 Spannungsüberschläge vorkommen.In addition, the process computer monitors 96 whether in the interior of the reaction channel 78 Voltage flashovers occur.

Er kann dies anhand der Lichtimpulse tun, die auf den Lichtsensor 122 fallen, anhand von Druckimpulsen oder Schallimpulsen, welche den Drucksensor bzw. das Mikrofon 124 erreichen, und auch anhand der Breite der Stromimpulse, welche durch den Messwiderstand 84 fließen, und/oder der Spannungsimpulse, welche der Spannungsteiler 89 bereitstellt.He can do this on the basis of the light pulses coming from the light sensor 122 fall, based on pressure pulses or sound pulses, which the pressure sensor or the microphone 124 reach, and also on the basis of the width of the current pulses, which by the measuring resistor 84 flow, and / or the voltage pulses which the voltage divider 89 provides.

Grundsätzlich arbeitet eine Hauptroutine des Prozessrechners 96 in zwei Stufen unterschiedlicher Priorität: Durchschlagsüberwachung (übergeordnet) und Leitfähigkeitsregelung (nachgeordnet).Basically, a main routine of the process computer works 96 in two stages of different priority: breakdown monitoring (higher level) and conductivity regulation (downstream).

Der Prozessrechner 96 arbeitet dabei getaktet durch Impulse, die auch zur Ansteuerung des Steuerkreises 94 dienen bzw. von der am Messwiderstand 84 abfallenden Spannung und/oder der Ausgangsspanung des Spannungsteilers 89 abgeleitet sind.The process computer 96 works clocked by pulses, which are also used to control the control circuit 94 serve or from the on the measuring resistor 84 decreasing voltage and / or the output voltage of the voltage divider 89 are derived.

Zunächst wird in einem Block 130 geprüft, ob die jeweils angelegte Spannung zu einem Durchschlag geführt hat.First, in a block 130 checked whether the respectively applied voltage has led to a breakdown.

Ist dies nicht der Fall, wird ein Feldimpulszähler (Block 132) um eins hochgesetzt. Anschließend wird die Leitfähigkeitssteuerung angestoßen (Block 134), die in 7 näher dargestellt ist.If this is not the case, a field pulse counter (block 132 ) by one. Subsequently, the conductivity control is triggered (block 134 ), in the 7 is shown in more detail.

Wird ein Durchschlag festgestellt, so wird zunächst in einem Block 136 die Spannung herabgesetzt auf welche der Kondensator 88 aufgeladen wird, bzw. bei welcher der Schalter 86 geschlossen wird. Dies kann durch Änderung des Referenzsignales für den Steuerkreis 94 bzw. der Bestromung des Elektromagneten 120 erfolgen. Die Spannung wird bei jedem auftretenden Durchschlag um ein vorgegebenes Inkrement herabgesetzt, welches erfahrungsgemäß dazu ausreicht, bei einem nächsten Feldimpuls das Auftreten eines Durchschlages zu vermindern.If a breakdown is detected, it is first in a block 136 the voltage lowered to which the capacitor 88 is charged, or at which the switch 86 is closed. This can be done by changing the reference signal for the control circuit 94 or the energization of the electromagnet 120 respectively. The voltage is reduced at each breakdown occurring by a predetermined increment, which experience has shown that sufficient for a next field pulse to reduce the occurrence of punch-through.

In einem nächsten Schritt wird in einem Block 138 ein Präferenzwert für das weitere Vorgehen Pv von einem übergeordneten Programmteil übernommen. Dieser dient zum Aussuchen einer von einer Mehrzahl von Maßnahmen, die ebenfalls dazu dienen können, das Auftreten eines Durchschlages im Reaktorkanal 78 zu vermeiden.In a next step is in a block 138 a preference value for the further procedure Pv adopted from a superordinate program part. This serves to select one of a plurality of measures which can also serve to prevent the occurrence of a breakdown in the reactor channel 78 to avoid.

Hierzu kann gehören, die Fördergeschwindigkeit v der Mischung kurzfristig zu erhöhen, um einen zu gut leitenden inhomogenen Bereich der Mischung aus dem Elektroporationsreaktor auszutragen, bevor der nächste Hochspannungsimpuls angelegt wird Ist für das übergeordnete Programm erkennbar, dass es sich um einen voraussichtlich singulären Durchschlag handelte, so kann das übergeordnete Programm gerade entgegengesetzt die Verkleinerung der Fördergeschwindigkeit für sachdienlich halten, damit das im Reaktorkanal 78 befindliche Material einem zusätzlichen Hochspannungsimpuls ausgesetzt ist und somit beim Verlassen des Elektroporationsreaktors die Standard-Impulszahl erfahren hat.This may include increasing the rate of delivery v of the mixture in the short term to discharge a too well conducting inhomogeneous portion of the mixture from the electroporation reactor before the next high voltage pulse is applied Is apparent to the parent program that it was a presumably singular breakdown, Thus, the parent program just opposite can consider the reduction of the conveying speed for pertinent, so that in the reactor channel 78 located material an additional high voltage pulse is exposed and thus upon exiting the electroporation reactor has experienced the standard number of pulses.

