Die Firma Algoliner hat sich auf die Entwicklung von Reaktoren für die Kultivierung von Mikroalgen spezialisiert. Das Flanschensystem zeichnet sich durch viele Vorteile gegenüber bereits existierenden Lösungen aus. In herkömmlichen Systemen in der Algenkultivierung tritt oft das Problem auf, dass in Toträumen (toten Durchflussbereichen) mikrobielle Aktivitäten auftreten. Dadurch entsteht die Gefahr von Kontamination im Reaktor. Aseptische Flanschen aus Metall sind dafür in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sehr bekannt (DIN 11864), um Kontaminationen zu vermeiden.

Algoliner hat die ersten aseptischen, transparenten Flansche aus Acrylglas (PMMA) entwickelt. Die PMMA-Flaschen sind speziell für die PMMA-Rohrreaktoren konzipiert. Dies wurde mittels FEM-Analysen realisiert. Die Silikondichtung, die zwischen den beiden Flanschen sitzt, ist verformbar, was die aseptische Wirkung weiter gewährleistet. Des Weiteren haben die aseptischen Flansche einen wesentlichen Vorteil: die Möglichkeit einer sogenannten „one place clean“. Durch ein Molchensystem, das ebenso von Algoliner entwickelt wurde, kann eine effektive Reinigung durchgeführt werden, ohne dass die Anlage demontiert werden muss. Die Reinigung zeichnet sich dadurch aus, dass man nur reine maschinelle Reinigung anwenden muss, sodass der Bedarf an weiteren Reinigungschemikalien entfällt (siehe Abbildung).

Eine weitere Lösung, die die Firma präsentiert, ist das zweistufige Gesamtmanagement des Reaktors. Dieses Konzept zeichnet sich dadurch aus, dass auf der ersten Stufe die Algen-Biomasse mit Luft gestrippt wird, um überschüssigen Sauerstoff zu entfernen. Sauerstoff entsteht bei der Umsetzung von CO₂ mit Licht durch die Algen und wird entfernt, um die Photosynthesereaktion weiter zu optimieren. In einer zweiten Stufe wird die Biomasse mit Kohlendioxid versehen, damit die Photosynthese unter optimalen Bedingungen verläuft. Diese Prozessführung erlaubt eine sehr effektive Umsetzung der Photosynthesereaktion, was das Wachstum der Algen vielfach beschleunigen kann. Das Kohlendioxid kann im Rahmen des Klimaschutzes aus CO₂-intensiven Branchen stammen, was die Klimaneutralität der Produktion von Algen weiter unterstützt (siehe Abbildung).

Autor: Abdelilah Najimi, 2. Fachsemester Master Chemie- und Umweltingenieurwesen, Hochschule Merseburg