Der Flat Panel Airlift Photobioreaktor von Subitec

FPA Reaktor

Der Flat Panel Airlift Photobioreaktor von Subitec.

Funktionsweise

Die Kultivierungstechnologie von Subitec basiert auf einem speziell entwickelten, kostengünstigen Plattenreaktor. Im Gegensatz zu konventionellen Photobioreaktoren vermeidet der FPA-Reaktor konstruktionsbedingt Nachteile anderer Verfahren. Der systematische Technologievorsprung führt zu einer breiten Palette von Vorteilen. Dabei ist die patentierte Strömungsführung über statische Mischer der technische Schlüssel zum Erfolg des FPA-Reaktors.

Vorteile

  • Optimale Lichtversorgung aller Zellen durch gezielte Strömungsführung über statische Mischer.
  • Vollständige Durchmischung und Homogenisierung vermeidet photooxidativen Stress und steigert die Effizienz der Kultivierung, insbesondere bei hoher Lichtintensität. Photoinhibition behindert bei anderen Verfahren die Photosynthese.
  • Minimaler Scherstresses auf die Algen.
  • Einfache Temperaturüberwachung, pH-Kontrolle und effizienter Gasaustausch.
  • Höhere Zelldichte im Vergleich zu anderen Reaktoren.
  • Reduzierung der Begasungsrate (Turbulenz) bei geringer Lichtintensität.
  • Impulsbelüftung während der Nacht, um Sedimentieren der Algenzellen zu vermeiden.
  • Eine Photovoltaikanlage ist die ideale Energiequelle zur Versorgung einer Mikroalgenproduktionsanlage, da Energieproduktion und -bedarf einhergehen.
  • Nahezu flexibel skalierbare Produktionskapazitäten durch modularen Aufbau.

Die Lichtverteilung ist entscheidend.

Im Querschnitt betrachtet, kann man bei jedem Photobioreaktor drei Zonen unterschiedlicher Lichtintensitäten unterscheiden: direkt an der Oberfläche ist die Lichtintensität so hoch, dass kaum Photosynthese stattfinden kann (Photoinhibition). Dann folgt eine dünne Schicht mit optimaler Intensität, in der tiefsten Zone schattet sich die Kultur selbst ab und unterliegt der Lichtlimitierung. Der FPA Reaktor funktioniert nach dem Prinzip des Airlift Schlaufenreaktors und erreicht durch eine geringe Schichtdicke und gezielte Strömungsführung im Reaktor über statische Mischer eine optimale Lichtversorgung der Algen. Die Lösung liegt in einem gerichteten Transport der Zellen, die durch den Einbau der statischen Mischer erzwungen wird: die aufsteigenden Gasblasen werden an den statischen Mischern abgelenkt und versetzen das Kulturmedium in eine stationäre, kreisförmige Strömung. Somit werden die Algenzellen in einem Rhythmus von ca. 1 Hertz jeweils zu Licht und dann wieder in die abgeschattete Zone transportiert. Über den Abstand zwischen den FPA-Reaktoren im Freiland kann die durchschnittliche Lichtintensität variiert werden, die auf alle Algenzellen im Reaktor gleichmäßig verteilt wird.

Gleichmäßiger Lichteintrag beim Subitec FPA-Reaktor.

Große Reaktoroberfläche mit kontrollierter Lichtführung.

Konstruktion in zwei transparenten Kunststoffhälften.