Nach der im Block 140 erfolgten Änderung der Fördergeschwindigkeit (oder Beibehaltung der Fördergeschwindigkeit) wird in einem weiteren Block 142 von einem übergeordneten Programm ein weiterer Präferenzwert PT übernommen, der angibt, ob der Abstand T, in welchem der nächste Hochspannungsimpuls an den Durchflussreaktor 20 angelegt wird, schneller oder langsamer bereitgestellt wird. Diese Modifizierung des Impulsabstandes erfolgt im Block 144.After in the block 140 a change in the conveying speed (or maintenance of the conveying speed) takes place in a further block 142 from a higher-order program, another preference value PT is taken, which indicates whether the distance T, in which the next high-voltage pulse to the flow reactor 20 is created faster or slower. This modification of the pulse spacing is done in the block 144 ,

Dann erfolgt von dort ein Rücksprung zum Startpunkt S der Hauptroutine.Then there is a return from there to the starting point S of the main routine.

Wird ein Durchschlag festgestellt, so wird zugleich im Block 146 ein Durchschlagszähler um eins erhöht. Dieser wird in regelmäßigen Abständen durch einen anderen Programmteil zurückgesetzt, wie durch eine Rückstellklemme R angedeutet.If a breakdown is found, then at the same time in the block 146 a punch counter increased by one. This is reset at regular intervals by another program part, as indicated by a reset terminal R.

In einem Block 148 wird festgestellt, ob der Stand des Durchschlagszählers größer ist als eine vorgegebene Zahl (1, 2, 3,...). Ist dies der Fall, wird in einem Block 150 eine Notfallmaßnahme getroffen.In a block 148 it is determined whether the level of the breakdown counter is greater than a predetermined number (1, 2, 3, ...). If this is the case, it will be in a block 150 taken an emergency measure.

Dies wird dann aus der nachstehenden Gruppe ausgewählt sein: Alarm und/oder Fehlerhalt der gesamten Anlage; Unterbinden weiterer Hochspannungsimpulse für eine vorgegebene Zeit; rasches Erniedrigen der Leitfähigkeit der im Reaktorkanal 78 befindlichen Mischung durch rasches Zuführen einer größeren Menge reinen Wassers; rasches Ausstoßen des Inhaltes des Reaktorkanales 78.This will then be selected from the following group: alarm and / or error stop of the entire system; Preventing further high voltage pulses for a given time; rapidly lowering the conductivity in the reactor channel 78 mixture by rapidly feeding a larger amount of pure water; rapid ejection of the contents of the reactor channel 78 ,

7 zeigt ein Unterprogramm, welches der Prozessrechner 96 dazu verwendet, die Leitfähigkeit der im Reaktorkanal 78 befindlichen Mischung innerhalb eines vorgegebenen Leitfähigkeitsbereiches zu halten, der durch eine Obergrenze und eine Untergrenze vorgegeben ist. 7 shows a subroutine, which is the process computer 96 used to control the conductivity of the reactor channel 78 mixture within a predetermined conductivity range, which is given by an upper limit and a lower limit.

In einem Block 152 erfolgt die laufende Leitfähigkeitsmessung im Reaktorkanal 78.In a block 152 the current conductivity measurement takes place in the reactor channel 78 ,

In einem weiteren Block 154 wird geprüft, ob die aktuelle Leitfähigkeit zu groß ist. Ist dies der Fall, wird in einem Block 156 ein Präferenzwert Pa für eine durchzuführende Abhilfemaßnahme übernommen. Gemäß diesem Präferenzwert wird dann im Block 158 eine zugeordnete Maßnahme durchgeführt. Diese kann darin bestehen, den Anteil des biologischen Materiales in der Mischung herabzusetzen, die Intensität einer Vorbehandlung herabzusetzen, die Zugabe eines leitfähigen Additives herabzusetzen oder mehr Trägerwasser zuzusetzen.In another block 154 it checks if the current conductivity is too high. If this is the case, it will be in a block 156 assumed a preference value P a for a remedial action to be performed. According to this preference value is then in the block 158 an assigned action is performed. This may consist of reducing the proportion of biological material in the mixture, reducing the intensity of a pretreatment, reducing the addition of a conductive additive or adding more carrier water.

Wird im Block 154 festgestellt, dass die Leitfähigkeit nicht zu groß ist, wird in einem Block 160 geprüft, ob die Leitfähigkeit zu klein ist.Will be in the block 154 found that the conductivity is not too large, is in a block 160 Checked if the conductivity is too small.

