I3Labs - Novel Products from Marine Resources

(Teil-)Projektleitung/ Mitarbeit:

Sinah Kammler, M. Sc.

Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt

Fördergeber: BWFG (Behörde für Wissenschaft, Forschung, Gleichstellung und Bezirke)
Projektpartner: Institut für Technische Biokatalyse der TUHH (Prof. Dr. Liese), Center for Biobased Solutions der TUHH (Prof. Dr. Antranikian), sowie weitere assoziierte Partner der Universität Hamburg und aus der Industrie
Projektdauer: 34 Monate
Laufzeit: 12/2020 – 09/2023

Die Erde ist zu 71 % mit Wasser bedeckt, wovon es sich zu 69 % um Salzwasser (Meere) und nur 2 % um Süßwasser (Seen, Flüsse) handelt. Unter dem Begriff Makroalgen werden meist mehrzellige Pflanzen zusammengefasst, die in wässeriger Umgebung als Primärproduzenten für pflanzliche Biomasse leben. Sie nutzen als Energiequelle das eingestrahlte Sonnenlicht und in der entsprechenden wässrigen Umgebung gelöstes Kohlenstoffdioxid (CO2) – sie betreiben Photosynthese. D.h. sie nutzen Licht zur Energiegewinnung und produzieren mit dieser Energie aus dem aus der Luft aufgenommenen CO2 Biomasse – hier: organische Makromoleküle wie z. B. Cellulose und Hemicellulose – sowie Moleküle mit ganz speziellen Eigenschaften (z. B. Hydrokolloide, Sulfatierte Polysaccharide, Proteine).

Makroalgen sind für die Produktion von Nahrungsmitteln, Industrierohstoffen und Energieträgern von Interesse; sie werden auch seit Urzeiten von den Menschen für die menschliche und tierische Ernährung genutzt. Die Produktionserträge pro Flächeneinheit von Algen liegen bei etwa 22 kg/m²/Jahr und sind damit deutlich höher als die von schnell wachsenden terrestrischen Nutzpflanzen, die zwischen 0,5 und 4,4 kg/m²/Jahr liegen. Auch konkurrieren Makroalgen nicht um die nutzbare und global nur begrenzt verfügbare Agrarfläche.

Makroalgen sind damit eine durchaus valide Option, mit der ohne weitergehende signifikante Konkurrenzen zum Nahrungs- und Futtermittelmarkt einerseits und zur Deckung der verschiedenen Märkte einer stofflichen und energetischen Nutzung andererseits Biomasse potenziell in großen Mengen verfügbar gemacht werden könnte.
Um diese Produkte zu gewinnen, wird in diesem Projekt ein effizienter Makroalgen-Bioprozess entwickelt bei dem sowohl biokatalytische als auch mechanische/chemische Verfahren eingesetzt werden. Darüber hinaus wird durch die Nutzung der gesamten Biomasse ein Kaskadenprozess angestrebt, bei dem keine Abfälle anfallen und eine breite Palette von biobasierten Produkten als Alternative zu den aus fossilen Ressourcen gewonnenen werden. Diese werden im Anschluss für die Produktion von biobasierten Materialien eingesetzt und bewertet.