Verbundprojekt “ABiRe”<\/a>: Entwicklung und Implementierung einer innovativen aquatischen Bioraffinerie f\u00fcr die Mikroalge Chlorella sorokiniana sowie die Wasserlinse Lemna minor\u201d arbeiten Forscher der Technische Universit\u00e4t Hamburg-Harburg (TUHH) und der Sea & Sun Organic GmbH mit russischen Partnern seit dreieinhalb Jahren an einem Verfahren, um diese H\u00fcrden zu meistern. Die Arbeit des Teams wird im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme Bio\u00f6konomie International seit 2017 vom Bundesforschungsministerium mit 700.000 Euro gef\u00f6rdert.<\/p>\nGrundstoffe f\u00fcr Lebens-und Futtermittelindustrie
\nIm Fokus des Vorhabens stehen nicht nur Mikroalgen, sondern auch Wasserlinsen, die ebenfalls reich an Proteinen sind. \u201eDie Idee ist, auf der Basis von Mikroalgen und Wasserlinsen eine Bioraffinerie aufzubauen, die Grundstoffe f\u00fcr die Lebensmittel- und Futtermittelindustrie liefert und die Reststoffstr\u00f6me, wie in einer klassischen Raffinerie, weiterzunutzen\u201c, erkl\u00e4rt Kerstin Kuchta, Projektkoordinatorin an der TUHH. Anvisiert wurde jeweils die weitere Nutzung der Reststoffstr\u00f6me zur Energiegewinnung mit dem Ziel, CO2-Neutralit\u00e4t zu erreichen. Dar\u00fcber hinaus sollte ein Substrat zur Abwasserbehandlung aus Wasserlinsen gewonnen werden. W\u00e4hrend Kuchtas Kollegen vom Hamburger Institut f\u00fcr Umwelttechnik und Energiewirtschaft die Mikroalge Chlorella sorokiniana daf\u00fcr ins Visier nahmen, widmeten sich die russischen Partner der Wasserlinse Lemna minor.<\/p>\n
Kultivierung und Extraktion optimieren
\nDem ABiRe-Team ging es vor allem um die Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Optimierung des Kultivierungs- und des Extraktionsprozesses, um so die Rentabilit\u00e4t einer aquatischen Bioraffinerie zu verbessern. Zun\u00e4chst mussten die Forscher einen Weg finden, gro\u00dfe Mengen an Mikroalgen zu produzieren. Hier konnten die Hamburger auf fr\u00fchere Erfahrungen in der Algenzucht zur\u00fcckgreifen. Unter anderem wurde der Erntezyklus verfahrenstechnisch optimiert.<\/p>\n
Neuland betrat das Team hingegen bei der Extraktion der Inhaltsstoffe. \u201eDer Downstream-Prozess war ein Herausforderung. Denn Mikroalgen sind sehr fein und lassen sich nicht so leicht abfiltern”, erkl\u00e4rt Kuchta. Im Fokus des Aufreinigungsprozesses standen vor allem Proteine, aber auch Fette und Carotine. \u201eMit einem sehr breiten Ansatz der Methoden zur Extraktion von Stoffen, \u00fcber l\u00f6semittelbasierte Extraktion und kritische CO2-Extraktion, haben wir ein chemisches Extraktions- und F\u00e4llungsverfahren entwickelt, das den Prozess kosteng\u00fcnstig macht”, res\u00fcmiert die Projektkoordinatorin.<\/p>\n
CO2 als L\u00f6sungsmittel f\u00fcr Extraktion genutzt
\nDer Anteil der Proteine in Algen liegt zwischen 35% und 40%, w\u00e4hrend Feinchemikalien etwa 2% bis 3% der Biomasse ausmachen. Im Rahmen des Projektes konnte das Team aus 50 Kilogramm Algentrockenbiomasse etwa 6 Kilogramm Proteine gewinnen. Der Anteil der extrahierten Pektine und Carotine war mit bis zu 2% eher gering. Entscheidender ist jedoch, dass eine Vielzahl an Proteinen extrahiert werden konnte, die auch f\u00fcr Lebensmittelprodukte geeignet sind. “Die L\u00f6semittel, die f\u00fcr die Extraktion bisher eingesetzt wurden, waren oft nicht lebensmitteltauglich und bekamen keine Zulassung. Wir haben hingegen mit CO2 gearbeitet”, berichtet Kuchta. Im Ergebnis konnte das Team einen neuen verfahrenstechnischen Prozess aufsetzen, der eine Proteingewinnung aus Mikroalgen f\u00fcr Futter- und Lebensmittel auch wirtschaftlich macht.<\/p>\n
