Modellierung von Wachstum und Produktbildung durch Mikroalgen

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Mikroalgen sind einzellige Lebewesen, die wirtschaftlich interessante Wertstoffe bilden, wie hochungesättigte Fettsäuren, Pigmente, Polysaccharide und Vitamine. Die Bildung dieser Produkte hängt in komplexer Weise von den Kultivierungsbedingungen ab. Im Rahmen der beantragten Arbeiten soll der Einfluss der Belichtung auf Wachstum und Produktbildung bei einer einzelligen Mikroalge untersucht und mit Hilfe eines dynamischen mathematischen Modells beschrieben werden. Es ist geplant, die Mikroalgen in ideal durchleuchteten Rührkesselreaktoren zu kultivieren und dabei unterschiedlichen Lichteinflüssen auszusetzen. Dabei soll einerseits die Intensität des Lichtes verändert werden (Photonenflussdichte), andererseits sollen die Algen definierten Hell-Dunkel-Phasen ausgesetzt werden. Die Versuche sollen im wesentlichen im kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden. Die Biomassenkonzentration und deren Zusammensetzung werden ebenso analysiert wie die physikalischen Parameter im Medium und die Abgase. Die Daten werden für die mathematische Modellierung herangezogen, die die Beschreibung und Vorhersage der Ergebnisse weiterer Versuche ermöglicht. Damit soll eine Übertragung des Modells auf Photobioreaktoren im Produktionsmaßstab ermöglicht werden.