Einsatz von Ultraschall für eine billigere Algenernte
Mikroalgen werden auf der ganzen Welt für die Verwendung als Tierfutter oder in funktionellen Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika produziert. Darüber hinaus bestehen Mikroalgen zu 30% aus Lipiden, was sie zu einem vielversprechenden Ausgangsstoff für Biodiesel macht. Der derzeitige Markt mit einem Volumen von rund 1 Mrd. EUR wird voraussichtlich auf rund 1 Billion EUR steigen, wenn ihr Potenzial für Biokraftstoffe realisiert würde. Die kommerzielle Produktion von Algen findet in offenen Teichen statt, wo sie unter Verwendung eines Zentrifugenseparators dann geerntet werden. Hierfür wird allerdings aufgrund der Eigenschaften der Mikroalgen und ihrer geringen Konzentration im Wachstumsmedium eine große Menge an Energie benötigt. Dies kann ein ernsthaftes Hindernis für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) darstellen. Das Projekt ALGAEMAX (Reduction of microalgae harvesting costs via the development of an ultrasound flow cell to provide pre-concentration) verwendete akustische stehende Wellen für die Ernte von hochwertiger Mikroalgenbiomasse aus dem Wachstumsmedium auf Wasserbasis. Ausgehend von dem multidisziplinären Know-how eines Konsortiums von Unternehmen und Forschungszentren entwickelte und baute ALGAEMAX zwei Prototypen für Ultraschall-Durchflusszellen. Diese Technik zwingt eine Algenzellen enthaltende Suspension durch eine Kammer, in der Ultraschallwellen erzeugt werden, die ein Zusammenklumpen – oder Ausflockung – der Zellen verursachen. Nach der Validierung der Prototypen in einem kleinen Maßstab mit Hilfe von Modellen und synthetischen Partikeln testeten die Forscher sie unter verschiedenen Bedingungen mit echten Algenkulturen. Die Technologie soll in Erntesysteme integriert werden, was die Investitions- und Betriebskosten reduzieren und so die KMU in ihrer wirtschaftlichen Entwicklung fördern wird. ALGAEMAX bietet eine sanfte, chemiefreie Behandlung, wodurch die Qualität des Konzentrats sichergestellt wird, ein Schlüsselfaktor für die hochwertige Anwendung von Mikroalgen.
Schlüsselbegriffe
Ultraschall, Algen, Algeneernte, Biokraftstoff, Mikroalgen, Durchflusszelle