Ist dies der Fall, so wird in einem Block 162 von einem übergeordneten Programmteil wieder ein Präferenzwert Pb übernommen, der angibt, welche einer Mehrzahl vorgesehener Abhilfemaßnahmen getroffen werden soll.If this is the case, it will be in a block 162 from a higher-level program part again adopted a preference value P b , which indicates which of a plurality of proposed remedial measures should be taken.

Diese Maßnahme kann aus nachstehender Gruppe ausgewählt sein: Erhöhen des Anteiles an biologischem Material in der Mischung, intensivere Vorbehandlung des biologischen Materiales, Zusatz eines leitfähigen Additives, Herabsetzen der Trägerwassermenge.These measure can be selected from the following group: Increase the Proportion of biological material in the mixture, more intensive pretreatment of the biological material, addition of a conductive additive, lowering the carrier water amount.

In einem Block 164 wird die entsprechende Maßnahme dann durchgeführt.In a block 164 the corresponding measure is then carried out.

Ähnliche Regelschleifen können ständig ausgehend vom Ausgangswert des Leitfähigkeitsmessers 126 und des Leitfähigkeitsmessers 128 erfolgen.Similar control loops can be constantly based on the output value of the conductivity meter 126 and the conductivity meter 128 respectively.

Hat man eine Anlage mit Teilrückführung von Materialmengen, so kann die Einstellung der richtigen Leitfähigkeit in dem Reaktorkanal 78 auch dadurch erfolgen, dass man die Größe der rückgeführten Materialströme geeignet ändert.If you have a system with partial recirculation of material quantities, so can the setting of the correct conductivity in the reactor channel 78 also be done by changing the size of the recycled material flows suitable.

Im Hinblick auf das Vermeiden von Durchschlägen im Elektroporationsreaktor ist es vorteilhaft, dort alle Arbeitsbedingungen zu meiden, die zu der Bildung von Gas- oder Dampfblasen führen könnten. Dies bedeutet auch, daß man im Elektroporationsreaktor einen höheren Druck einstellen wird als in vorgelagerten Behandlungsreaktoren, und daß man im Elektroporationsreaktor auch eine Temperatur einstellen wird, die höher ist als die in vorgelagerten Behandlungsreaktoren.in the With regard to avoiding breakdowns in the electroporation reactor it is advantageous to avoid all working conditions there could lead to the formation of gas or vapor bubbles. This also means that he in the electroporation reactor will set a higher pressure as in upstream treatment reactors, and that in the electroporation reactor also set a temperature that is higher than that in upstream Treatment reactors.

Ebenfalls im Hinblick auf das Vermeiden von Durchschlägen wird man bei einer Vorbehandlung des biologischen Materiales darauf achten, daß dieses keine Spitzen erhält bzw. vorhandene Spitzen abgerundet werden.Also with regard to the prevention of breakdowns one is in a pretreatment of the ensure that it does not receive any peaks or existing tips are rounded off.

Das Extrahieren der Wirkstoffe oder Schadstoffe kann dann in der Extraktionsstufe 24 wieder auf die weiter oben geschilderte Weise erfolgen.The extraction of the active substances or pollutants can then be carried out in the extraction stage 24 done again in the manner described above.

Die Extraktionsstufe ist nicht auf die Verwendung von extrahierenden Lösungsmittel beschränkt. Es können auch physikalische Extraktionsverfahren verwendet werden, die z.B. unter Druck- und/oder Temperatureinwirkung arbeiten.The Extraction stage is not based on the use of extracting solvent limited. It can also physical extraction methods may be used, e.g. work under pressure and / or temperature.

Bei manchen Produkten kann es in weiterer Abwandlung der Erfindung auch von Interesse sein, ein von nicht erwünschten Stoffen befreites Produkt hinter der Extraktionsstufe 24 wieder zu trocknen. Als dann wieder flüssigkeitsarmes Produkt ist es auch zur Langzeitlagerung geeignet, ohne daß sich Mikroorganismen im Produkt vermehren. Das behandelte Produkt hat aber nach wie vor die Eigenschaft, daß es viele bei der Elektroporation entstandene Kanäle und freie Oberflächen aufweist, die zu einem späteren Zeitpunkt einen raschen Austausch von Wirkstoffen mit einer Flüssigkeit oder einem Gas ermöglichen.For some products, it may also be of interest in a further modification of the invention, a product freed of undesired substances behind the extraction stage 24 to dry again. As again low-liquid product, it is also suitable for long-term storage without microorganisms multiply in the product. The treated product, however, still has the property of having many channels and free surfaces resulting from electroporation, which allow a rapid exchange of drugs with a liquid or gas at a later time.

So könnte man z.B. mit dem oben geschilderten Verfahren Kaffeebohnen behandeln, die sparsamer verwendet werden können, da eine intensivere Übertragung der Geschmacksstoffe und des Koffeins auf das Kaffeewasser möglich ist.So could one e.g. treat coffee beans using the procedure outlined above, which can be used more sparingly because a more intense transmission the flavors and the caffeine on the coffee water is possible.

