Mikroalgentechnologie

• Screening nach Mikroalgen und Cyanobakterien mit verschiedensten Eigenschaften und Inhaltsstoffen
• Entwicklung photoautotropher Prozesse vom Labor- bis zum Pilotmaßstab für Mikroalgen und Cyanobakterien in Flachplatten-Airlift-Reaktoren
• Verfahrensoptimierung zur Verbesserung der Produktivität und Biomasseausbeute auch unter Nutzung von Abgas-CO₂ und Flüssiggärresten
• Entwicklung und Anpassung von Steuerungssoftware für die Algenproduktion im Freiland
• Entwicklung von Verfahren für die Isolierung, Frak­tio­nie­rung und Aufreinigung von Algeninhaltsstoffen unter möglichst vollständige Verwertung der verschiedenen Fraktionen
  
• Auftragsproduktion von Algenbiomasse mit definierter Zusammensetzung im 100-kg-Maßstab

Algenanlage am Fraunhofer CBP

Am Fraunhofer CBP steht die Pilotanlage und  das Gewächshaus zur freien Verfügung. Die Gesamtkapazität der Anlage beträgt 11,7 Kubikmeter in insgesamt 110 Reaktoren mit jeweils 6, 30 oder 180 Litern Volumen. Für die Freilandproduktion stehen 7,2 Kubikmeter Produktionskapazität in vier Linien mit je zehn 180-Liter-Reaktoren zur Verfügung. Im Gewächshaus kann das Scale-up erfolgen (von 6 über 30 auf 180 Liter). Der modulare Aufbau erlaubt zudem eine sehr flexible Durchführung verschiedenster Experimente.

Basis für den Anlagenbetrieb im Gewächshaus ist die vollständige Prozessautomatisierung und Überwachung unter Verwendung von »Totally Integrated Automation« der Firma Siemens. Im Einsatz ist ein »Supervisory Control And Data Acquisition System« (SCADA) zur Datenerfassung und zur Vernetzung voneinander unabhängiger Anlagenmodule.

Visuelle Kontrollen, Eingriffe seitens des Anwenders und Meldungsausgaben erfolgen über »Human Machine Interfaces« (HMI) am Anlagenstandort. Die Projektierung dieses Systems und die Entwicklung der Software wurden gänzlich durch das Fraunhofer IGB realisiert.

Diese Software ermöglicht die gezielte Zugabe von Nährstoffen wie Ammonium oder Nitrat, Phosphat und Eisen in die Kultur. Damit kann, entkoppelt von Erntezyklen, die Zellkonzentration präzise definiert auf die verfügbaren Lichtintensitäten eingestellt werden. Dies führt zu einer höheren Stabilität und Produktivität des Prozesses. Der pH-Wert wird durch die Zugabe von CO₂ via Massendurchflussregler über den Luftstrom geregelt.

Algenkultivierung

• Vollautomatisierte Pilotanlage zur Kultivierung von Mikroalgen (Gewächshaus und Freiland) basierend auf Flat-Panel-Airlift-Reaktortechnologie
  • Indoor (Gewächshaus): fünf Module mit je fünf 6-Liter-Reaktoren, fünf Module mit je fünf 30-L-Reaktoren, drei Module mit je fünf 180-L-Reaktoren – Insgesamt 65 Reaktoren mit 3,6 m³ Inhalt
  • Outdoor (Freiland): ein Modul mit fünf 180-L-Reaktoren, vier Module mit je zehn 180-L-Reaktoren – Insgesamt 45 Reaktoren mit 8,1 m³ Inhalt