Entwicklung eines semikontinuierlichen Kultivierungs- und Aufarbeitungsverfahrens zur Gewinnung von bioaktiven Stoffen aus Mikroalgen

Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur biotechnologischen Gewinnung von bioaktiven Stoffen, insbesondere Carotinoiden aus Mikroalgen. Durch die Forschungs- und Entwicklungsleistung wollen die Kooperationspartner einen Prozess gestalten, bei dem die Anzucht der Algenbiomasse heterotroph und die Produktion der Wirkstoffe phototroph erfolgen soll, wobei die benötigten Nährstoffe und CO2 weitgehend aus Abprodukten bestehender Fermentationsprozesse bereitgestellt werden. Durch eine kontinuierliche und bilanzierte Überführung der Mikroalgen vom heterotrophen in den phototrophen Bioreaktor entsteht dann ein gekoppelter Prozess. Nach der Separation der Biomasse werden die unverbrauchten Nährstoffe wieder dem Kultivierungsreaktor zugeführt, womit der Kreislauf weitgehend geschlossen wird. In einem weiterentwickelten Photobioreaktorsystem ist der Energie- und Stoffübergang zu verbessern. Dazu soll die Entwicklung eines effizienten Plattenphotobioreaktorsystems in Modulbauweise mit pulsierender Gas- und Flüssigkeitsschicht sowie eines scherstressarmen Pulsationsreaktors mit Mikroflotationstechnik für den heterotrophen Betrieb im Projekt erfolgen. Ein Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Entwicklung des Downstream-Processings zur Gewinnung der bioaktiven Produkte, insbesondere durch ein Verfahren zum großtechnischen Zellaufschluss und zur Extraktion durch superkritisches CO2 (scCO2). Die proteinhaltige Restalgenbiomasse kann als hochwertiges Futtermittel verwertet werden.