Zu typischen flüssigkeitsarmen biologischen Materialien, die mit dem oben beschriebenen Verfahren aufschließbar sind, gehören Vorprodukte für die Parfümindustrie (Rosenblätter, Lavendelblätter usw.), Vorprodukte für Drogerieartikel (Tannennadeln, Nadeln von Latschenkiefern usw.), Vorprodukte für die Pharmaindustrie (z.B. Blätter von Heilpflanzen (Eukalyptus, Pfefferminze, Melisse, Brennessel, Lindenblüten), Wirkstoffe enthaltende Rinden usw. und auch Wurzeln, Blätter und Früchte von Arzneimittelpflanzen (Hauhechelwurzel, Tollkirsche, Fingerhut usw.) und Vorprodukte für die Lebensmittelindustrie (Gewürze, Trockenfrüchte, Linsen, Erbsen usw.)To typical low-liquid biological materials obtained by the method described above digestible are, belong Precursors for the perfume industry (Rose petals, Lavender leaves etc.), Precursors for Drugstore articles (pine needles, pine pines needles, etc.), Precursors for the pharmaceutical industry (e.g., leaves of medicinal plants (eucalyptus, peppermint, lemon balm, stinging nettle, Lime blossom) Bark containing active ingredients, etc., and also roots, leaves and fruit of medicinal plants (toadstool root, belladonna, foxglove, etc.) and precursors for the food industry (spices, Dried fruits, Lentils, peas, etc.)

Typische Beispiele für tierische biologische Materialien sind z.B. Fleisch (zur Gewinnung von Fleischextrakten) und Gewebe zur Hormongewinnung (Nebennierenrindenteile) usw..typical examples for animal biological materials are e.g. Meat (for extraction of meat extracts) and tissue for hormone production (adrenal cortices) etc..

Die nachstehenden Beispiele geben einen Überblick über zusammen mit bestimmten pflanzlichen Materialien geeignete Arbeitsparameter des Elektroporationsreaktors.The The following examples give an overview together with certain plant materials suitable working parameters of the electroporation reactor.

Beispiel 1: Herstellung von HauhechelwurzelsaftExample 1: Preparation of hominy root juice

Hauhechelwurzeln wurden mechanisch auf Stückchen von etwa 5 mm Durchmesser zerkleinert.Hauhechelwurzeln were mechanically on bits crushed by about 5 mm in diameter.

So erhaltene Wurzelschnitzel wurden im Verhältnis 1:3 mit Wasser zu einer Maischelösung zusammengegeben.So obtained root chips were in the ratio 1: 3 with water to a mash solution combined.

Die Maischelösung wurde über 10 Minuten bei 19°C gerührt.The mash solution was over 10 minutes at 19 ° C touched.

Man erhält so eine vorbehandelte Maischelösung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 5,9 mS/cm.you receives such a pretreated mash solution with an electrical conductivity of 5.9 mS / cm.

Diese Maischelösung wurde in einen Elektroporationsreaktor gegeben, dessen recheckige einander gegenüberliegende Elektroden einen Abstand von 20 mm und Kantenlängen von 4 cm bzw. 13 cm aufwiesen.These mash solution was placed in an electroporation reactor whose rectangular opposite each other Electrodes have a distance of 20 mm and edge lengths of 4 cm and 13 cm respectively.

Die Maischelösung wurde bei einer Feldstärke von 12,5 kV/cm mit 15 Feldimpulsen behandelt. Deren Länge betrug 2 μs.The mash solution was at a field strength of 12.5 kV / cm treated with 15 field pulses. Their length was 2 μs.

Unmittelbar nach der Elektroporation wurde eine Leitfähigkeit der Maische von 6,9 mS/cm gemessen.immediate after electroporation, the mash conductivity was 6.9 measured mS / cm.

Nach Ruhen der Maische nach der Elektroporation über 3 Stunden wurde das Wasser abgeschüttet und der Wurzelsaft abgepresst und gefiltert.To Resting the mash after electroporation for 3 hours became the water decanted and squeezed the root juice and filtered.

Dessen Leitfähigkeit betrug 10,45 mS/cm.Whose conductivity was 10.45 mS / cm.

Der Rückstand nach dem Abpressen betrug 6,15%.Of the Residue after pressing was 6.15%.

Beispiel 2: Herstellung von LindenblütensaftExample 2: Preparation of lime blossom juice

Lindenblüten mit einem Druchmesser von 5 bis 10 mm wurden im Verhältnis 1:2 mit Wasser zu einer Maischelösung zusammengegeben.Lime blossom with a diameter of 5 to 10 mm were in a ratio of 1: 2 with water to a mash solution combined.

Die Maischelösung wurde über 10 Minuten bei 19°C gerührt.The mash solution was over 10 minutes at 19 ° C touched.

Man erhält so eine vorbehandelte Maischelösung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 3,3 mS/cm.you receives such a pretreated mash solution with an electrical conductivity of 3.3 mS / cm.

