Algenfabriken der Zukunft - vom Prototyp zur Produktion
Algen- und Mikroalgenblüten besitzen enormes Potenzial für neue pharmazeutische, neutrazeutische und Energieprodukte. Die Produktion von Algen in großen Mengen erfordert jedoch ein fein abgestimmtes Gleichgewicht zwischen Licht, Temperatur und Feuchtigkeit und stellt seit jeher für die Industrie eine Herausforderung dar. Das änderte sich, als das österreichische Unternehmen ecoduna einen Prototyp-Photobioreaktor für die industrielle Produktion von Mikroalgen entwickelte. Jetzt arbeitet ecoduna über das von der EU finanzierte Projekt PHOBIOR (An innovative photobioreactor for the production of micro algae with high amounts of omega-3 fatty acids) mit dem Energiepark Bruck zusammen, um den Prototyp auf Produktionsmaßstab zu übertragen. Das Projekt will zeigen, dass edodunas Technologie eine kontinuierliche Versorgung mit Algen unter idealen Lichtbedingungen sowie mit der idealen Nährstoffzusammensetzung für die Produktion von Omega-3-Fettsäuren für die menschliche Ernährung garantieren kann. Omega-3-Fettsäuren sind ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung und werden als Nahrungsergänzungsmittel gegenwärtig aus Fischöl gewonnen. Die nachhaltige Lösung von PHOBIO könnte eine Alternative für die Produktion von Omega-3-Fettsäuren aus Fischöl darstellen und den Druck, der auf den sinkenden Fischbeständen lasten, verringern. Die Funktionsweise von Photobioreaktoren beruht auf einer deutlichen Erhöhung des photoaktiven Volumens, wodurch der Energie- und Wasserbedarf für die Algenkultur gesenkt und die Qualität deutlich erhöht wird. In der Photobioreaktor-Technologie des Unternehmens kommt ein patentiertes rotierendes "Hanging Gardens"-Design zum Einsatz, das der Bewegung der Sonne folgt und damit eine optimale Ausrichtung zum Licht gewährleistet. Durch dieses Konstruktionsmerkmal wird das Licht abgeschwächt, sodass die Sonneneinstrahlung für ein ideales Wachstum nie zu stark ist. Die Algen werden dadurch mit einem sehr flachen Winkel im Sonnenlicht positioniert. Ferner stellt das System die vollständige Aufnahme des CO2 durch die Alge sicher. Kein Kohlendioxid kann entweichen und sämtliche Energie, die für die Integration benötigt wird, wird vom System verbraucht, wodurch die Betriebskosten gesenkt werden. Neben der Omega-3-Produktion wird die Konstruktion von ecoduna die wachsende Anzahl von Branchen unterstützen, die entweder Algen als Rohstoffe verwenden oder in irgendeiner Weise von ihrer Produktion profitieren - beispielsweise für die Wasseraufbereitung oder die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung. Die PHOBIOR-Photobioreaktoranlage in industrieller Größe - die erste ihrer Art - wurde im Oktober 2012 im Energiepark Bruck an der Leitha in Österreich eröffnet. Ecoduna rechnet damit, dass aufgrund des Erfolgs der PHOBIOR-Produktionsanlage in den kommenden Jahren mehrere hundert Analgen gebaut und verkauft werden. "Die 'Hanging Gardens' und das Algenöl mit Omega-3-Fettsäuren sind unsere Hauptprodukte", sagt David Bernhard, Verkaufsleiter von edoduna. "Andere hochwertige Produkte, wie z. B. Hautcreme, sind ebenfalls möglich." Das Unternehmen ist auch an einem dänischen Forschungsprojekt beteiligt, bei dem mit Mikroalgen, die in einem Photobioreaktor produziert wurden, Industrieabwässer aufbereitet werden. Ecoduna konzentriert sich jedoch auf den Einsatz seines Photobioreaktors für die Produktion von Algen zur Extraktion von Omega-3-Fettsäuren als vielversprechendste Anwendung. "Langfristig können wir nach weiteren technologischen Verbesserungen und Kostensenkungen einen Beitrag zur Verwendung von Algenöl für Energie, Biokunststoffe und zur Wasseraufbereitung leisten", erklärt Bernhard. Kurzfristig werden in der Zwischenzeit wahrscheinlich weitere algenbasierte pharmazeutische und Ernährungsprodukte, wie z. B. therapeutische Proteine, antimikrobielle, antivirale und antimykotische Wirkstoffe, auf den Markt kommen. "Wir sind bisher mit den Ergebnissen bei Ölgehalt und Wachstumsrate sehr zufrieden", sagt Bernhard. "Mit dem abgeschwächten Licht und dem kontinuierlichen Prozess in unserer Photobioreaktortechnologie der Hanging Gardens haben wir die perfekte Umgebung für das Mikroalgenwachstum gefunden." Das PHOBIOR-Team plant, die Forschungsarbeiten über das Ende des Projekts hinaus fortzuführen. "Wir wollen die Automatisierung des Prozesses erhöhen und lernen jeden Tag mehr über das Verhalten verschiedener Algenstämme", sagt Bernhard. "Diese Lernkurve hat direkt zu der von uns gerade entwickelten Software beigetragen." Erste Ergebnisse haben bereits Interesse bei anderen Forschern, der Industrie, den Medien und der allgemeinen Öffentlichkeit geweckt. "Wir geben unser Wissen und unsere Erfahrungen an Wissenschaftler und die Industrie weiter", sagt Bernhard. "Die Produktion von Omega-3-Fettsäuren wird in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle spielen - es dauert nur noch wenige Jahre bis wir zur Energieproduktion übergehen." PHOBIOR wird im Oktober 2013 auslaufen und erhielt Fördermittel in Höhe von 1,1 Mio. EUR von der EU.Weitere Informationen sind abrufbar unter: ecoduna http://www.ecoduna.com/ Projektdatenblatt http://www.eaci-projects.eu/eco/page/Page.jsp?op=project_detail&prid=1915
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