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A solar based, internally-illuminated bioreactor for microalgae cultivation

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Neuartiger Photobioreaktor zur kostengünstigen Kultivierung von Mikroalgen

Ein EU-finanziertes Projekt hat einen neuartigen Photobioreaktor entwickelt, in dem aus Mikroalgen nachhaltige Chemikalien hergestellt werden. Die Mikroalgenausbeute ist in diesem neuartigen Reaktor um 400 % höher als bei den modernsten Systemen von heute.

Gesellschaft
Lebensmittel und natürliche Ressourcen
Grundlagenforschung

Die Welt durchläuft einen Wandel hin zu einer biobasierten Wirtschaft, um die wachsende Nachfrage nach nachhaltigeren Lebensmitteln, Werkstoffen, Chemikalien, Pharmazeutika und Energie zu decken. Die Kultivierung von Mikroalgen erschließt eine effektive, nachhaltige und unbegrenzte Ressource für wertvolle biobasierte Prozesse und Produkte. In den letzten Jahrzehnten ist die Branche jedoch zum Stillstand gekommen, da die Erträge relativ niedrig waren, es wiederholt zu Verunreinigungen kam und hohe Kosten entstanden. Leistungsstarke und kostengünstige Produktion Neuesten Schätzungen zufolge hat der europäische Markt für Algenbiomasse ein Volumen von rund 3 Mrd. EUR. Und es ist eine durchschnittliche Wachstumsrate von 6,7 % (2017-2022) zu erwarten. Die Mikroalgenkultivierung ist jedoch immer noch teuer und ineffizient. Die niedrigen Produktionsleistungen von weniger als 400 g/m3 pro Tag verhindern eine weitreichende Nutzung in verschiedenen Industriesektoren. Das teilweise von der EU finanzierte Projekt Brevel entwickelte einen Photobioreaktor, der Mikroalgen im industriellen Maßstab zu niedrigen Kosten erzeugen kann. „Unser neues System löst die mit der Mikroalgenproduktion verbundenen Kapazitäts- und Kostenprobleme. Kerninnovation ist der Einsatz von Glasfasern, die das Sonnenlicht effektiv und effizient zu den Mikroalgenkulturen leiten“, erläutert Yonatan Golan, Geschäftsführer von Brevel Ltd. Zudem ist der Photobioreaktor vollautomatisch und setzt auf modernste Technologien in Sachen Bildanalyse, Maschinenlernen sowie konstante Online-Überwachung und Steuerung. Mit einer Kapazität, die um 400 % höher als bei den heute üblichen Systemen zur Mikroalgenkultivierung ist, und den erschwinglichen Kosten, wird er die Mikroalgenindustrie voranbringen und der europäischen Bioökonomie förderlich sein. Gewinnung von natürlichem Astaxanthin Mikroalgen sind photosynthetische Mikroorganismen, die aus Sonnenenergie, Kohlendioxid und den im Wasser vorhandenen Nährstoffen schnell Biomasse erzeugen können. Vor allem sind sie eine der vielversprechendsten Gruppen von Organismen in Bezug auf die nachhaltige kommerzielle Produktion von Bioprodukten wie etwa natürlichen Pigmenten und Antioxidantien, zum Beispiel Astaxanthin. Im Jahr 2016 wurde das globale Marktvolumen für Astaxanthin auf 600 Mio. EUR geschätzt. Doch obwohl die Nachfrage nach natürlichem Astaxanthin stetig steigt, werden aufgrund der niedrigeren Produktionskosten mehr als 95 % des derzeit verfügbaren Astaxanthins synthetisch hergestellt. Beim Menschen dient Astaxanthin hauptsächlich als Nahrungsergänzungsmittel. Dieser Carotinoidfarbstoff kann auch als Futtermittelzusatzstoff genutzt werden, der den Zuchtlachsen ihre orangerote Farbe verleiht. „Als erster seiner Art kann unser neuartiger Photobioreaktor die gestiegene Nachfrage nach natürlichen anstelle von synthetischen Farbstoffen decken und so den Verbrauch von gesünderem Lachs fördern“, beendet Golan seine Ausführungen. Die Mikroalgenkultivierung kann einen bedeutenden Beitrag zum Übergang zu einer biobasierten Wirtschaft leisten. Natürliches Astaxanthin wird das erste Produkt sein, das nach der Kommerzialisierung des von Brevel entwickelten Photobioreaktors hergestellt und zu einem mit dem synthetischen Carotinoid vergleichbaren Preis an die Lachsfuttermittelhersteller verkauft wird.

Schlüsselbegriffe

Brevel, Mikroalgenkultivierung, Photobioreaktor, Lachs, natürliches Astaxanthin, biobasierte Wirtschaft, Glasfaser

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