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Das Ziel......
Ziel dieses Projekts ist die Fixierung von CO2 mit Hilfe von Algen
zur Umwandlung in wertvolle Lipide und Schmierstoffe.
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• Erweiterung der Rohstoffbasis
• Neuartige Schmierstoffkomponenten
• Ökonomisch und ökologisch rentabel
Entkopplung von fossilen Quellen
CO2-Bereitstellung
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Motorenteststand CO2Motorenteststand CO2
CO2 KonzentrationCO2 Konzentration
CO2 AnalyseCO2 Analyse
Atmosphärisches CO2
Algenkultivierung & Ölproduktion
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Geeignete MikroalgenGeeignete Mikroalgen
Mikroalgen-Biomasseanalyse
Mikroalgen-Biomasseanalyse Skalierung
Identifikaton
Photobioreaktor Neubau Air-Lift ReaktorsystemenNeubau Air-Lift Reaktorsystemen
Übergabe an
Versuche zur Nutzung von Rauchgas
Algenkultivierung
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Prozessoptimierung Labor-Maßstab (6 l) Prozessoptimierung Labor-Maßstab (6 l) Generieren von Biomasse Technikumsmaßstab (28 l) Generieren von Biomasse Technikumsmaßstab (28 l)
Optimierung der relativen Lichtverfügbarkeit zur Biomasse- und
Produktbildung / Nachstellung von Freilandproduktionen
Optimierung der relativen Lichtverfügbarkeit zur Biomasse- und
Produktbildung / Nachstellung von Freilandproduktionen
Algenkultivierung
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Produktion
Skalierung
Optimierung
0 2 4 6 8 10 12
0
1
2
3
Kontrolle Überstand filtiert Überstand unfiltiert + Medium 1:2 Überstand filtiert + Medium 1:2 Überstand unfiltriert
OD
750
Kultivierungsdauer [d]
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 170
1
2
3
4
5
6
7
8
TS
TS
[g L
-1]
Kultivierungsdauer [d]
0
100
200
300
400
NO3-
NO
3- [mg
L-1]
Vorversuche und Inokulum-Produktion
Vorversuche und Inokulum-Produktion
Einfluss von Belüftung, Lichtintensität und Kulturalter
Einfluss von Belüftung, Lichtintensität und Kulturalter
Herstellung lipidreicher Biomasse durch N-Limitation
Herstellung lipidreicher Biomasse durch N-Limitation
Algenkultivierung
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Entwicklung von Betriebsstrategien
FreilandimitationNutzung automatisierter TestständeNutzung automatisierter Teststände
Nachahmung von Tagesgängen (T, Licht)Nachahmung von Tagesgängen (T, Licht)
0 10 200
1
2
3
4
5
6
7
TS
[g L
-1]
Kultivierungsdauer [d]1 2 3 4 5 60,0
0,2
0,4
0,6
0,8
Pro
dukt
ivitä
t [g
L-1
d-1
]
Biomassetrockensubstanz [g L-1]
300 L h-1; N=2 180 L h-1; N=2 120 L h-1; N=2 60 L h-1; N=2
Definition der Durchmischungsintensität in
Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke
Definition der Durchmischungsintensität in
Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke
Semi-kontinuierliche Prozessführung zur Beseitigung auto-
inhibitorischer Substanzen
Semi-kontinuierliche Prozessführung zur Beseitigung auto-
inhibitorischer Substanzen
Anzucht von Ölhefen
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Optimierung
Screening
Screening der IBK Ölhefe-Stammsammlung
Screening der IBK Ölhefe-Stammsammlung
ProzessoptimierungProzessoptimierung
Genomische OptimierungGenomische Optimierung
Skalierung
Wachstum auf AlgenhydrolysatWachstum auf Algenhydrolysat
3 L Fermentationen3 L Fermentationen 1000L-Bioreaktor1000L-Bioreaktor
Ölhefe Biomasseanalyse Ölhefe Biomasseanalyse
SchüttelkolbenSchüttelkolben
Ölaufarbeitung
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Enzymatische Hydrolyse
Enzymatische Hydrolyse ZentrifugeZentrifuge
Freie Lipide
Biomasse Phase
Wasser Phase
Erste Proben zur Testung an
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Prüfung und Schmierstoffformulierung
Analyse der ÖleAnalyse der Öle
FormulierungenFormulierungen
UntersuchungenUntersuchungen
BenchmarkingBenchmarking
ProduktionProduktion
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Prüfung und Schmierstoffformulierung
Formulierungen
Benchmarking
Sitzschienenfett
Benchmarksysteme- NawaRo kommerziell verfügbarVerschiedene Verdicker und Additivkonzepte"erlebbares" Produkt
Anforderung an das Fett
NLGI 2Idealerweise geruchsneutral (VDA 270)Temp, min. : ca. -20°CTemp, max. : ca. 100°CAntikorrosivMaterialverträglichkeit( Lack, Kunststoff)Verschleißschutz
Nachhaltigkeitsanalysen
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Schmierstoffdaten der Algen
Schmierstoffdaten der Algen
Schmierstoffdaten der Hefe
Schmierstoffdaten der Hefe
Daten der Algen Kultivierung
Daten der Algen Kultivierung
Daten der Hefe Kultivierung
Daten der Hefe Kultivierung
Betrachtung der NachhaltigkeitDaten der CO2 -Gewinnung
Daten der CO2 -Gewinnung
ExtraktionsdatenExtraktionsdaten
1. Vergleich der Umweltwirkungen verschiedener Grundöle
2. Identifizieren von Hotspots innerhalb des Gesamtprozesses
3. Unterstützung bei der richtigen "Entscheidungen" (DOs/DON’Ts, Einflussfaktoren, Skalen-Effekte (Szenarien))
4. Vergleich der Umweltauswirkungen von Schmierstoffen auf Algen- und Hefebasis im Vergleich zu fossilen und anderen bio-basierten Schmierstoffen
Nachhaltigkeitsanalyse
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Algenkultivierung
Ölhefen/ Fermenter
Hydrolyse
Zentrifuge Filtration
Grundöle fürSchmierstof fe
Algenöl
Hefeöl
Abscheider
CO2
Algenreste (Tierfutter)
Hefeextrakt
EINFLUSSFAKTOREN
• Alge: Auswahl geeigneter Algen und
• Indoor- vs. Outdoorkultivierung mit
• Sonnenlicht oder künstlicher LED Beleuchtung
� Einfluss auf Produktivität u. Wirtschaftlichkeit
• Möglichst geschlossene Kreisläufe, z.B. Mediumrecycling im Gesamtsystem
• Berücksichtigung von Co-Produkten
• Potentialabschätzung Scale-up
Rezyklat Co-ProductMaterialfluss