Algen sind eine reiche Quelle für mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Proteine, Enzyme, Vitamine, Mineralien und Spurenelemente. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Algen zu einem begehrten Rohstoff für zahlreiche Produkte vor allem in den Bereichen Lebens- und Futtermittel, aber auch Pharma und Chemie geworden sind. Seit mehr als 50 Jahren begleitet GEA Start-ups und Algenproduzenten mit F&E-Unterstützung sowie Qualitäts- und Verarbeitungstechnologien, die strengen Industriestandards entsprechen.

Jüngstes Beispiel für die steigende Nachfrage der Verbraucher nach gesunden, pflanzlichen und ökologisch nachhaltigen Produkten ist ein französisches Unternehmen aus der Algenindustrie, das als Start-up vor knapp sechs Jahren das erste Mal an GEA herantrat.Die Partnerschaft mit dem Start-up aus der Bretagne begann mit einer Reihe von lokalen Testsessions, die das Unternehmen schließlich davon überzeugten, dass GEA über das beste Know-how und die fortschrittlichste Technologie für diesen Prozess verfügt.Gemeinsam mit dem Kunden entwickelte GEA einen maßgeschneiderten Trennprozess, durch den hochwertige Biomasse aus Mikroalgen im industriellen Maßstab vornehmlich für den Einsatz in den Bereichen Tiernahrung und Lebensmittel gewonnen werden kann.

Heterotrophe Algenkultivierung im Trend

Die Herausforderung lag in diesem Fall an der komplexen Umgebung, in der die Algen gezüchtet werden,- nämlich ohne Licht und mit Zucker. Diese s.g. heterotrophe Kultivierung ist bei Algenproduzenten im Trend, da sie eine Reihe von Vorteilen bietet: Die Algen können beispielsweise viel schneller abgeerntet werden, was die Produktionszeiten erheblich verkürzt. Der Prozess an sich ist stabiler, da die Anfälligkeit für Kontaminationen auf ein Minimum reduziert wird; zudem ergeben sich weitaus höhere Ausbeuten. Insgesamt erfordert das heterotrophe Verfahren modernste Technologie und detailliertes Prozesswissen, um deren Vorteile auch alle nutzen zu können.

Nach eingehenden Gesprächen mit den GEA Experten setzte das damalige Start-up im Jahr 2014 zunächst einen kleinerenGEA Düsenseparator zur Konzentrierung der gezüchteten Mikroalgen ein. Damit können scherempfindliche Algenzellen schonend verarbeiten werden, die spezielle Düse im Separator ermöglicht die Gewinnung ein sehr homogenen Algenkonzentrats bei maximaler Trockensubstanz und Ausbeute. Die CIP-Fähigkeit des Separators garantiert dabei eine schnelle und effektive Reinigung für höchste Produktsicherheit und maximale Verfügbarkeit der Maschine.

Die wachsende Nachfrage nach Algenprodukten im Markt erforderte bereits ein Jahr später einen größeren Separator, bis 2019 war das Unternehmen zum Spezialisten für Fermentationsprozesse bereits so stark gewachsen, dass sie einen Hightech-Separator mit einer deutlich höheren Kapazität orderten.

Partnerschaft zur Deckung der weltweit wachsenden Nachfrage nach Algenprodukten

Der Schlüssel für einen erfolgreichen Schritt vom Labormaßstab zur Pilot- bzw. Industrieanlage für Start-ups und Unternehmen der Algenindustrie ist häufig die Finanzierung. Investoren möchten Sicherheit, dass Rezepturen, Ausbeuten und Wirtschaftlichkeitsberechnungen, die im Labor ermittelt wurden, auch in großem Maßstab gelten. Schlüsselfaktoren sind dabei neben der Skalierbarkeit der Ergebnisse, wie Ausbeute oder Trockensubstanz, auch die Senkung des Energieverbrauchs und der Betriebskosten. 

„Die frühzeitige Partnerschaft mit unseren Kunden ist daher entscheidend für die Entwicklung von Algengewinnungsverfahren, insbesondere angesichts der Forderungen nach Senkung von Produktions- und Stückkosten," erläutert Alexander Piek, Application Manager Separation bei GEA Renewables. „Unsere Zusammenarbeit sowohl mit wachsenden Start-ups als auch Großproduzenten untermauern, dass wir mit unserer über 50-jährigen Erfahrung und den innovativen Produkten für die Algenindustrie für jeden Kunden die richtige Lösung maßschneidern können, mit der sie nachhaltig Erfolg haben.“

Mit dem richtigen Know-how und der passenden GEA Technologie zum Erfolg

Mit einem GEA Separator können scherempfindliche Algenzellen schonend verarbeiten werden
Mit dem GEA Separator können scherempfindliche Algenzellen schonend verarbeiten werden, die spezielle Düse im Separator ermöglicht die Gewinnung ein sehr homogenen Algenkonzentrats bei maximaler Trockensubstanz und Ausbeute.

Je nach Alge, Wachstumsbedingungen und Aufgabe bietet GEA mehrere Separatoren und Dekanter für den Konzentrierungsvorgang. Die Wahl eines Separators hängt außerdem von den zu verarbeitenden Kapazitäten, der Produktviskosität, dem Feststoffgehalt, dem pH-Wert in der Fermentationsbrühe und der Zellstruktur ab. Für die weitere Konzentration und Entwässerung von Biomasse oder für die Klassierung von Mikroalgen ist ein GEA-Dekanter der nächste Schritt in der Verarbeitung. 

Bei der Verarbeitung von Rot- und Grünalgen sind Homogenisatoren von GEA ideal. Sie liefern den extrem hochwertigen Rohstoff, der für Nahrungs- und Vitaminpräparate sowie Biomaterial oder Biokunststoffe benötigt wird. Diese Technologie gewährleistet zuverlässige und langlebige Komponenten, die aseptischen Anforderungen entsprechen, und Produkte, die alle Vorschriften erfüllen. Die Homogenisierung ist ein mechanischer Prozess, der die äußere Zellwand mit bis zu 1500 bar durchbricht, um die intrazelluläre Flüssigkeit freizusetzen. Es bietet Vorteile in Bezug auf Zuverlässigkeit und die Deckung der Gesamtbetriebskosten.

Während Zentrifugen einen Großteil des freien Wassers aus der Algensuspension entfernen können, erfordern einige Anwendungen eine Alge in Pulverform. GEA hat auch für diesen Prozessschritt die richtigen Trockner im Angebot, in diesem Fall Sprühtrockner. Trockenalgenpulver ist ein hochwertiges Protein und kann zum Beispiel als Zusatzstoff in der Tierernährung eingesetzt werden.
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