Diese Maischelösung wurde in einen Elektroporationsreaktor gegeben, dessen recheckige einander gegenüberliegende Elektroden einen Abstand von 20 mm und Kantenlängen von 4 cm bzw. 13 cm aufwiesen.These mash solution was placed in an electroporation reactor whose rectangular opposite each other Electrodes have a distance of 20 mm and edge lengths of 4 cm and 13 cm respectively.

Die Maischelösung wurde bei einer Feldstärke von 11,5 kV/cm mit 15 Feldimpulsen behandelt. Die Länge der Feldimpulse betrug 2 μs.The mash solution was at a field strength of 11.5 kV / cm treated with 15 field pulses. The length of the Field pulses was 2 μs.

Unmittelbar nach der Elektroporation wurde eine Leitfähigkeit der Maische von 4,68 mS/cm gemessen.immediate after electroporation, the mash conductivity was 4.68 measured mS / cm.

Nach Ruhen der Maische nach der Elektroporation über 3 Stunden wurde das Wasser abgeschüttet und der Saft abgepresst.To Resting the mash after electroporation for 3 hours became the water decanted and squeezed the juice.

Dessen Leitfähigkeit betrug 7,0 mS/cm.Whose conductivity was 7.0 mS / cm.

Der Rückstand nach dem Abpressen des Saftes betrug 3,84%.Of the Residue after squeezing the juice was 3.84%.

Claims (46)

