Mikroalgen sind mikroskopisch kleine, einzellige pflanzliche Lebewesen, die in Süß-, Brack- oder Salzwasser vorkommen. Sie produzieren Biomasse durch Photosynthese und erreichen dabei eine 5- bis 10-fach höhere Produktionsleistung im Vergleich zu herkömmlichen Kulturpflanzen. Dabei sind sie anspruchslos und benötigen vorrangig Kohlendioxid, Stickstoff, Phosphor und Eisen für ihr Wachstum. Schätzungen gehen davon aus, dass es mehr als 250.000 Algenspezies gibt. Davon werden gegenwärtig lediglich 20 Arten wirtschaftlich genutzt.
Schon diese geringe Anzahl genutzter Arten eröffnet ein riesiges Anwendungsspektrum. Dazu zählen die medizinische Verwendung, Vitamine und Nahrungsergänzungsmittel, Stoffe für die chemische Industrie, Farbstoffe und Pigmente, Futtermittel sowie Biokraftstoffe und letztlich auch die Wärmeerzeugung.
Wirtschaftliche Potenziale der Algenproduktion liegen aber auch in einer stofflichen und energetischen Kopplung mit industriellen Prozessen. So können Abwärme und CO2 aus Industrieprozessen optimale Bedingungen für das Algenwachstum schaffen. Auch eine Separierung von Nitraten und Phosphaten oder eine Senkung des CSB-Wertes bei der Aufbereitung von Abwasser ist möglich. Der CSB-Wert ist dabei ein Indikator für die Wasserqualität und lässt Rückschlüsse auf den Anteil organischer Substanzen im Wasser zu.
Dieses umfassende Spektrum erfordert eine sichere und reproduzierbare Verfügbarkeit von qualitativ hochwertiger und vor allem reiner Algenbiomasse.
In langjähriger konsequenter Entwicklungsarbeit hat die international aufgestellte GICON® Großmann Ingenieur Consult GmbH aus Dresden einen Photobioreaktor zur hochreinen industriellen Produktion von Mikroalgen entwickelt.
Kernstück des Reaktors ist ein in Kooperation mit der Wacker Chemie AG entwickelter geschlossener Doppelkammerschlauch. Dieser ermöglicht eine gezielte Temperierung und verfügt über spezielle Dosiersysteme für CO2 und Nährstoffe. Die Form des Reaktors ist einer Tanne nachempfunden. Damit werden eine große Oberfläche und eine optimale Lichtversorgung erreicht. Die Anlage ist nach einem Modul-Konzept aufgebaut. Durch die Möglichkeit zur Kombination mehrerer „Tannen“ kann die Anlagengröße entsprechend der gewünschten Produktionsmenge angepasst werden. Der Reaktor ist patentgeschützt und verfügt über eine Alleinstellung im Weltmaßstab. Im Juni 2019 wurde eine Industrieanlage, bestehend aus einer Kombination von 8 „Tannenbaum“-Reaktoren in Form eines Oktagons in Cottbus erfolgreich in Betrieb genommen.
Um weitere Entwicklungen zur industriellen Nutzung der Potenziale der Mikroalgen erschließen zu können, sind neue verfahrenstechnische Lösungen und Technologien zu entwickeln, die eine effiziente Aufbereitung, Aufschluss und Verwendung dieser Biomasse ermöglichen. Neben Aufschluss und Extraktion zur Gewinnung spezieller Inhaltsstoffe wie bspw. für die Herstellung von Astaxanthin spielt auch die weitere stoffliche Verwendung der Restbiomasse eine Rolle. Eine Anwendungsmöglichkeit wäre dabei die Herstellung von Verpackungsmaterialien. GICON steht potenziellen Verwendern der Algenbiomasse gern zur Verfügung, um gemeinsam weitere Verfahren zur Aufbereitung oder auch völlig neue algenbasierte marktfähige Produkte zu entwickeln und zu testen.
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