Photobiotechnologische Nutzung von transparenten Schwämmen

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Ein Grundproblem bei der Kultivierung von Mikroalgen ist die schlechte Ausnutzung des einfallenden Sonnenlichtes, aufgrund von Sättigungserscheinungen bei hohen Lichtstärken. Um das Problem auf technischer Seite anzugehen, werden Reaktoren gebaut, deren Hauptoberfläche in einem flachen Winkel zur Sonne steht, so dass das Sonnenlicht auf eine größere äußere Oberfläche verteilt wird. Dies geht jedoch mit einer Erhöhung des Materialeinsatzes und des zu bewegenden Flüssigkeitsvolumens einher. Ein weiteres Problem in konventionellen Bioreaktoren ist, dass durch die große Schichtdicke der Algensuspension nur eine geringe Biomassekonzentration möglich ist. Ein Ausweg könnte die Verteilung des Lichtes auf eine größere innere Oberfläche bei gleichzeitiger Verkleinerung der Schichtdicke durch den Einsatz von lichtleitenden Schwämmen sein. Im Rahmen dieses Projektes soll geklärt werden, ob sich lichtleitende feste Schwämme zum Einbau in Photobioreaktoren eignen und welche Materialien und Schwammgeometrien optimal sind. Kultivierungsversuche in transparenten Schwämmen im Batch- und Konti-Betrieb werden mit der grünen Alge Chlamydomonas reinhardtii durchgeführt. Experimentell und durch Simulation ermittelt werden sollen u.a. die Lichtverteilung im Schwamm, die Durchströmung, der Stofftransport, die Algenwachstumsrate und die maximal mögliche Biomassenkonzentration.