Verfahren zum Aufschließen von flüssigkeitsarmem, insbesondere getrocknetem, biologischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß a) in das biologische Material ein Penetrationsmedium eingeführt wird, welches dort eine elektrische Leitfähigkeit einstellt, b) das mit Penetrationsmedium angereicherte biologische Material in einem Trägermedium verteilt wird, wobei die Art des Trägermediums und das Verhältnis zwischen Trägermedium und biologischem Material so gewählt sind, daß die erhaltene Mischung elektrisch schwach leitend ist, und c) die Mischung aus Trägermedium und mit Penetrationsmedium angereichertem biologischem Material durch Elektroporation behandelt wird.Method for breaking up liquid poor, in particular dried, biological material, characterized in that a) in the biological material, a penetration medium is introduced, which adjusts an electrical conductivity there, b) the penetration medium enriched with biological material is distributed in a support medium, the nature of the support medium and the ratio between the carrier medium and the biological material is selected such that the resulting mixture is electrically weakly conductive, and c) the mixture of carrier medium and penetration medium-enriched biological material is treated by electroporation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des Penetrationsmediums in das biologische Material so erfolgt, daß man das biologische Material in ein Volumen an Penetrationsmedium gibt und dort für eine vorgegebene Zeitspanne belässt.Method according to claim 1, characterized in that that this Introducing the penetration medium in the biological material so done that one that the gives biological material in a volume of penetration medium and there for a predetermined period of time leaves. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Penetrationsmedium temperiert ist.Method according to claim 2, characterized in that that this Tempering medium is tempered. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Penetrationsmedium, wenn es eine Flüssigkeit ist, auf eine Temperatur zwischen etwa 5°C und etwa 95°C, vorzugsweise zwischen etwa 10°C und etwa 70°C, nochmals vorzugsweise zwischen etwa 15°C und 50°C, insbesondere etwa 20C eingestellt wird, und wenn es ein Gas oder Dampf ist, auf eine Temperatur zwischen etwa 50°C und etwa 200°C, vorzugsweise etwa 130°C und etwa 150°C eingestellt wird.Method according to claim 3, characterized that this Penetration medium, if it is a liquid, to a temperature between about 5 ° C and about 95 ° C, preferably between about 10 ° C and about 70 ° C, again preferably between about 15 ° C and 50 ° C, in particular about 20C set is, and if it is a gas or steam, to a temperature between about 50 ° C and about 200 ° C, preferably about 130 ° C and about 150 ° C is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus biologischem Material und Penetrationsmedium zumindest während eines Teiles der vorgegebenen Zeitspanne bewegt wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized that the Mixture of biological material and penetration medium at least while a part of the predetermined period of time is moved. Vefahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Penetrationsmedium eine Flüssigkeit ist und daß die Mischung aus Penetrationsflüssigkeit und biologischen Material entgast wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized that this Penetration medium a liquid is and that the Mixture of penetration liquid and degas biological material. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem aus der Mischung aus Penetrationsflüssigkeit und biologischem Material abgesaugten Gas kondensierbare Bestandteile abgeschieden werden.Method according to Claim 6, characterized that out from the mixture of penetration liquid and biological material aspirated gas condensable constituents are deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Einbringens von Penetrationsmedium in das biologische Material unter Anwendung von Flüssigkeitsdampf erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that at least a part of the introduction of penetration medium into the biological Material using liquid vapor he follows. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdampf im wesentlichen gesättigt ist.Method according to claim 8, characterized in that that the liquid vapor essentially saturated is. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf Wasserdampf ist und eine Temperatur von etwa 50°C bis etwa 150°C aufweist, vor zugsweise von etwa 50°C bis etwa 120°C, nochmals vorzugsweise etwa 50°C bis etwa 80°C, insbesondere etwa 50°C bis etwa 70°C, wobei bei Temperaturen unter 100°C der Druck im Behandlungsreaktor vorzugsweise so eingestellt wird, daß der Siedepunkt bei der genannten Temperatur liegt.Method according to claim 8 or 9, characterized that the Steam is steam and a temperature of about 50 ° C to about 150 ° C, preferably about 50 ° C up to about 120 ° C, again preferably about 50 ° C up to about 80 ° C, in particular about 50 ° C up to about 70 ° C, at temperatures below 100 ° C the pressure in the treatment reactor is preferably set so that the Boiling point at the specified temperature is. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Einbringen von Penetrationsmedium durch Behandlung im Flüssigkeitsdampf erfolgt und dann ein Einbringen von Penetrationsmedium durch Kontakt mit Penetrationsflüssigkeit erfolgt.Method according to one of claims 8 to 10, characterized that first one Introduction of penetration medium by treatment in the liquid vapor takes place and then an introduction of penetration medium by contact with penetration liquid he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Penetrationsmedium unter Anwendung von Druck erfolgt.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that this Introducing penetration medium using pressure. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Druck zwischen etwa 1,5 bar und etwa 10 bar, vorzugsweise etwa zwischen 2 bar und 7 bar beträgt.Method according to claim 12, characterized in that that the used pressure between about 1.5 bar and about 10 bar, preferably is between about 2 bar and 7 bar. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das biologische Material vor dem Einbringen des Penetrationsmediums in einem Vorbehandlungsschritt mechanisch zerkleinert und/oder gebeizt und/oder mit Licht oder ionisierenden Strahlen bestrahlt wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized that this biological material prior to introduction of the penetration medium mechanically comminuted and / or pickled in a pretreatment step and / or irradiated with light or ionizing radiation. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlungsschritt unmittelbar vor dem Einbringen des Penetrationsmediums in das biologische Material erfolgt.Method according to claim 14, characterized in that that the Pre-treatment step immediately before the introduction of the penetration medium in the biological material takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß das biologische Material nach einer ersten Elektroporationsbehandlung zumindest teilweise mindestens einer weiteren Elektroporationsbehandlung unterworfen wird.