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Grünes Gold der Zukunft - Innovativer Anbau von Mikroalgen

Mikroalgen – nachhaltige Alleskönner

Unter den nachwachsenden Rohstoffen gelten Mikroalgen als große Hoffnungsträger. Mittels Photosynthese können sie CO2 in Biomasse umwandeln, die als alternative Energiequelle für die Produktion von Biogas genutzt werden kann. Auch im Ernährungs- und Futtermittelbereich ist ihr Potenzial enorm: Mikroalgen enthalten wertvolle Proteine, die bis zu 70 Prozent der Trockensubstanz ausmachen, zudem mehrfach ungesättigte Fettsäuren, natürliche Farbstoffe, Vitamine und viele weitere bioaktive Inhaltsstoffe.

Effizientere Abläufe notwendig

Die Zucht, Ernte und Weiternutzung der Algen erforderte bisher jedoch zu viel Energie, Wasser und Kapazitäten. Um die Algen in Zukunft vermehrt ökonomisch einsetzen zu können, muss der gesamte Prozess wesentlich effizienter gestaltet werden. Dieser Herausforderung widmete sich ein industriegeleitetes Forscherteam aus Deutschland und Flandern im Rahmen eines CORNET-Projekts unter Federführung des AiF-Mitglieds Forschungskreis der Ernährungsindustrie (FEI). Das Projekt zielte auf eine neuartige Algenprozessierung ab, die eine höhere Kultivierungseffizienz ermöglicht und die Prozessbedingungen unter Berücksichtigung des Nährstoffgehalts deutlich verbessert.

Kombination innovativer Methoden

Durch die Entwicklung und Kombination mehrerer innovativer Methoden konnte die Wertschöpfungskette von Mikroalgen vom Anbau bis zur Ernte und Extraktion signifikant verbessert werden. Für den Anbau wurde ein Behälter mit extrem dünnen Maschen entwickelt. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode im Glasröhrensystem konnten mithilfe dieser neuartigen „Mesh-Ultra-Thin-Layer“-Technologie der Algenanbau erfolgreich optimiert und eine durchgängig höhere Effizienz in der Biomasseproduktion erreicht werden. Während des Wachstums wurden die Algen zudem mittels sogenannter Hochspannungsimpulstechnologie elektrisch stimuliert. Die Forscher fanden durch ein Screening unterschiedlicher Energielevel heraus, dass die Entwicklung der Zellkulturen bei geringeren Energien positiv beeinflusst werden kann. So konnten Proteine und andere Inhaltsstoffe wie Enzyme und natürliche Farbstoffe effektiver freigesetzt, die antioxidative Kapazität der Zellen erhöht und die Zusammensetzung der Fettsäuren erheblich verbessert werden. Darüber hinaus wurden innovative Ernte- und Extraktionstechniken angewandt. Die Separation und Entwässerung der Biomasse muss schonend erfolgen und ist energetisch aufwendig; die „Zentrifugen-Bürsten-Technologie“ erwies sich hierbei am vielversprechendsten und sparte rund 70 Prozent Energie ein.

Vielfältiger Einsatz möglich

Das Projektteam entwickelte nach einer eigens durchgeführten Verbraucherstudie mehrere neue Produkte wie Algenflips, Algenpasta, Algenschokolade und Algencracker – mit wesentlich höherem Nährwertgehalt gegenüber den Referenzprodukten. Ein weiteres hohes Marktpotenzial liegt in der Erzeugung von Biodiesel und Bioethanol. Generell wird erwartet, dass die Nachfrage nach Mikroalgen-Biomasse weiter deutlich steigen wird. Derzeit größtenteils in Asien produziert, wird sie getrocknet und zur weiteren Behandlung nach Europa verschifft – ein extrem energie- und kostenintensiver Ansatz. Die Entwicklung effizienterer Lösungen wird in Zukunft wesentlich mehr kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Europa den Einstieg in den wachsenden Markt dieser aussichtsreichen Rohstoffquelle ermöglichen.

CORNET – internationale Variante der IGF

Als etabliertes transnationales Fördernetzwerk ermöglicht CORNET (Collective Research Networking) Projekte der vorwettbewerblichen Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) auf internationaler Ebene. Die hohe Erfolgsquote von durchschnittlich 66 Prozent macht CORNET zu einem attraktiven Förderinstrument für den Mittelstand, der von dem ergänzenden Know-how internationaler Partner stark profitiert.

Ihr Ansprechpartner zum Projekt

Dr. Jan Jacobi (EU-Büro)
Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI)
Tel. +32 2 2820840
gfpi-fei(at)bdp-online(.)de

Weitere Informationen zum Projekt unter: https://www.fei-bonn.de/cornet-aif-129-ebg.projekt

Projekttitel: Innovative Algenprozessierung für Nutraceuticals in Lebensmitteln und Futtermitteln (iAlgaePro)

Förderkennzeichen: 129 BG
Laufzeit: 12/2014 – 03/2017
Fördersumme: 493.460 € (Anteil Deutschland), 887.000 € (Gesamtprojekt)
Programm: IGF-Fördervariante Collective Research Networking (CORNET)
Fördermittelgeber (auf deutscher Seite): Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

www.cornet.online

Forschungsvereinigung

Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI)

Eingebundene Unternehmen

  • Elea Vertiebs- und Vermarktungsgesellschaft mbH, Quakenbrück
  • REW Regenerative Energie Wirtschaftssysteme GmbH, Quakenbrück
  • IGV Institut für Getreideverarbeitung GmbH, Nuthetal
  • Optima Immobilien- und Projektvermittlung GmbH, Cloppenburg
  • fermtec GmbH, Berlin
  • Speaking Products GmbH, Berlin
  • SanderStrothmann GmbH, Georgsmarienhütte
  • Rudolf Wild GmbH & Co. KG, Berlin
  • Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH, Wendelsheim
  • SÜDZUCKER AG Mannheim/Ochsenfurt, Mannheim

Forschungseinrichtungen

Teilnehmer aus Flandern/Belgien

  • VLAIO – Flanders Innovation & Entrepreneurship (Förderorganisation)
  • FISCH – Flanders Innovation Hub for Sustainable Chemistry (Forschungsvereinigung)
  • 11 Unternehmen, 7 davon KMU
  • BB – Boerenbond Projecten vzw (Forschungseinrichtung)
  • VITO – Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (Forschungseinrichtung)

Foto:  © shutterstock.com

Grünes Gold der Zukunft – Flyer