Das SEC-Projekt Urban Microalgae Protein Projekt zielt darauf ab, eine nachhaltige, urbane, einzellige Proteinproduktionsplattform und Lebensmittelkonzepte auf Mikroalgenbasis zu entwickeln, deren Geschmacks- und Nährwertprofile den Wünschen der Verbraucher entsprechen.

Das auf drei Jahre angelegte Projekt ist in Singapur angesiedelt und wird von der National Research Foundation Singapore (NRF) im Rahmen ihres Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE)-Programms unterstützt. «Die Stellar-Technologie wird uns ermöglichen, industrierelevante Ergebnisse zu liefern, um die Ökoeffizienz und Produktivität von Mikroalgen-Lieferketten zu verbessern, indem wir eine Bioraffinerie auf Basis von gepulsten elektrischen Feldern (PEF) als Teil des Urban Microalgae Protein Project aufbauen», sagt Dr. Iris Haberkorn, Project Lead and Senior Scientist beim SEC.

Maximale Effizienz

Die Stellar-Technologie ist die erste ihrer Art und verwendet ein gepulstes elektrisches Feld im Nanosekundenbereich, um einzellige Kulturen wie Mikroalgen schneller wachsen zu lassen, ohne sie biologisch zu verändern. Stellar Gemini ist der Name des Geräts, das die Anwendung dieser Pulsationen möglich macht.

«Das installierte Stellar-Gemini-System ermöglicht den Prozess von der ersten Anwendungsentwicklung und dem ersten Scale-up zum Pilotmassstab auf einer flexiblen Plattform, die einfach zu bedienen ist. Die Betreiber haben Zugang zum umfassenden Know-how von Bühler und gleichzeitig die volle Flexibilität für eine unabhängige Anwendungsentwicklung, was eine maximale Effizienz im Bereich der Prozessentwicklung gewährleistet», sagt Dr. Leandro Buchmann, Project Manager Bioprocessing bei Bühler.

Vorteile überwiegen 

Der Vorteil der Stellar-Technologie ist die Steigerung der Prozesseffizienz um bis zu 30 Prozent, indem entweder die Kapazität der installierten Basis erhöht oder der Ressourcenbedarf reduziert wird. Zudem kann die Technologie verschiedene Organismen/Stämme vom Labor bis zum industriell relevanten Pilotmassstab verarbeiten und ist ein natürlicher physikalischer Prozess als Ergänzung oder Alternative zur Rohstoffoptimierung.

«Die Verarbeitung mit gepulsten elektrischen Feldern im Nanosekundenbereich kann einen enormen Einfluss auf den biobasierten Bereich und den Sektor der alternativen Proteine haben, der sich auf einzellbasierte Wertschöpfungsketten konzentriert. Unsere Forschung liefert die Grundlagen, um die Technologie weiter zu nutzen», sagt Dr. Iris Haberkorn. «Dies ist ein Schritt nach vorn, um die Versorgung mit Lebensmitteln zu sichern und widerstandsfähige, nachhaltige Agrarnahrungsmittelsysteme zu schaffen.»

Der Einsatz des Stellar-Technologiesystems ist ein Ergebnis der langjährigen engen Zusammenarbeit zwischen der Bühler Gruppe und der ETH Zürich, die das SEC-Mikroalgenprojekt mit Know-how, Erfahrung und Expertise unterstützt.

Enormer Einsatz 

«Die Stellar-Technologie ist nicht nur ein herausragendes Beispiel für den Technologietransfer von der Wissenschaft in die Industrie, sondern auch eine Erfolgsgeschichte», sagt Prof. Alexander Mathys, Leiter des Urban Microalgae Protein Project. «Wir sind stolz darauf, dass die wissenschaftlichen Grundlagen, die am Labor für nachhaltige Lebensmittelverarbeitung der ETH Zürich entwickelt wurden, durch den enormen Einsatz eines grossartigen Teams bei Bühler innerhalb von nur zwei Jahren zur Entwicklung eines ersten industriellen Prototyps geführt haben, der es uns ermöglicht hat, in diesem Projekt industrierelevante Ergebnisse zu liefern.»

Das Projekt selbst zielt darauf ab, die Ernährungssicherheit Singapurs zu verbessern, indem widerstandsfähige, nachhaltige und kosteneffiziente Agrarnahrungsmittelsysteme unter Verwendung von Lebensmitteln auf Mikroalgenbasis geschaffen werden. Das ehrgeizige «30 by 30»-Ziel in Singapur verlangt eine Steigerung der Fähigkeiten und Kapazitäten, um 30 Prozent des gesamten Nahrungsmittelbedarfs bis 2030 lokal und nachhaltig zu erzeugen. Angesichts der Einschränkungen des städtischen Umfelds wird es eine Herausforderung sein, dieses Ziel mit traditionellen landwirtschaftlichen Produktionsmethoden zu erreichen. Da einzellige Produktionssysteme wie Mikroalgen wenig Ackerland benötigen, könnten sie eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieses Ziels spielen. Das Stellar-Gemini-System ist bei der Verwirklichung dieses Ziels von integraler Bedeutung, da es die Mikroalgenzucht optimiert und somit Mikroalgen in die Lage versetzen kann, in Zukunft eine lebensfähige Quelle für Makro- und Mikronährstoffe zu werden.