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that that this biological material after a first electroporation treatment at least partially at least one further electroporation treatment is subjected. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückgeführte Teil des biologischen Materials einer Zwischenbehandlung unterworfen wird.Method according to claim 16, characterized in that that the returned part of the biological material subjected to an intermediate treatment becomes. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbehandlung eine oder mehrere der nachstehenden Behandlungen umfasst: mechanisches Zerkleinern, Lagern, Mischen mit einer Flüssigkeit, insbesondere einer Beize, Temperieren, Druckbehandlung, Bestrahlung mit Licht oder ionisierenden Strahlen.Process according to claim 17, characterized in that the intermediate treatment comprises one or more of the following treatments: mechanical comminution, storage, mixing with a liquid, in particular a pickling, tempering, pressure treatment, irradiation with light or ionizing radiation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des biologischen Materiales nach der Elektroporation nochmals mit Penetrationsmedium behandelt wird und anschließend nochmals einer Elektroporationsbehandlung unterworfen wird.Method according to one of claims 1 to 18, characterized that at least a part of the biological material after electroporation again treated with penetration medium and then again subjected to electroporation treatment. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des biologischen Materiales nach der Elektroporation nochmals mechanisch zerkleinert wird und anschließend wieder mit Penetrationsmedium behandelt und nochmals durch Elektroporation behandelt wird.Method according to one of claims 1 to 19, characterized that at least a part of the biological material after electroporation again is mechanically comminuted and then again with penetration medium treated and treated again by electroporation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem biologischen Material nach der Elektroporationsbehandlung in einem weiteren Verfahrensschritt eine Komponente extrahiert wird.Method according to one of claims 1 to 20, characterized that out the biological material after the electroporation treatment in a further step, a component is extracted. verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des an extrahierter Komponente verarmten elektroporierten Restmateriales wieder einer Vorzerkleinerung unterworfen wird und/oder einer Behandlung mit Penetrationsmedium unterworfen wird und einer weiteren Elektroporationsbehandlung unterworfen wird.Method according to Claim 21, characterized that at least a portion of the electroporated depleted of extracted component Residual material is again subjected to pre-crushing and / or is subjected to a treatment with penetration medium and a subjected to further electroporation treatment. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke bei der Elektroporation zwischen etwa 1 und etwa 100 kV/cm, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 50 kV/cm, nochmals vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 25 kV/cm und nochmals bevorzugt zwischen etwa 3 und etwa 15 kV/cm beträgt.Method according to one of claims 1 to 22, characterized that the field strength in electroporation, between about 1 and about 100 kV / cm, preferably between about 1 and about 50 kV / cm, again preferably between about 3 and about 25 kV / cm, and more preferably between about 3 and about 15 kV / cm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke unter Berücksichtigung der Größe der Zellen des biologischen Materiales so gewählt ist, daß der Potentialabfall über eine Zelle des biologischen Materiales zwischen etw 0,5 V und etwa 5 V, vorzugsweise zwischen etwa 1 V und etwa 2 Vbeträgt.Method according to one of claims 1 to 23, characterized that the field strength considering the size of the cells of the biological material is selected so that the potential drop over a Cell of biological material between sth 0.5 V and about 5 V, preferably between about 1V and about 2V. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit der der Elektroporation unterworfenen Mischung aus Trägermedium und mit Penetrationsmedium angereichertem biologischen Material zwischen etwa 0,1 mS/cm und etwa 100 mS/cm vorzugszweise zwischen etwa 0,5 mS/cm und etwa 30 mS/cm beträgt.Method according to one of claims 1 to 24, characterized that the electric conductivity the mixture of carrier medium subjected to electroporation and biological media enriched with penetration medium between about 0.1 mS / cm and about 100 mS / cm, preferably between about 0.5 mS / cm and about 30 mS / cm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der zur Elektroporation verwendeten Feldimpulse etwa 10 ns bis etwa 100 μs, vorzugsweise etwa 100 ns bis etwa 50 μs beträgt.Method according to one of claims 1 to 25, characterized that the Length of field pulses used for electroporation about 10 ns to about 100 μs, preferably about 100 ns to about 50 μs. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der bei der Elektroporation verwendeten Feldimpulse zwischen etwa 0,1 Hz und etwa 500 Hz, vorzugsweise zwischen etwa 0,2 Hz und etwa 50 Hz, wiederum vorzugsweise zwischen etwa 0,5 Hz und etwa 40 Hz beträgt.Method according to one of Claims 1 to 26, characterized that the Frequency of field pulses used in electroporation between about 0.1 Hz and about 500 Hz, preferably between about 0.2 Hz and about 50 Hz, again preferably between about 0.5 Hz and about 40 Hz. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichent, daß das biologische Material bei der Elektroporation einer Gesamtanzahl von Feldimpulsen ausgesetzt ist, die 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 50, nochmals vorzugsweise 1 bis 20 beträgt.Method according to one of claims 1 to 27, characterized that this biological material in electroporation of a total of Field pulses is exposed, the 1 to 100, preferably 1 to 50, again preferably 1 to 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Penetrationsmedium sich von dem Trägermedium unterscheidet, vorzugsweise in seiner elektrischen Leitfähigkeit.Method according to one of claims 1 to 28, characterized that this Penetration medium is different from the carrier medium, preferably in its electrical conductivity. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien im wesentlichen Wasser oder eine wässrige Lösung ist.Method according to claim 29, characterized that one the two media is essentially water or an aqueous solution. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium im wesentlichen Wasser oder eine wässrige Lösung ist.Method according to claim 30, characterized in that that this transfer medium is essentially water or an aqueous solution. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien ein Gas oder Dampf ist.Method according to one of claims 29 to 31, characterized that one the two media is a gas or vapor. