Optimale Kultivierung von Mikroalgen inklusive Cyanobakterien
Mikroalgen, einschließlich Cyanobakterien, liegen als wertvoller Grundstoff zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln, Pharmazeutika, Kosmetika und Tierfutter im Trend. Jedoch gibt es bei der industriellen Produktion komplexe Herausforderungen, die es zu verstehen und bewältigen gilt. Insbesondere im Bereich der Vorkultivierung. Das Spannungsfeld bewegt sich zwischen einer wirtschaftlichen Produktion und größtmöglichen Sterilität in der Prozesskette sowie einer gleichbleibend hohen Qualität der Ernteerträge. Subitec bietet hierfür schlüsselfertige Anlagen, die aus einzelnen Kultivierungsmodulen sowie der dazugehörigen Support- und Kultivierungsinfrastruktur bestehen. Kern der Kultivierungsmodule bilden einzigartige Photobioreaktoren, die auf Basis der patentierten Flat Panel Airlift Technologie (FPA) schonend und hocheffizient Photosynthese betreiben. Das vom Fraunhofer Institut entwickelte Reaktordesigns erfüllt die Anforderungen nahezu jeder Mikroalge für einen erfolgreichen Produktionsprozess: von der Pre-culture- und Scale-up-Phase über die industrielle Mikroalgenproduktion und gewünschte Produktbildung bis hin zur Ernte. Das Ergebnis sind planbare Produktionsvolumen sowie maximaler Output pro Volumen bei hoher und stabiler Produktqualität. Nicht zuletzt sorgt das geschlossene Komplettsystem dafür, dass keine kontaminierenden Substanzen von außen eindringen können. Optimale Bedingungen, um bedeutende Hochwertstoffe wie beispielsweise Astaxanthin, Betacarotin, Omega 3-Fettsäuren oder Toxine als Inhaltstoff pharmazeutischer Produkte, bestmöglich zu gewinnen.
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Durchdachte Photobioreaktoren für hervorragenden Photosynthese-Prozess
Für ein schnelles Wachstum der Mikroalgen bei gleichbleibender Qualität bedarf es einer präzisen Steuerung von Licht, CO2-Eintrag und Temperatur. Zudem ist der sensitive Umgang mit den Mikroalgen innerhalb des gesamten Prozesses eine notwendige Bedingung, um stabil hohe Ernteerträge zu erzielen. Die durchdachten Photobioreaktoren von Subitec sorgen dank der patentierten Flat Panel Airlift-Technologie (FPA) für eine homogene Durchdringung der Kultur. Denn die einzigartige Technologie maximiert die Oberfläche der kleinen Luftbläschen, was zu einem sehr guten Eintrag von CO2 führt. Aufgrund der Airlift-Technologie werden keine mechanischen Pumpen benötigt. Somit entstehen keine unerwünschten Scherwirkungen auf die zu produzierenden Mikroalgen. Darüber hinaus ermöglicht die vollflächige und beidseitige LED-Beleuchtung, basierend auf der speziell entwickelten Growlight-Technologie, über vielfältige Optionen zur Einstellung des richtigen Lichtspektrums – passend zu jeder Art von Mikroalge. Zusammen mit der flexiblen Temperatursteuerung bietet das intelligente System hervorragende Bedingungen für einen hocheffizienten Photosynthese-Prozess. Die einfache Steuerung des Komplettsystems, bestehend aus Kultivierungsmodulen, Nährstoffaufbereitungsanlage, Reinigungs- und Sterilisierungsanlage sowie Ernteanlage, erlaubt einen reibungslosen Produktionsprozess – auch ohne tiefgehende Fachexpertise in der Anlagensteuerung.
Turnkey-Solution für nachhaltige Produktion
Im Vergleich zu anderen Produktionsmethoden von Mikroalgen, wie beispielsweise Open-Pond-, Plastic-Bags- oder Glass-Tube-Photobioreaktoren, benötigt das Kultivierungsmodul CM180 von Subitec deutlich weniger Platz. Die Nettobodenfläche liegt lediglich bei 17 Quadratmeter für insgesamt 5.4 Kubikmeter Kulturvolumen. Das bedeutet ein Volumen von 385 Litern pro Quadratmeter. Vormontierte Kultivierungsmodule und die standardisierte und passgenaue Kultivierungsinfrastruktur ermöglichen einen schnellen und kostengünstigen Aufbau onsite beim Kunden. Somit gewährt das Komplettsystem einen zeitnahen und planbaren Produktionsstart. Maßgeblich in Deutschland produziert, stehen die Anlagen von Subitec für eine langfristige Life Cycle Performance und liefern beständig hohe Produktionserträge. Der automatisierte Produktionsprozess, die Ernte und Reinigung (CIP & SIP) können automatisiert sowohl vor Ort mittels zentraler SPS als auch per Fernzugriff via Remote-Funktion, gesteuert und überwacht werden.
Next Level Mikroalgen-Produktion
Speziell für die Bedürfnisse schnell wachsender Märkte ausgelegt, bietet das modulare System bei steigenden Produktionsvolumen die Möglichkeit, einfach und flexibel zu erweitern. So können entsprechend dem gewünschten Produktionsziel ein oder mehrere Kultivierungsmodule CM180 dem System mühelos hinzugefügt werden. Das Kultivierungsmodul CM180 besteht aus 30 gekoppelten 180 Liter FPA-Photobioreaktoren und verfügt über 285 Quadratmeter beleuchtete Fläche. Diese wird durch auf Biomassewachstum optimierte Lichtwellenlängen energiesparend und umfassend mit speziellen Growlight-LEDs ausgeleuchtet. Dadurch entsteht eine maximale Flächenproduktivität für eine kontinuierliche 24/7 Indoor-Produktion. Die interne Kühlung und die selbstständige Zirkulation des Kulturmediums sowie die regelbare Begasung mit gefilterter Frischluft und CO2 bieten hervorragende Wachstumsbedingungen für Mikroalgen inklusive Cyanobakterien. Die einzelnen Kultivierungsmodule sind über die gemeinsam genutzte Kultivierungsinfrastruktur miteinander zu einer Produktionsanlage verbunden. Dazu gehören neben dem Kultivierungsmodul die Nährstoffaufbereitungsanlage, die Reinigungs- und Sterilisierungsanlage und die Ernteanlage.
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