Algal Center for Renewable Energy
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- Helmuth Beckenbauer
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1 Forschungsplattform g p für Algenreaktoren g in Brisbane Algal Center for Renewable Energy 4. B 4 Bundesalgenstammtisch d l t ti h Rosa Rosello, Clemens Posten, Olaf Kruse und Ben Hankamer Institut für BioBio und Lebensmitteltechnik Lebensmitteltechnik, Verfahrenstechnik, Bereich Bioverfahrenstechnik KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
2 Mögliche Wege zum Produkt Wasserstoff (rekombinante) Farbstoffe, Proteinen Antioxidanten Vitaminen H 2 Separation Extraktion O 2 Biodiesel ungesättigte Fettsäuren Extraktion Licht Pigmente Öl Polysaccharide H 2 O CO 2 Neue Biomasse Konzentration Biogas (gesundheitsfördernd) d d) Lebensmittel, Aquakultur, Futter, Düngermittel BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
3 Trittsteine der Mikroalgenindustrie Feinchemikalien: Pigmente Fettsäuren Menschliche Ernährung Aquakultur Das Projekt soll die Mikroalgentechnologie auf diesen Weg vorantreiben Futtermittel Bulkchemikalien Energie: Biodiesel Biogas, H 2 niedri igere Preise höher re Fläc chen BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
4 Zielsetzung Reaktor- und Prozessentwicklung im Pilotmaßstab Untersuchung der Leistungsfähigkeit kommerzieller und eigener Photobioreaktoren Kinetiken, Produktivitäten Praktische Erfahrung unter reellen Bedingungen g Direkter Vergleich einzelner Designparameter und direkter Einfluss von Umgebungsbedingungen g g g Stamm- und Metabolismusforschung lokale Stämme Sammlung von Erfahrungen im Pilotmaßstab Praktische Ermittlung Auslegungsparameter für späteres Scale-up BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
5 Direkter Vergleich Umweltparameter Temperatur Algenwachstum zeigt eine relativ starke Temperaturabhängigkeit BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
6 Direkter Vergleich Designparameter Reaktorhöhe und Lichtverdünnung BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
7 Grundkonzept für Bioreaktor Design Wärme Fluoreszenz Respiration Licht CO 2 H 2 O Wachstumsphase, makromolekulare Zusammensetzung Reaktor wandelt Umgebungsbedingungen in physiologische Bedingungen um. Reaktoroptimierung bedeutet Zellsignale zu verstehen BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
8 Energie Minimierung durch optimaler Prozessführung Messung prozessrelevanter Größen (Temp., ph, po 2, pco 2 ) und Gradienten entlang der Reaktorstrecke Regelung Begasungsrate od. Begasungszusammensetzung an aktuellen photosynthetischen Aktivität der Zellen Optimierung Zufütterungsstrategien und Erntezyklen Auswertung der molekularen und mikrobiologischen Ergebnissen der Reaktion der Zellen auf die Kultivierungsbedingungen i BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
9 Kooperationspartner Bi Brisbane-Projekt Akademische Partner UQ und IMBcom Administration und Organisation Universität Bielefeld Stammentwicklung & Metabolismus KIT Reaktor- & Prozessentwicklung Industriepartner KBR Anlagenplanung Cement Australia Kohlenstoffdioxid-Nutzung Neste Oil und Siemens Biofuel-Produktion Regierung Queensland BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
10 Standort Brisbane Brisbane 27 23'3"S Breitengrad BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
11 Standort Brisbane: Übersicht subtropisches Klima: Durchschnittstemperatur: durchschnittliche Sonnenstunden: 20,4 C/a* 08,1 h/d* durchschnittliche Sonnenstrahlung: 19,8 MJ/m²/d* Gewitter- und Hagelstürme sowie lange Trockenperioden Industrie-, Wirtschaftszentrums Australiens * BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
12 Standort Brisbane Brisbane Brisbane River Universität Anlage BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
13 Standort Brisbane Laborgebäude ca. 100m ca. 100m BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
14 BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
15 Zusammenfassung Forschungseinrichtung zur Kultivierung von Mikroalgen in großem Maßstab Auswahl lokaler Stämme Ausführliche Datenerfassung Optimierung Reaktorgeometrie und Prozessführung Optimierung Biomasse- und Produktausbeute Optimierung des Energiebedarfs Bestätigung vom rationalem Scale-up (10 m² auf 50 m²) BLT- Institut, Abteilungs-, Bereich Fakultäts-, III: BIOVERFAHRENSTECHNIK
16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institute für of Bio- Engineering und Lebensmitteltechnik, in Life Sciences, Department Fakultät für Chemieingenieurwesen Bioprocess Engineeringund Verfahrenstechnik, Bereich Bioverfahrenstechnik Kontakt: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und KIT - The cooperation of Forschungszentrum Karlsruhe GmbH and Universität Karlsruhe (TH) nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
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