SCHOTT solutions Nr. 2/2016 > Focus / Wissenschaft

Hängende Gärten
Foto: ecoduna

Hängende Gärten


Licht ist Energie – direkt beobachten lässt sich das beim Wachstum von Mikroalgen in Photobioreaktoren. Mit Glasröhren von SCHOTT steigt ihre Erntemenge deutlich an.


Alexander Lopez

Mikroalgen bieten der Industrie einen interessanten Zukunftsmarkt. Die grünen Einzeller können Licht fünfmal effizienter als Landpflanzen in Biomasse umwandeln. Sie sind reich an wertvollen Inhaltsstoffen und lassen sich vielseitig einsetzen, zum Beispiel als Nahrungsergänzungsmittel oder im Bereich Kosmetika, als Lebens- und Futtermittel, Biokraftstoff oder Düngemittel bis hin zu Substanzen für Medikamente. Das Marktvolumen der Algenproduktion hat bereits die Grenze von einer Milliarde US-Dollar überschritten – und wächst rasant.

Algen
Foto: SCHOTT


Warum Algen?

Es gibt ein riesiges Anwendungsspektrum für Algen – von der Medizin bis zur Landwirtschaft. Drei besonders interessante Beispiele:

1. In der Kosmetik: Algen enthalten große Mengen von Proteinen, die unserer Haut Energie zuführen und sie vor dem Austrocknen bewahren.

2. Zur Wasseraufbereitung: Zum Beispiel Nitrate und Phosphate im verbrauchten Wasser dienen Algen als Nahrung. Auf diese Weise werden die Substanzen ohne den Einsatz von chemischen Mitteln entfernt.

3. Als Nahrungsergänzungsmittel: Der Wirkstoff Astaxanthin wird aus Algen gewonnen und wegen seiner gesundheitsfördernden Wirkung als Nah­rungs­er­gänzungsmittel verkauft.

DURAN® Glasröhren
Durch hochwertige runde DURAN® Glasröhren von SCHOTT kann Licht, das Algen für die Photosynthese benötigen, in Photobioreaktoren besser genutzt werden. Röhren und Mehrfachverteiler eignen sich auch für die Konstruktion moderner vertikaler Anlagen. Foto: ecoduna
Geht es um die Erntemengen, spielt das Material der verwendeten Photobioreaktoren eine entscheidende Rolle. Insgesamt ersetzen Algenproduzenten in ihren Photobioreaktoren zunehmend Kunststoff durch Glaskomponenten. Glas ist einfach zu reinigen, hat eine hohe Lebensdauer und ist hochtransparent – wichtige Parameter, die Leistung und Kosten bei der Algenproduktion im industriellen Maßstab beeinflussen. Bei kunststoff-basierten Systemen setzt sich hingegen mit der Zeit ein Biofilm an den Wänden ab. Der Grund sind Bakterien, die sich dort anlagern, vermehren und schließlich zu einer Kontamination der Biomasse führen. Um dies zu verhindern, ist eine regelmäßige Reinigung und Abschaltung der Produktionssysteme erforderlich. Hochwertige DURAN® Glasröhren von SCHOTT verfügen hingegen über sehr glatte Innenflächen, was die Biofilmbildung stark reduziert und die nahezu unterbrechungsfreie Produktion im ­industriellen Maßstab an 365 Tagen im Jahr ermöglicht. „Bakte­rien sind die Feinde der Algen und die Kratzer, die sich nach vielen Reinigungszyklen gewöhnlich auf der Innenseite der Kunststoffoberfläche bilden, sind der perfekte Nährboden für diese Feinde. Dank der robusten SCHOTT Glasröhren stellen die Photobioreaktoren gleichbleibend gute Produktionsbedingungen sicher – ohne das Risiko der Kontamina­tion”, erläutert Johann Mörwald, CEO von ecoduna. Das österreichische Unternehmen züchtet und erntet in vertikalen Photobioreaktoren verschiedene Algen wie Chlorella oder Spirulina, eine Blaualge, die für Nahrungsergänzungsmittel und Tierfutter verwendet wird.
DURAN® Glasröhren
„Der Einsatz von Glasröhren in unseren ‚hängenden Gärten’ hat sich als kluge Investition erwiesen, die Betriebskosten einspart und Wiederbeschaffungskosten praktisch beseitigt.” – Johann Mörwald, CEO von ecoduna. Foto: ecoduna
Die weltweit patentierten vertikalen Photo­bioreaktoren, von ecoduna auch als „hängende Gärten” bezeichnet, machen dabei übrigens Pumpen überflüssig. CO2 und Nährstoffe werden kontinuierlich am Boden eingeführt. Das ist hocheffizient und garantiert höchste Reinheit.

Erst kürzlich hat ecoduna seine Produktionstechnologie im österreichischen Werk von Kunststoffmaterial auf SCHOTT Glasröhren mit 65 mm Durchmesser umgestellt. Seit der Umstellung arbeiten die Photobioreaktoren ununterbrochen. Das bedeutet für das Unternehmen mehr Ertrag bei gleichzeitig geringeren Betriebskosten. Auch die Langlebigkeit des Materials ist ein weiterer wich­tiger Vorteil. Bisher rechnete ecoduna damit, die Kunststoffelemente etwa alle zehn Jahre ersetzen zu müssen. Dank einer Lebensdauer der Glasröhren von schätzungsweise 50 Jahren ist der vollständige Systemersatz kaum noch ein Thema.
Algen für die Kosmetik
Algen werden gerne in der Kosmetik verwendet. Sie ­ verfügen über einen hohen Anteil an Proteinen, die die Haut aktivieren und vor Austrocknung schützen. Fotos: Thinkstock; Fotolia

Mehr Leistung – weniger Kosten


ecoduna plant, die Glasröhren in seiner neuen Produktionsstätte in Österreich sowie in einer weiteren Anlage in Dänemark einzusetzen, die das Unternehmen gemeinsam mit einem Partner betreibt

Kommerzielle Algenproduzenten sind ständig bestrebt, die Biomasse- und Ernteerträge zu steigern. Hier haben sich Glasröhren sowohl bei horizontalen als auch vertikalen Photobioreaktoren als äußerst ­effizient erwiesen, da ihre Robustheit und Sauberkeit die Lebensdauer dieser Systeme um ein Vielfaches verlängert. Auch in Zukunft wird SCHOTT mit Unternehmen wie ecoduna zusammenarbeiten, um Systemwirkungsgrade zu verbessern, das Algenwachstum zu fördern und die Biomasseerträge zu steigern. —
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Wie wachsen Algen?