Modularer biointelligenter Mikroalgenreaktor 

Die Firma CYFIY arbeitet an der Entwicklung disruptiver Technologien für eine Kohlenstoff-negative Ernährung durch Mikroalgenbiomasse.

Problem- und Zielbeschreibung

Trotz umfassender Forschung ist die Produktion von Mikroalgenbiomasse als nahrhaftes, CO2-fixierendes Nahrungsmittel noch nicht etabliert. Im Zuge der Entwicklung eigener disruptiver Ansätze in diesem Feld muss daher zunächst eine kritische Bewertung des aktuellen Stands der Technik durchgeführt werden. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund der bisher kaum etablierten Biointelligenz in diesem Bereich. Daher sollten in diesem Projekt kritische Entwicklungs- & Prozessparameter für einen neuen, disruptiven Ansatz von Photobioreaktortechnologie identifiziert werden und wie ein solcher Ansatz durch Biointelligenz weiter verbessert werden kann.

Bezug des Vorhabens zur Biointelligenten Wertschöpfung

CYFIY zielt auf die Neuentwicklung eines neuartigen Produktionssystems für Mikroalgenbiomasse mit einer deutlichen Verbesserung des Stands der Technik im Hinblick auf Produktivität und Ausbeute ab. Dies soll insbesondere durch das Neu-Design einer neuen Reaktorhülle erreicht werden, die ideale Wachstumsbedingungen für Mikroalgen ermöglicht. Diese Bedingungen sollen durch ein adaptiertes Steuerungssystem reguliert und konstant gehalten werden. In Abhängigkeit von den Ergebnissen des Quick-Checks sollen Software-Komponenten in diese Steuerungseinheit integriert werden. Diese soll die spätere Produktion intelligent an die Voraussetzungen eines spezifischen Produktionsstandorts, dessen Substratverfügbarkeit anpassen sowie den biologischen Zustand der Kultur berücksichtigen, um das gewünschte Prozessergebnis zu erreichen. Von besonderer Relevanz für eine solche Neuentwicklung empfindet CYFIY das enorme Potenzial von Mikroalgenbiomasse als zukünftiger Rohstoff in der Ernährung insbesondere vor dem Hintergrund der klimatisch-bedingten Notwendigkeit zur Anpassung der Nahrungsmittelproduktion. Ein neuartiges, kompaktes Produktionssystem, verringert den Ressourcenverbrauch deutlich und leistet durch die Nutzung von CO2 als Substrat einen sozioökonomischen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels.

Detaillierter Projektablauf und Ergebnisse

In einem ersten Workshop wurde gemeinsam mit CYFIY der aktuelle Stand der Technik der Photobioreaktortechnologie für die Mikroalgenkultivierung analysiert, der einfachen offenen Pond-Systemen geschlossenen, kontrollierbaren Photobioreaktoren gegenüberstellt. Im Hinblick auf die eigene Entwicklung von CYFIY wurden insbesondere die Durchmischung als entscheidender Entwicklungsparameter identifiziert, der durch eine entsprechende Auslegung des Systems, eine deutliche Verbesserung des Standes der Technik ermöglichen könnte. Des Weiteren wurde festgehalten, dass insbesondere geschlossene, künstlich beleuchtete Systeme aufgrund ihrer gut kontrollierbaren Bedingungen eine gute Grundlage für ein biointelligentes Produktionssystem bieten und daher als Grundstein für die weiteren Entwicklungen von CYFIY fungieren.

Projektnutzen, Verwertung und geplante Anschlussaktivitäten

Die Aufstellung des Unternehmens wurde direkt unterstützt. Der Zugang zu dieser Expertise in Verbindung mit den eigenen Fertigkeiten in der technischen Anlagenplanung, zielt CYFIY auf Entwicklung eines neuartigen, biointelligenten Produktionssystems als Grundlage zukünftiger Wertschöpfung der Firma entweder in Form eines Hardware-Supplier’s oder eigenständiger Produzent hochwertiger Mikroalgenbiomasse. Für den Schutz dieser Geschäftsmodelle wird im Verlauf der Entwicklung die Generierung entsprechender Schutzrechte angestrebt. Nach diesem Projekt strebt CYFIY die weitere Umsetzung dieses Plans innerhalb des S-TEC-Zentrums »Biointelligence Engine« in Kooperation mit dem Institut für Bioverfahrenstechnik der Universität Stuttgart an.

Finanziert durch

Das S-TEC Zentrum für Biointelligente Wertschöpfung, genannt The Biointelligence Engine, wird gefördert durch das Baden-Württemberg Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus sowie das Förderprogramm EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) der Europäischen Union: