Kweken van algen in een fotobioreactor

Algen zijn planten die behoren tot de meest primitieve subgroep van het plantenrijk doordat ze geen wortels, stamper, bladeren of bloemen bezitten. Ze zetten koolzuurgas (een belangrijk broeikasgas) naar glucose om met zonlicht als energiebron, volgens onderstaande reactie:

Algen zijn de belangrijkste fotosynthetiserende organismen op onze aarde en gebruiken meer zonlicht en produceren meer zuurstof dan alle overige planten met elkaar. Verder produceren ze een hoop verschillende stoffen waaronder: antibiotica, om zich te verdedigen tegen infecties en ziektes; anti-kankerstoffen en kleurstoffen.

Een probleem voor commercialisatie is de hoeveelheid algen die beschikbaar is voor de productie van de gewenste stof. Dit komt voornamelijk doordat andere organismen (die sneller groeien) de algencultuur infecteren. Slechts een aantal algensoorten kunnen momenteel op industriële schaal gekweekt worden in open vijvers doordat ze groeien bij extreme omstandigheden (hoge pH of hoge zoutconcentraties). Hierdoor krijgen andere organismen minder kans om te groeien. De gewenste alg is op deze manier goed te kweken.

Om, in principe, alle algensoorten te kweken is een reactor nodig waarin de algen onder gecontroleerde condities als monocultuur gekweekt kunnen worden. Een reactor die daarvoor in aanmerking komt is de fotobioreactor van het type bellenkolom zoals onze groep ontworpen heeft (zie foto).

In dit 3-jarig durende project wordt de basis gelegd voor het ontwerp van een ‘gesloten’ fotobioreactor. Reactorparameters (lichtgradiënten, massa transport, afschuifkrachten) en productiviteit van algen in een pilot-plant schaal fotobioreactor (50 l) worden bestudeerd. Modellen die deze parameters beschrijven zullen worden ontworpen. Een fotobioreactor voor algen op pilot-plant schaal wordt ontworpen en productiviteit van producten wordt geoptimaliseerd. Hierdoor kunnen algen in de toekomst gebruikt worden nuttige stoffen te maken.

Dit onderzoek werd uitgevoerd door Rouke Bosma.