Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

FAU-Wissenschaftler wollen in großem Stil Algen für die Wirtschaft nutzbar machen

18.09.2013
Knapp eine Million Euro aus den Töpfen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung stehen Prof. Dr. Rainer Buchholz und seinem Kollegen Prof. Dr. Antonio Delgado zur Verfügung, um eine Vision in die Tat umzusetzen:

Im industriellen Maßstab wollen die beiden Forscher gemeinsam mit der Firma E.ON Hanse einzellige Algen kultivieren, um daraus verschiedene Wertstoffe zu ziehen: von antiviralen und antibakteriellen Substanzen für den Einsatz in der Medizin über Farbstoffe und Biowerkstoffe bis hin zu Fettsäuren für flüssige Biotreibstoffe. Das Projekt wird sowohl am FAU-Standort Erlangen betrieben als auch auf dem Zweig-Campus der FAU im koreanischen Busan.


Photobioreaktoren am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik der FAU
Bild: FAU

Sie haben so klangvolle Namen wie Dunaliella, Chlorella oder Spirunlina. Mikroskopische Bilder von Mikroalgen sind oft wunderschön. Als Wert- und Rohstofflieferanten aber sind sie vor allem deshalb so interessant, weil sie mit Hilfe ihrer Photosynthese das preiswerte Sonnenlicht als Energie nutzen können. Und: Sie enthalten erstaunlich viele begehrte und hochwertige Substanzen, die der Mensch für verschiedenste industrielle Anwendungen verwerten kann. Außerdem stellen sie wichtige Rohstoffe her, die als Alternativen zu aktuell genutzten endlichen Ressourcen dienen können.

Die Rede ist von einzelligen Algen, die schon seit etlichen Jahren die Phantasie der Biotechnologie beflügeln – als nachwachsende Rohstoffe für flüssige Treibstoffe zum Beispiel. Allerdings fehlten bislang häufig effiziente Verfahren, um die industrielle Nutzung von Algen wirtschaftlich zu machen. Am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik an der FAU wollen Prof. Dr. Buchholz und seine Leute erste Anwendungen entwickeln und untersuchen, welche Möglichkeiten sich in diesem Zusammenhang ergeben.

Ziel des Projekts ist es, einen möglichst hohen Effizienzgrad bei der Auswertung der Algenbiomasse zu erzielen, ähnlich wie es in der Erdölraffinerie inzwischen zur Perfektion getrieben ist. Gleichzeitig sollen zu diesem Zweck neue Algen-Spezies identifiziert werden, die als Wert- und Rohstofflieferanten besonders geeignet sind.

Zunächst geht es den Wissenschaftlern darum, möglichst viele verschiedene Algen-Spezies zu kultivieren und im Hinblick auf ihre Verwertbarkeit unter die Lupe zu nehmen. „In einem Screening sehen wir uns ganz unterschiedliche Algenarten an – von marinen Algen über Süßwasseralgen“, erklärt Buchholz. Die Salzwasseralge Dunaliella salina zum Beispiel enthalte jede Menge Beta-Carotin und sei auch bei hohen Salzkonzentrationen kultivierbar. Andere Sorten wiederum liefern Fettsäuren, die für den Energiesektor von Bedeutung sind.

Dafür betrachten die Bioverfahrenstechniker vor allem im Freiland kultivierte Algen, deren Produktion relativ billig sein kann. Sie wollen auch untersuchen, ob man das Kohlendioxid aus Abgasen von Kraftwerken als Kohlenstoffquelle einsetzen kann – zum Beispiel in der Anlage, die Kooperationspartner E.on Hanse in Hamburg betreibt. Im Labor an seinem Erlanger Lehrstuhl dagegen hat Buchholz, der übrigens auch die Fachgruppe „Algenbiotechnologie“ bei der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. leitet, eine geschlossene Kultivierungsanlage für Mikroalgen aufgebaut, die mengenmäßig vom Glaskolben über Literanlagen bis hin zu 120-Liter-Reaktor alles bieten kann. Konzipiert für sterile Bedingungen, ist sie der Ort, aus dem die Forscher eher Wirkstoffe für medizinische Anwendungen extrahieren können.

Doch mit Untersuchungen in Deutschland wollen sich Buchholz und seine Kollegen nicht zufrieden geben: Das Projekt „Micro algae biorefinery“ ist als Kooperationsprojekt zwischen der FAU und ihrem koreanischen Ableger, dem FAU Campus Busan angelegt. Dort werden ebenfalls Chemie- und Bioingenieure an dem Screening mitarbeiten, Algen kultivieren und neue Spezies identifizieren, die bislang vielleicht noch gar nicht bekannt waren. Bei ersten Untersuchungen haben die Forscher auch schon „einige Vertreter entdeckt, die wir für sehr relevant erachten“, meint Buchholz. „Und wir hoffen, weitere interessante neue Kandidaten zu finden.“ Der Charme von Korea: Es hat, anders als Deutschland, eine große Küstenlinie – und damit jede Menge Platz für Anlagen, in denen die Algen gedeihen. Außerdem sei das Klima in Korea für den vergleichenden Blick interessant: Busan liegt etwa auf dem Breitengrad von Neapel. Buchholz möchte nun herausfinden, wie sich die unterschiedliche Sonnenintensität und Tageslichtdauer an den beiden Standorten auf das Wachstum der Algen auswirkt.

Sind schließlich geeignete Spezies gefunden, geht es darum, den größtmöglichen Nutzen aus der Alge zu ziehen – möglichst alle Bestandteile der Algen sollen optimal ausgewertet werden, um verschiedene Bedürfnisse der Industrie zu befriedigen. Dieses Projektziel verbirgt sich hinter dem Fachbegriff „Bioraffinerie“ und soll in enger Zusammenarbeit mit den Strömungsmechanikern der FAU geschehen: Prof. Delgado und sein Team wollen mittels strömungsmechanischer Berechnungen die Reaktoren so optimieren, dass selbst in dichten Kulturlösungen aus stark wachsenden Algen alle Einzeller genügend Licht bekommen. Solche Kulturflüssigkeiten sind schnell so undurchsichtig, dass Licht von außen nicht mehr sehr tief eindringen kann. Die meisten Algen können deshalb ohne geeignete Maßnahmen kaum noch Energie beziehen. Zugleich versuchen die Prozess-Experten, geeignete Verfahren in Reihe zu schalten, um die Alge in einem Bioraffinerieverfahren möglichst effizient zu nutzen, was den Gesamtprozess wirtschaftlich machen soll.

„Wir hoffen, im Lauf der kommenden drei Jahre schon erste Ergebnisse vorzeigen zu können, um zu demonstrieren, wie erfolgversprechend Algen für uns in Zukunft sein werden “, erklärt Buchholz.

Prof. Dr. Rainer Buchholz
Tel.: 09131/85-23003
rainer.buchholz@bvt.cbi.uni-erlangen.de

Blandina Mangelkramer | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie