Frau Dr.-Ing. Dorina Strieth erhält Flex-Förderung des TU-Nachwuchsring in Höhe von 5500 €.

Anfang des Jahres erhielt Frau Strieth die Möglichkeit (unter anderem durch den TU-Nachwuchsring) einen Schlaufenreaktor zur Kultivierung von Mikroalgen im 40 L (5x8 L) Maßstab anzuschaffen. Die Anschaffung ermöglichte ihr das Wachstum und die Produktivität verschiedener Cyanobakterien und Mikroalgen zu untersuchen. Dabei liegt die stufenweise Aufarbeitung der - von Cyanobakterien und Mikroalgen produzierten - natürlichen Farbstoffe im Fokus. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde hier ein Aufarbeitungsprozess im kleinen Maßstab (wenige ml Zellsuspension) etabliert, welche noch weiter optimiert und im nächsten Schritt hochskaliert werden muss, um validierte - auch auf die Industrie übertragbare - Ergebnisse liefern zu können. Die natürlichen Farbstoffe werden aus schonend getrockneter Biomasse (Cyanobakterien/ Mikroalgen) mit ungiftigen Lösemitteln schrittweise extrahiert. Aktuell können die benötigten Mengen an Biomasse (40 L Zellsuspension) für weitere Optimierungsschritte der Extraktion der natürlichen Farbstoffe produzieren werden, die anfallenden Mengen können jedoch nicht energieeffizient getrocknet werden. Zurzeit wird die Zellsuspension bzw. die Biomasse schonend gefriergetrocknet, was jedoch nur für geringe Mengen (1 L in 48 Stunden) möglich ist. Dafür muss jedoch zunächst die gesamte Zellsuspension in Stickstoff schockgefrostet werden, was bei 40 L sehr aufwendig ist und ein hohes Sicherheitsrisiko darstellt. Darüber hinaus ist die Gefriertrocknungsanalge sehr energieintensiv sowie mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit sehr kostspielig. Vorversuche zeigen, dass eine Trocknung der Biomasse im Dunkeln bei Temperaturen um 50 °C die Stabilität der natürlichen Farbstoffe über einen Zeitraum von 7 Tagen nicht beeinflusst. Allerdings sind dafür entsprechend große Flächen und Inkubationsschränke notwendig, welche einen hohen Platzbedarf mit sich bringen und darüber hinaus sehr kostpielig sind. In der Industrie werden Zellsuspensionen häufig sprühgetrocknet. Die Sprühtrocknung ist eine Methode zur schonenden Trocknung von Lösungen, Suspensionen und Emulsionen. Dabei wird mittels eines Zerstäubers das zu trocknende Gut in einen Heißgasstrom eingebracht, der es in sehr kurzer Zeit zu einem feinen Pulver trocknet. Die Anschaffung eines Sprühtrockners ermöglicht es nun größere Mengen an Zellsuspensionen schneller aufzuarbeiten und nachfolgende Extraktionsmethoden zeiteffizienter zu optimieren.

Wir bedanken uns beim TU-Nachwuchsring für die Kostenübernahme!