Effizienz durch energetische Nutzung der Reststoffe
\nZur Effizienz des Prozesses trug vor allem die Nutzung der Reststoffe bei, die nach der Extraktion \u00fcbrigblieben. Die restliche Biomasse sei direkt energetisch genutzt worden, so Kuchta.\u00a0 “Die Biomasse wurde in unserem Blockheizkraftwerk vor Ort verbrannt und das im Abgas enthaltene CO2 in unserer Outdooranlage zur Kultivierung der Algen wiederverwendet.”<\/p>\n
Mikroalgen \u00fcberzeugen bei technischer Nutzung
\nW\u00e4hrend des Projektes standen die Hamburger Forscher stets im Kontakt mit den russischen Partnern, der Peter der Gro\u00dfe Polytechnischen Universit\u00e4t St. Petersburg und der Hochschule f\u00fcr Biotechnologie und Schultechnologie. So bekam das Team um Kuchta Wasserlinsen zum Testen und im Gegenzug das russische Team Mikroalgen, um die Ergebnisse abzugleichen. Dabei zeigte sich, dass die Hamburger Algen der bessere Kandidat f\u00fcr eine aquatische Bioraffinerie sind.<\/p>\n
Kultivierung der Wasserlinsen problematisch
\n“Die Wasserlinsen waren unheimlich schwer zu kultivieren und auch schwierig in der technischen Nutzung. In den Reaktoren zeigte sich, dass sie sehr anf\u00e4llig sind f\u00fcr Bakterien. Im Ergebnis war auch die Ausbeute nicht so gut”, berichtet Kuchta. Im Laufe des Projekts konzentrierten sich die Projektpartner daher mehr und mehr auf die\u00a0 Mikroalge, die nicht nur bei der Kultivierung, sondern auch bei der technischen Verarbeitung und energetischen Nutzung vielversprechende Ergebnisse zeigte.<\/p>\n
Die Vorteile einer aquatischen Bioraffinerie liegen auf der Hand: Mikroalgen sind proteinreich, wachsen schnell und das unabh\u00e4ngig von Bodenqualit\u00e4t und Fl\u00e4che. Sie bilden damit keine Konkurrenz zur Landwirtschaft. Mit dem neuen verfahrenstechnischen Ansatz der ABiRe-Forscher ist ein entscheidener Schritt in Richtung nachhaltige Mikroalgen-Bioraffinerie getan. “Wir k\u00f6nnen nun neben der energetischen Nutzung weiter 30% der Biomasse als Futter- oder Lebensmittelgrundstoff liefern. Das ist wesentlich f\u00fcr die Ern\u00e4hrung der Zukunft”, so Kuchta.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Mikroalgen sind ein Hoffnungstr\u00e4ger f\u00fcr die Bio\u00f6konomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln setzen auf die proteinhaltigen Organismen. Auch f\u00fcr die Herstellung von Biosprit, neuen Kunststoffen oder als Abwasserreiniger gewinnen sie zunehmend an Bedeutung. Ein Problem dabei ist jedoch, dass Aufzucht und Aufbereitung der Mikroalgen bisher noch nicht effizient genug sind. Vor allem […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[11860,12421,16789,12401],"supplier":[187,17019,17020,26859],"class_list":["post-74680","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-bioraffinerie","tag-mikroalgen","tag-naehrmittel","tag-proteine","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf","supplier-saint-petersburg-state-university-spbu","supplier-sea-sun-organic-gmbh","supplier-technische-universitat-hamburg-harburg-tuhh"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74680","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=74680"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74680\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=74680"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=74680"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=74680"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=74680"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}