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Energieeffiziente Algenproduktion

Ein Bioreaktor mit zackenförmiger Oberfläche schafft optimale Wachstumsbedingungen für Algen.

Die zackenförmige Oberfläche des Photobioreaktors bewirkt eine Vergrößerung der Oberfläche und damit eine optimale Nutzung von Fläche und Licht.

Algen können in Zukunft einen Beitrag zur Sicherung unserer Energieversorgung leisten, indem sie Biomasse zur Herstellung von Biodiesel liefern. Auch die Verwertung der Algenbiomasse zur Stromerzeugung ist denkbar. Algen, die so modifiziert wurden, dass sie bestimmte Proteine oder pharmakologisch wirksame Substanzen produzieren, sind außerdem für die Kosmetik- und Pharmaindustrie interessant.

Stand der Technik

Aus diesen Gründen werden Algen zunehmend in Bioreaktoren gezielt gezüchtet. Häufig bestehen diese Reaktoren derzeit aus aufrecht stehenden, transparenten Platten oder Röhren, in die das Algenmaterial und eine Nährlösung eingefüllt werden. Aufgrund ihrer schmalen, hohen Form nutzen solche Reaktoren das von oben auftreffende Sonnenlicht jedoch nicht optimal. In die Röhren- und Plattenreaktoren wird mit Kohlendioxid angereicherte Luft mit großem Druck eingeleitet. Außerdem muss das Algenmaterial unter erheblichem Energieaufwand mithilfe von Pumpen ständig umgewälzt werden. Damit die Algen einen positiven Beitrag zur Energieversorgung leisten können, muss die Energieausbeute aus der Biomasse größer sein als der Energieaufwand für den Betrieb der Reaktoren.

Technologie

Wissenschaftler des Instituts für Bio- und Lebensmitteltechnik am KIT haben einen Photobioreaktor entwickelt, der eine energieeffizientere Produktion von Algen ermöglicht. Der Reaktor besteht aus zwei horizontalen Plexiglasplatten, zwischen die Algenmasse und Nährlösung eingefüllt wird. Dadurch ergibt sich nur ein minimaler hydrostatischer Druck im Reaktor. Da die Platten wie eine Ziehharmonika zackenförmig gestaltet sind, ist die Oberfläche des Reaktors etwa viermal so groß wie die zum Aufstellen benötigte Grundfläche. Der Winkel der Zacken ist so gewählt, dass der Lichteinfall für das Algenwachstum optimal ist.

Vorteile

Die Algen wachsen daher so schnell, dass beim Freilandbetrieb täglich etwa ein Drittel der Algenbiomasse geerntet werden kann.Es ist außerdem möglich, die untere Plexiglasplatte mit einer Membran zu versehen, so dass Luft und Kohlendioxid hindurchdringen können. Dadurch wird der Energieaufwand für die Gaszufuhr wesentlich geringer als beim Röhrenreaktor.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner, die den Photobioreaktor einsetzen und weiter optimieren möchten.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dagmar Vössing, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Leitung Technologietransfer, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25582

E-Mail: dagmar.voessing@kit.edu

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