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium ein Gas oder eine Dampf ist.Method according to claim 32, characterized in that that this transfer medium a gas or a vapor. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien eine mit Wasser nicht mischbare organische Flüssigkeit ist, insbesondere ein Öl.Method according to one of claims 29 to 31, characterized that one the two media a water immiscible organic liquid is, especially an oil. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium ein elektrisch schwach leitendes Öl ist.A method according to claim 34, characterized that this transfer medium is an electrically weakly conductive oil. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß dem Penetrationsmedium eine oberflächenaktive Substanz zugesetzt ist.Method according to one of claims 1 to 35, characterized that the Penetration medium is a surface-active Substance is added. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gewinnen eines Wirkstoffes aus einem flüssigkeitsarmen biologischen Material der Wirkstoff aus dem durch Elektroporation behandelten Material durch Druck und/oder Temperatureinwirkung und/oder unter Verwendung eines organischen oder wässrigen Lösungsmittels extrahiert wird.Method according to one of claims 1 to 36, characterized in that for obtaining an active substance from a liquid-poor biological material of the active ingredient from the material treated by electroporation by pressure and / or temperature and / or using an organic or aqueous solvent is extracted. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen eines von einem Schadstoff befreiten biologischen Materiales der Schadstoff aus dem durch Elektroporation behandelten Material durch Druck und/oder Temperatureinwirkung und/oder unter Verwendung eines organischen oder wässrigen Lösungsmittels extrahiert wird.Method according to one of claims 1 to 36, characterized that to Generating a pollutant-free biological material the pollutant from the material treated by electroporation by pressure and / or temperature action and / or using an organic or aqueous solvent is extracted. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 38, gekennzeichnet durch einen Vorbehandlungsreaktor (16), der Einlässe (46, 48) für ein Penetrationsmedium und flüssigkeitsarmes biologisches Material aufweist, und durch einen Elektroporationsreaktor (20), der zwei einen Behandlungskanal (78) zumindest teilweise begrenzende Elektroden (80, 82) aufweist, die mit einem Hochspannungsimpuls-Generator (86, 90 bis 94) verbunden sind.Device for carrying out the method according to one of Claims 1 to 38, characterized by a pretreatment reactor ( 16 ), the inlets ( 46 . 48 ) for a penetration medium and liquid-poor biological material, and by an electroporation reactor ( 20 ), the two have a treatment channel ( 78 ) at least partially limiting electrodes ( 80 . 82 ) connected to a high voltage pulse generator ( 86 . 90 to 94 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsimpuls-Generator (86, 90 bis 94) einen durch eine Ladeeinheit (92) aufladbaren Kondensator (88) und einen steuerbaren Schalter (86) aufweist, über welchen eine (80) der Elektroden (80, 82) des Elektroporationsgenerators (20) mit der einen Klemme des Kondensators (88) verbindbar ist, während die andere Klemme des Kondensators (88) und die zweite (82) der Elektroden (80, 82) zusammengeschaltet sind.Device according to Claim 39, characterized in that the high-voltage pulse generator ( 86 . 90 to 94 ) one by a loading unit ( 92 ) rechargeable capacitor ( 88 ) and a controllable switch ( 86 ) over which a 80 ) of the electrodes ( 80 . 82 ) of the electroporation generator ( 20 ) with one terminal of the capacitor ( 88 ) is connectable while the other terminal of the capacitor ( 88 ) and the second ( 82 ) of the electrodes ( 80 . 82 ) are interconnected. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite (82) der Elektroden (80, 82) über einen Meßwiderstand (84) mit der zweiten Klemme des Kondensators (88) verbunden ist oder mit den Elektroden (80, 82) ein Meß-Spannungsteiler (89) verbunden ist und die am Meßwiderstand (84) abfallende bzw. die vom Meß-Spannungsteiler (89) bereitgestellte Spannung dazu verwendet wird, mindestens einen Arbeitsparameter des Vorbehandlungsreaktors (16) und/oder des Elektroporationsreaktors (20) und/oder der Fördereinrichtung (68, 70) zu steuern (96).Apparatus according to claim 40, characterized in that the second ( 82 ) of the electrodes ( 80 . 82 ) via a measuring resistor ( 84 ) with the second terminal of the capacitor ( 88 ) or with the electrodes ( 80 . 82 ) a measuring voltage divider ( 89 ) and the measuring resistor ( 84 ) falling or the measuring voltage divider ( 89 ) is used, at least one working parameter of the pretreatment reactor ( 16 ) and / or the electroporation reactor ( 20 ) and / or the conveyor ( 68 . 70 ) ( 96 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlungsreaktor (16) evakuierbar (60) ist.Device according to one of Claims 39 to 41, characterized in that the pretreatment reactor ( 16 ) evacuable ( 60 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlungsreaktor (16) auf eine vorgegebene Temperatur einstellbar (56) ist.Device according to one of Claims 39 to 42, characterized in that the pretreatment reactor ( 16 ) is adjustable (56) to a predetermined temperature. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichzeichnet, daß eine Fördereinrichtung (68) Material vom Ausgang des Vorbehandlungsreaktors (16) zum Eingang des Elektroporationsreaktors (20) fördert.Device according to one of claims 39 to 43, characterized in that a conveyor ( 68 ) Material from the outlet of the pretreatment reactor ( 16 ) to the entrance of the electroporation reactor ( 20 ) promotes. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Schneckenpumpe (68), vorzugsweise eine Exzenterschneckenpumpe umfasst, die vorzugsweise in der Drehzahl steuerbar ist.Apparatus according to claim 44, characterized in that the conveying device is a screw pump ( 68 ), preferably an eccentric screw pump, which is preferably controllable in rotational speed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Datenspeicher (100) umfasst, in welchem Sätze von Arbeitsparametern für verschiedene zu behandelnde biologische Materialien abgelegt sind, die durch ein Bedienfeld (98) auswählbar sind.Device according to one of claims 39 to 45, characterized in that it comprises a data memory ( 100 ), in which sets of operating parameters are stored for different biological materials to be treated, which are controlled by a control panel ( 98 ) are selectable.
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DE200610009156 Withdrawn DE102006009156A1 (en) 2006-02-24 2006-02-24 Procedure for disintegration of dried, biological material e.g. plant parts, includes introducing penetration medium into material, distributing the material in carrier medium, and electroporation of mixture of carrier medium and material

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