Als eine der ältesten Organismen auf unserem Planeten kommt die Süßwasseralge Chlorella überall auf der Erde vor. Um die Alge für den Menschlichen gebrauch verwenden zu können, müssen allerdings Verunreinigungen ausgeschlossen, und ein stabiler Vitamin- und Nährstoffgehalt  gewährleistet werden. Aus diesem Grund, und da sich eine Ernte der winzigen Mikroalgen in der Wildnis schwierig gestalten würde, wird die Alge für die menschliche Verwendung industriell gezüchtet.

Es gibt verschiedene Methoden um die Chlorella Alge anzubauen: Dabei kann generell zwischen offenen Systeme und geschlossenen Systeme unterschieden werden. Das grundlegende Vorgehen beider Züchtung ist hingegen bei allen Systemen gleich: ein kleiner Grundstamm an vorgezüchteten Algen wird in eine bestimmte Menge Wasser „ausgesetzt“ um sich darin zu vermehren. Unter idealen Bedingugen kann die Chlorella Alge innerhalb einer Woche ihre Masse verfünffachen.

Industrielle Anbausysteme

Offene Systeme

Als offene Systeme werden solche Anbauverfahren bezeichnet, bei welchen die gezüchteten Algen im Kontakt mit der äußeren Umgebung stehen. Zu den offenen Zuchtanlagen gehören die großen Open Ponds und die kleineren Raceway Ponds, beides sind flache Wasserbecken von 15 – 50 cm Tiefe in welchen die Alge kultiviert wird.

Der Haupt-Vorteil dieser Kultivierungsmethode ist die einfache und preiswerte Konstruktion und inbetriebnahme des Systems. Allerdings ist der Verlust der Hauptwachstumsfaktoren Wasser (durch Verdunstung) und Kohlendioxid (durch Diffusion in die Atmosphäre) enorm und muss kontinuierlich ausgeglichen werden. Zusätzlich führen Schwankungen in Licht- und Wärmeverhältnissen sowie die schlechte Lichtversorgung am unteren Ende des Beckens zu starken Schwankungen in Vitamin- und Nährstoffgehalten in der Ernte. Darüber hinaus besteht eine sehr hohe Kontaminationsgefahr durch Fremdalgen, Schwermetalle, Pestizide und andere Umwelteinflüsse.

Sowohl die Ausbeute der ofenen Systeme sowie die Qualität der Ernte unterliegt dadurch hohen Schwankungen.

Geschlossene Systeme

Gewächshaus mit Glasröhrensystem

© Jörg Ullmann

In geschlossenen Systemen, auch Photobioreaktoren, werden die  Mikroalgenkulturen isoliert von der Umgebung kontrolliert gezüchtet. Dadurch ist das Risiko durch Verunreinigungen erheblich reduziert. Zu den geschlossenen Zuchtsystemen gehören Röhren-, Schlauch-, Kessel-, und Flachplattensysteme. Dabei wird je nach System entweder die gesamte Algen-Wasser-Masse im System konstant zirkuliert (etwa im Röhrensystem) oder eine Pumpe sorgt für ständige CO2-Versorgung und Durchmischung der Algen.

Chlorella Alge im Glasröhrensystem

© Jörg Ullmann

Gegenüber offenen Systemen haben geschlossenen Systeme eine Reihe an Vorteilen. Der Verlust der Wachstumsfaktoren ist extrem gering, da CO2 und Wasser nicht entweichen können und das Risiko von Kontamination sind quasi ausgeschlossen. Des weiteren ist die Lichtversorgung der Algen deutlich besser und Wärmeverhältnisse können durch Integration eines Gewächshauses deutlich konstanter gehalten werden. Dies führt auch zu deutlich weniger Schwankungen in Vitamin- und Nährstoffgehalten im Endprodukt.

Die Ausbeute von geschlossenen Systemen ist dadurch deutlich höher und Qualitätsschwankungen der Ernte einigermaßen niedrig.

Ernte der Algen

Unabhängig vom Anbausystem müssen die fertig gezüchteten Algen geerntet und getrocknet werden. Dafür werden die Algen abgepumpt und in eine speziell für die Algenernte entwickelte Zentrifuge gepumpt. Die Zentrifuge trennt Algenmasse und Wasser, wobei die Algenmasse direkt durch Kontakt mit Heißluft getrocknet wird und sofort als trockenes Pulver verpackt werden kann.

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