Mikrobiologischer Brutschrank

Ein Brutschrank verfügt üblicherweise über ein Innenraumvolumen zwischen 20 und 800 Liter sowie einen Temperaturbereich von +5 °C über Raumtemperatur bis +100 °C (Details zur grundsätzlichen Funktionsweise und Ausstattung eines Temperierschranks).

Im Regelfall genügen in der Mikrobiologie Brutschränke mit natürlicher Konvektion. Bei Vollbeladung kann jedoch eine motorische Luftumwälzung die Temperaturverteilung im Innenraum unterstützen (für Details zu Beheizung, natürlicher Konvektion und forcierter Umluft siehe 1.3.1.).

Da bei der Arbeit mit lebenden Organismen die Hygiene äußerst wichtig ist, bieten einige Hersteller die Möglichkeit an, den Innenraum im Brutschrank zu sterilisieren (Hygiene und Vermeidung von Kontamination)

 

Spezialfall: Kühlbrutschränke

Die üblichen Temperaturen in einem mikrobiologischen Brutschrank liegen rund um die menschliche Körpertemperatur (37 °C). Für Anwendungen, die Temperaturen im Bereich der Raumtemperatur und darunter bis hin zu Minusgraden erfordern, oder, wenn die Umgebungstemperatur sehr hoch ist, gibt es spezielle Kühlbrutschränke. In der Lebensmittelbiologie wird der Kühlbrutschrank beispielsweise für Haltbarkeitstests sowie Lagerungszwecke verwendet, in der Agrarwissenschaft für die Erdkeimung, in der Umwelttechnologie für die Ermittlung des biochemischen Sauerstoffbedarfs, in der Biologie für das Züchten von Modellorganismen wie Fadenwürmern oder Fruchtfliegen sowie die Kultivierung von Pilzen oder Hefen und in der Proteinbiologie für das Züchten von Kristallen. Mit zusätzlicher Beleuchtung (Tag-Nacht-Rhythmus) ausgestattet eignet sich der Kühlbrutschrank zur Pflanzenanzucht in der Zoologie.

Kühlbrutschrank mit Kompressor und Glastür innen

Kühlbrutschrank mit Kompressor und Glastür innen

 

Kompressorkühlung im Kühlbrutschrank

Der Innenraum im Kühlbrutschrank wird in der Praxis meist mittels eines Kompressors gekühlt wie er auch in herkömmlichen Kühlschränken zu finden ist. Um so genannte Kältenester (Cold Spots) und damit ein Austrocknen der Proben zu verhindern, trennen manche Hersteller die Komponenten des Kühlsystems durch einen gekühlten Luftmantel vom Innenraum ab (Kondensation).

Luftmantel um den Innenraum eines Kühlbrutschranks verhindert Probenaustrocknung
 
 

Peltier-Kühlung im Kühlbrutschrank

Einige Hersteller bieten Kühlbrutschränke an, die mit Peltier-Technologie geheizt und gekühlt werden. Wird an ein Peltier-Element eine Spannung angelegt, so wird eine Seite abgekühlt, während sich gleichzeitig die gegenüberliegende Seite erwärmt. Durch einfaches Umpolen der Versorgungsspannung wird die Heiß- und die Kalt-Seite des Peltier-Elements vertauscht. Die Vorteile der Peltier-Technologie liegen in einem niedrigen Energieverbrauch im Teillastbetrieb, einem niedrigen Geräuschpegel und hoher Regelgenauigkeit. Da Kühlbrutschränke mit Peltier-Elementen beinahe ohne Vibrationen arbeiten, eignen sie sich insbesondere für die Proteinkristallographie und die Insektenzucht.

 

Übersicht Glossar Temperierschrank

 


Bildnachweis: Memmert GmbH + Co. KG

Heizen und Kühlen eines Kühlbrutschranks mittels Peltier-Technologie