Algenkultur

Algenkultur ist eine Form der Aquakultur zur Zucht von Algen. Dabei handelt es sich meist um die Kultivierung von Mikroalgen oder Phytoplankton. Als Produkte werden verschiedene Wertstoffe gewonnen, die zum Beispiel als Rohstoff für die Erzeugung von Algenkraftstoff oder Biodiesel dienen können. Daneben werden auch Düngemittel und pharmazeutisch verwertbare Produkte erzeugt.^[1] Der Ertrag pro Fläche an Wertstoffen ist wesentlich höher als bei anderen, als ertragreich geltenden Nutzpflanzen wie der Ölpalme.

Algenauswahl

Die Zucht wird meist als Monokultur durchgeführt. Reine Kulturen können mit dem Verfahren der Reihenverdünnung erhalten werden. Dabei wird eine gemischte Probe mehrfach hintereinander Schritten verdünnt, bis die statistische Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass eine Probe nur eine einzige Art beherbergt. Die Proben werden dann mikroskopisch analysiert. Die gewünschte Art wird dann kultiviert und danach nochmals analysiert um größere Kulturen anzulegen.

Aufzucht

Wasser, CO₂ und Mineralien und Licht sind die wichtigsten Faktoren der Aufzucht. Die grundlegende Reaktion ist der Aufbau von Kohlenhydraten und die Freisetzung von Sauerstoff. Die Temperatur muss innerhalb eines gewissen Bereichs konstant gehalten werden.

Bei der Offenbeckenkultivierung wird die Kultur nur von oben mit Licht versorgt. Mit zunehmendem Algenwachstum blockieren die Algen in den oberen Schichten durch Absorption das Wachstum in den unteren Lagen.

Um größere Becken zu nutzen und damit die Ausbeute zu erhöhen, werden die Algen gerührt oder umgewälzt, um ein gleichmäßiges Wachstum zu erreichen. Die Bewegung kann auch durch Einblasen von Luft in tiefere Schichten erreicht werden. Durch das Umrühren wird außerdem vermieden, dass die Algen in den oberen Schichten zu stark dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt werden. Durch das Einblasen von Luft werden auch anaerobe Konditionen vermieden, die zu Geruchsbelästigung durch Zersetzung abgestorbener Algen führen kann.

Reaktoren

Algen können in offenen Becken oder Kanäle oder in Photobioreaktoren kultiviert werden. Für die Gewinnung von Rohstoffen für die Biodieselproduktion haben sich letztere bewährt. Ein Nachteil von offenen Becken ist die Kontamination durch andere Mikroorganismen. Für Monokulturen werden geschlossene System verwandt.

Photobioreaktoren sind mit einer internen Lichtquelle ausgestattet. Photobioreaktoren sind normalerweise geschlossene System, oft auch lichtdurchlässig. Der Photobioreaktor muss mit CO₂ und Nährstoffen versorgt werden, da kein Austausch mit der Atmosphäre stattfindet. Die Reaktoren können im typischen Batch-Modus betrieben werden oder auch als kontinuierlicher Prozess. Als Reaktoren können Tanks, Plastiksäcke oder Glaszylinder verwendet werden.

Algenernte

Die Algen können durch verschiedene Verfahren von Zuchtmedium getrennt werden. Typische Verfahren sind Filtration, Zentrifugation, Ausflockung oder Flotation. Durch Unterbrechung der Kohlendioxidzufuhr flocken einige Arten von selber aus.

Öl-Extraktion

siehe auch: Algenkraftstoff

Algenöle können auf viele Arten extrahiert werden. Zunächst wird die Alge mechanisch zerstoßen. Nach der Trocknung der Algen kann das Öl abgepresst werden. Auch chemische Extraktionsmethoden, etwa mit Hexan als Extraktionsmittel, können angewandt werden.

Der Extraktionsprozess kann durch die Anwendung von Ultraschall stark beschleunigt werden.

Einzelnachweise

Weblinks

• Links zum Thema Algaculture im Open Directory Project
• Biodiesel aus Mikroalgen
• Treibhausgas wird wiederverwendet bei Welt.de