Scale-up in den Pilotmaßstab: Produktion von EPA-haltiger Phaeodactylum-tricornutum-Biomasse

Zielsetzung und Hintergrund

Ziel des Projekts ist die Bereitstellung von Phaeodactylum-tricornutum-Biomasse als Rohstoffquelle für die Lebensmittelherstellung. Sie enthält bis zu 5 Prozent (w/w) EPA, aber auch Carotinoide oder ß-Glucane, sowie bis zu 50 Prozent Proteine. All diese Inhaltstoffe sollen im Rahmen des Forschungsprogramms Bioökonomie Baden-Württemberg als Bestandteil oder Ersatz von Lebensmitteln mit Zusatzfunktion eingesetzt werden.

Technologietransfer

Dieser Prozess wurde dann auf die Pilotanlage des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP übertragen, mit dem Ziel einer hohen Biomasseproduktivität und eines hohen EPA-Gehaltes. Wichtige Parameter für die Übertragung sind:

  • Maximale Nährstoffkonzentration (Ammonium, Phosphat)
  • Maximale und optimale relative Lichtverfügbarkeit (µmol Photonen  g TS-1 s-1)
  • TS-Bereich für hohe Produktivität und Lichtausbeute bei gegebenen Lichtverhältnissen im Freiland

Scale-up der Produktion ins Freiland

© Fraunhofer IGB

Freilandanlage am Fraunhofer CBP in Leuna

Das Fraunhofer CBP verfügt über eine Pilotanlage mit insgesamt 110 Reaktoren mit einem Gewächshaus und einem Freilandbereich. 60 180-Liter-Reaktoren mit einem Fassungsvermögen von 10,8 m³ stehen für die Produktion der erforderlichen Biomassemengen für Fraktionierung und Tests in Lebensmitteln zur Verfügung. 

Fazit

  • Im Freiland einen möglichst hohen und engen TS-Bereich für den Scale-up wählen, um optimale Produktivitäten zu erreichen
  • Aufgrund von Intensitätsspitzen nicht unter kritische TS verdünnen
  • Tiefe Nachttemperaturen für Produktivitätsgewinn nutzen