Nachhaltige chemische Stoffe aus Algen
Mikroalgen sind schon lange dafür bekannt, dass aus ihnen eine große Anzahl verschiedener biologisch aktiver Verbindungen hergestellt werden können, und so erscheinen sie in Hinsicht auf neue Produkte in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie im Lebensmittel- und Energiesektor recht vielversprechend. Außerdem weisen Algen in CO2-reichen Umgebungen hohe Wachstumsraten auf. Das EU-finanzierte Projekt BISIGODOS, an dem 15 weitere Partner aus ganz Europa beteiligt sind, wurde ins Leben gerufen, um neue Mikroalgensorten auszuwählen und anzubauen, um die optimierte Extraktion von Produkten mit hoher Wertschöpfung für die Industrie zu ermöglichen. CO2 aus Industrieemissionen verwerten BISIGODOS revolutioniert den Umgang mit den Kohlendioxidemissionen der Industrie. Dem Projekt ist es gelungen, Algen in Photobioreaktoren mit direkt aus industriellen Emissionen stammendem CO2 zu füttern, und Ergebnis waren letztlich verschiedene Substanzen zur Herstellung von Klebstoffen, Farben und Tinten. Zu diesem Zweck optimierten die Forscher die Algenstämme, sie konzipierten Photobioreaktoren neu und entwickelten Möglichkeiten zur Trennung und Reinigung von Algenbestandteilen. Im BISIGODOS-Prototyp werden CO2 und Sonnenlicht von Mikroalgen aus dem Meer sehr wirkungsvoll in kiloweise Biomasse umgewandelt. Die Forscher extrahieren dann Lipide aus den Algenzellen, die in Fettsäuren umgewandelt werden. Diese dienen der Herstellung von Klebstoffen und Harzen auf biologischer Basis für flexible und nachhaltige Verpackungen. Die übrig gebliebenen fettfreien Algenzellen werden dann zur Produktion von Aminosäuren für den Lebensmittel- und Kosmetiksektor eingesetzt. Verschiedene, aus Algen hergestellte Chemikalien werden außerdem für Korrosionsschutzlacke, biobasierte Harze für Tinten und Verbindungen für die Haarpflegebranche verwendet. Herausforderungen meistern Eine der kritischsten Fragen stellte für das Konsortium die Abscheidung von Algenbestandteilen aus der Flüssigphase dar. „Der Abscheidungsprozess hängt von den physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Komponenten ab. Jede Änderung in den Eigenschaften wie etwa der Art der Biomasse, der Temperatur, des Wassergehalts oder des eingesetzten Katalysators verändert die Produktzusammensetzung und kann zur Einleitung unterschiedlicher Trennschritte führen“, betont Projektkoordinatorin Ana Palanca. Ein weiterer wichtiger Aspekt waren die hohen Kosten, die für Produkte auf Algenbasis im Vergleich zu jenen aus fossilen Rohstoffen anfallen. „Die erheblichen Kosten für die Mikroalgenanzucht können die weitere Entwicklung verzögern oder sich als Hindernis für die kommerzielle Nutzung dieser vielversprechenden Technologie erweisen. Die Herausforderung der Produktkostensenkung steht im direkten Zusammenhang damit, zukünftig Biomasse und Reinigung preislich wettbewerbsfähiger zu gestalten“, hebt Palanca hervor. Obgleich noch viel zu tun bleibt, um weitere Fortschritte zu erzielen, haben Produkte auf Algenbasis im Vergleich zu ihren Pendants auf Basis von Erdöl erhebliches Potenzial bewiesen. Beispielsweise können Algen als alternative Proteinquelle eingesetzt werden, da sie neben dem hohen Proteingehalt auch reich an Vitaminen und Mineralstoffen sind. Mikroalgen sind gleichermaßen Quelle natürlich vorkommender Tenside, die sowohl biologisch abbaubar als auch kostengünstiger sind. Die Attraktivität von Algen besteht darin, dass sie zur Reduzierung von Treibhausgasen beitragen und dabei gleichzeitig als Rohstoff für die Herstellung wertvoller Produkte dienen können. Mit dem fortschrittlichen Verfahren von BISIGODOS werden Mikroalgen effektiv in chemische Stoffe auf biologischer Basis umgewandelt, womit der Wert des biologischen Ausgangsstoffs maximiert und CO2-Abgase reduziert werden.
Schlüsselbegriffe
BISIGODOS, Mikroalgen, CO2, Biomasse, Fettsäuren
