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Ziel des Projektes war es, einen durchströmbaren, textilbasierten Photobioreaktor für die Kultivierung von Mikroalgen zu entwickeln. Dieser soll in Aquakulturanlagen integriert werden, um eine Überdüngung des Wassers zu verhindern und aus Futtermittelresten und Tierausscheidungen stammende überschüssige Nährstoffe (wie Nitrat und Phosphat) aus dem Wasser zu entfernen und gleichzeitig in Algen-Biomasse umzuwandeln. Bestimmten Tierarten (wie z.B. Garnelen) kann die auf diese Weise gewonnene Biomasse dann wieder direkt als Lebendfutter zur Verfügung gestellt werden.
Grundlage des Projektes ist die Realisierung der Oberflächenfunktionalisierung von Textilien zur Immobilisierung der Mikroalgen auf textilen Trägerstrukturen. Anforderungen an die zu entwickelnden Beschichtungen waren gute Haftung und Schichtstabilität auf Textil. Weiterhin sollten die Schichten ein partielles Herauswachsen der eingebetteten Mikroalgen ermöglichen. Es wurden erfolgreich Sol-Gel basierte Beschichtungen zur Einbettung von Mikroalgen auf diversen textilen Trägermaterialien entwickelt. Sowohl reine SiO2 Beschichtungen als auch organisch/anorganische Hybridbeschichtungen wurden realisiert. Weiterhin wurden modifizierte Beschichtungen für eine verbesserte Algenadhäsion entwickelt.
Es wurden verschiedene textile Trägermaterialien untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass Chlorella vulgaris eine bevorzugte Adhäsion an Textilien mit positiver Oberflächenladung zeigte. Die erzeugten Mikroalgenbiofilme wiesen eine hohe Langzeitstabilität und Produktivität, sowie speziell unter Einsatz von organisch/anorganischen Hybridbeschichtungen, eine sehr gute Stressresistenz auf.
Unter Verwendung eines spezifischen Textils konnte für Scenedesmus vacuolatus eine gute Biofilmbildung ohne Beschichtung nachgewiesen werden. Bei geringer Anfangsbesiedlung mit S. vacuolatus wurden die Textilien zu Versuchsende überwiegend von Diatomeen aus dem Anlagenwasser besiedelt, während eine hohe Anfangsbesiedlung zu einem hohen Anteil an S. vacuolatus führte, verbunden mit einer geringeren Besiedlung mit Diatomeen. Der Faktor Licht erhöhte den Anteil an Omega 3 Fettsäuren im Algenbiofilm.
ANSPRECHPARTNER:
Dr. Ulrich Soltmann
Fachsektion Dresden – „Funktionelle Schichten“
Tel.: 0351 / 2695 343
E-Mail: soltmann@gmbu.de
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