Titelaufnahme

Titel
Künstliche Kultivierung von Fungi Spezies mit einem RPi gesteuerten Inkubator
Weitere Titel
Artificial breeding of fungal species with an RPi controlled incubator
VerfasserGerstl, Matthias
GutachterNuzzo, Angelo
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuli 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Künstliche Kultivierung / Fungi Organismen / Raspberry Pi
Schlagwörter (EN)Artificial breeding / fungi species / Raspberry PI
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Mit der steigenden Globalisierung, dem Bevölkerungszuwachs und dem Zunehmen an Zivilisationserkrankungen haben sich neue Problemstellungen ergeben, für die es in vielen Fällen momentan keine effektive Lösung gibt. Antibiotika Resistenzen, zunehmender Lebensmittelbedarf und Umweltverschmutzung sind neue Herausforderungen mit denen sich die Wissenschaft in den kommenden Jahren beschäftigen muss. Ein Organismus der möglicherweise zu einer Lösung der angesprochenen Probleme führt sind Pilz Organismen. Biologisch gesehen, sind Pilze eine höhere und intelligenter Lebensform als Bakterien. Viele moderne Pharmazeutika werden heute rekombinant mit dem Einsatz von Bakterien als Host, hergestellt.

Von 1,5 Millionen Fungi Spezies produzieren etwa 10.000 Fruchtkörper. Etwa 300 Fungi Species sind essbar und 30 davon konnten für den Anbau domestiziert werden. Alleine die Tatsache, dass viele Pilzkulturen noch nicht ausreichend erforscht wurden, geben Potential für zukünftige Anwendungen in verschiedenen Bereichen.

Viele Fungi Spezies benötigen Änderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Substrat und Licht um Fruchtkörper zu bilden. Large Scale Produktionen erfordern hohe technische Ressourcen und sind oft teuer im Betrieb. Das Kultivieren von Fungi ist mit aufwendiger Laborarbeit verbunden.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Design eines Inkubators, gesteuert von einem Minicomputer dem Raspberry Pi, der zur Aufzucht von fruchtbildenten Spezies dient. Der Inkubator soll die reproduzierbare autonome Zucht unter Berücksichtigung von den erforderlichen Parametern Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtung ermöglichen. Der Inkubator soll den Kultivierungsprozess automatisieren und so eine Arbeits- und Zeitersparung bringen.

Zusammenfassung (Englisch)

With increasing globalization, population growth and the accumulation of lifestyle diseases, we

are currently facing a lot of health issues, without having effective solutions in so many cases.

To be more precise, antibiotic resistences, increasing food supplies and pollution growth

require new solution approaches based on scientific research. An organsim, which could

possibly provide a solution for the aforementioned issues would be fungi. Biologically, fungi

are a higher and more intelligent form of life than bacteria.

From 1.5 million fungi species, 10,000 produce fruiting bodies, called mushrooms. About 300

species are edible mushrooms and 30 of them were already domesticated for cultivation. The

fact that many fungal cultures have not been adequately researched yet shows the great

potential for future applications in various fields.

Many fungi species need changes in temperature, humidity, substrate and light parameters to

form fruiting bodies. Large scale productions require high technical resources and the

operation is usually quite expensive. Cultivating mushrooms is associated with labourintensive

work. (D. L. Barney, 2016)[1]

This thesis deals with the design of an incubator, controlled by a minicomputer the Raspberry

Pi. The incubator is intended to enable the reproducible autonomous breeding under

consideration of the required parameters, temperature, humidity and illumination. The

incubator automates the cultivation process of fruiting body forming species. Saving time and

an amount of work are one of the benefits.

This project is a collaboration between Matthias Gerstl and Christoph Köcher, while Matthias

Gerstl has written 2.2 Microbial degradation of hydrogen compounds, 2.4 Defensin Copsin, 3.7

Sensor AM2302, 3.8 Temperature & humidity and 3.9 Illumination. Christoph Köcher has

written 2.1 Fungi nature, 2.3 Food industry and 3.10 Phase detection. This work deals with the

properly connection of the Raspberry Pi with a temperature/humidity sensor and a 1080p IR

camera. The constructed incubator is fully able to handle and control the parameters

temperature, humidity and illumination of the cultivation process by using a phase detection

camera. This means the camera is able to recognize different growth heights and assimilate

independently the needed parameters.

This thesis describes less about hygienic requirements of the cultivation process, nevertheless,

cultivation is fully feasible by using laminar flow and UV sterilization. The applied principles are

also suitable for scaling up, but there are additional aspects to keep in mind such as

preparation protocols and standards (GMP, GHP, GDP, HACCP) and changes of correlated

parameters like humidity and ventilation systems. The purpose of this thesis is primarily

concerned with the ability of prototyping a reproducible and documentable cultivation of small

units of fruiting body building species, to be used for basic research or industrial product

development.