Algenbiotechnologie

Die Photosynthese ist als einziger Bioprozess in der Lage, mit Sonnenlicht als Energiequelle und Kohlenstoffdioxid als C-Quelle Biomasse aufzubauen. Für eine stoffliche oder energetische Nutzung photosynthetisch hergestellter Biomasse eignen sich Mikroalgen besonders gut, da die einzelligen phototrophen Organismen das Sonnenlicht effizienter ausnutzen können als höhere Pflanzen. Mikroalgen produzieren eine Vielzahl industrieller Grundstoffe wie Polysaccharide, Fettsäuren, Carotinoide, Vitamine, Proteine mit einem hohen Wertschöpfungspotenzial für die Pharma-, Nahrungsmittel-, Futtermittel-, Agrar- und die Kosmetikindustrie sowie auch Biokraftstoffe und Plattform-Chemikalien für Biopolymere und Textilien. 

Prozesse zur Produktion von Biomasse und Wertstoffe aus Mikroalgen

Das Fraunhofer IGB entwickelt Prozesse für die maßgeschneiderte Herstellung verschiedenster Produkte aus Mikroalgen und Cyanobakterien in Flachplatten-Airlift-Reaktoren. Durch gezielte Prozessführung können die funktionellen Inhaltsstoffe mit hohem Gehalt bis in den Pilotmaßstab erzeugt werden. Für eine Erhöhung der Wertschöpfung haben wir Verfahren zur Gewinnung verschiedener funktioneller Inhaltsstoffe aus Algenbiomasse untersucht, beispielsweise Carotinoide wie Fucoxanthin und Astaxanthin, die Omega-3-Fettsäure EPA als polares Glycolipid, Proteine und Triglyceride für die Produktion von Lebensmitteln, Futtermitteln, Kosmetika, Agrarchemikalien, Biopolymere und als Ausgangsstoffe für biobasierte Polymere. Hierzu setzen wir auch neue Aufarbeitungstechnologien ein, wie etwa die Extraktion von Carotinoiden und Omega-3-Fettsäuren, Zellaufschluss mittels Druckwechseltechnologie sowie die Extraktion mit sub- oder überkritischen Fluiden.

Proprietärer Flat-Panel-Airlift-Photobioreaktor

Mit den proprietären Flat-Panel-Airlift Photobioreaktoren (FBA-PBR) stellt das Fraunhofer IGB eine Technologie bereit für die marktfähige Herstellung von Algenbiomasse mit herausragender Produktivität, Produktqualität und Kosteneffizienz. Die Reaktoren sind modular skalierbar (risikoarm) und können on-site (robust, automatisiert, Fernwartung) als Drop-in-Technologie eingesetzt werden. Damit wird der Transfer neuer Produkte beschleunigt. 

Schließung von Stoffkreisläufen: CO₂- und Nährstoffnutzung durch Mikroalgen

Die Produktion durch Mikroalgen kann zudem nach dem Prinzip bioökonomischer Wertschöpfungskreisläufe als Unit Operation in Bioraffinerien eingesetzt werden, um Abgas-CO₂ (Carbon Capture and Use) und Nährstoffe aus Abwasserströmen und Flüssiggärresten zu nutzen und Stoffkreisläufe durch industrielle biotechnologische Verfahren zu schließen.

Benefits bei der Nutzung unserer Technologie und der Zusammenarbeit mit uns:

• Marktfähige Technologie und IP
• Ethisch einwandfreie Produkte mit großer Kundenakzeptanz (klimafreundlich, vegan, gesund)
• Gewinnung verschiedener Wertstoffe aus Algenbiomasse durch kaskadierte Extraktion
• Industrielle Transformation: gezielte Reaktion mit innovativen Verfahren und neuen Produkten durch Prozess-Elektrifizierung, CO₂-Emmissionshandel, Rohstoff-Resilienz, Wertstoff-Rückgewinnung, lokale Herstellung, kein Transport, geringer Land- und Wasserverbrauch, Klima-unabhängige Agrarproduktion

Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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