Biodiesel aus Algen herstellen

Algen sind ein attraktiver Kandidat für die großtechnische Herstellung von Biodiesel. Sie lassen sich leicht produzieren und benötigen weniger Land als viele andere pflanzliche Quellen, die üblicherweise zur Herstellung von Kraftstoffen verwendet werden. Mit einer Zusammensetzung, die etwa die Hälfte der Lipidöle enthält, scheinen Algen eine reiche Ressource als Biokraftstoff-Ausgangsmaterial zu sein.

Wie man Öl aus Algen gewinnt

Es überrascht nicht, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, die Lipide oder Öle von den Wänden der Algenzellen zu entfernen. Aber Sie werden überrascht sein zu erfahren, dass keine dieser Methoden besonders erderschütternd ist. Haben Sie zum Beispiel schon einmal von einer Olivenpresse gehört? Eine der Möglichkeiten zur Gewinnung von Öl aus Algen ähnelt der in einer Ölpresse verwendeten Technik. Dies ist die einfachste und gebräuchlichste Methode zur Gewinnung von Öl aus Algen und liefert etwa 75% des gesamten verfügbaren Öls aus der Algenpflanze.

Eine andere übliche Methode ist die Hexan-Lösungsmittelmethode. In Kombination mit der Ölpresse können in diesem Schritt bis zu 95% des verfügbaren Öls aus Algen gewonnen werden. Es verwendet einen zweistufigen Prozess. Das erste ist die Verwendung der Ölpresse. Anstatt dort anzuhalten, werden die Algenreste mit Hexan gemischt, filtriert und gereinigt, um alle Spuren der Chemikalie im Öl zu entfernen.

Weniger häufig verwendet, kann die überkritische Flüssigkeitsmethode bis zu 100% des verfügbaren Öls aus den Algen extrahieren. Kohlendioxid wird unter Druck gesetzt und erhitzt, um seine Zusammensetzung sowohl in eine Flüssigkeit als auch in ein Gas zu ändern. Es wird dann mit den Algen vermischt, die sich vollständig in Öl verwandeln. Obwohl es 100% des verfügbaren Öls liefern kann, machen der reichliche Vorrat an Algen sowie die zusätzliche Ausrüstung und die erforderliche Arbeit dies zu einer der am wenigsten beliebten Optionen.

Wachsende Algen für Biodiesel

Die Methoden zur Förderung des Algenwachstums in besonderer Weise, um das meiste Öl zu gewinnen, sind vielfältiger als die Extraktionsverfahren. Im Gegensatz zu praktisch universellen Extraktionsmethoden variiert das Wachstum von Algen für Biodiesel stark in dem verwendeten Verfahren und der verwendeten Methode. Es ist möglich, drei Hauptmethoden für das Züchten von Algen zu identifizieren. Die Hersteller von Biodiesel haben hart daran gearbeitet, diese Prozesse zu optimieren, um den Wachstumsprozess anzupassen und zu perfektionieren.

Open-Pond wächst

Eines der am einfachsten zu verstehenden Verfahren, das Wachsen in offenen Teichen, ist auch die natürlichste Art, Algen für die Biodieselproduktion zu kultivieren. Wie der Name schon sagt, werden auf diese Weise Algen auf offenen Teichen gezüchtet, insbesondere in sehr warmen und sonnigen Gegenden der Erde, mit der Hoffnung, die Produktion zu maximieren. Dies ist zwar die einfachste Form der Herstellung, weist jedoch schwerwiegende Nachteile wie ein vergleichsweise hohes Kontaminationspotential auf. Um die Algenproduktion auf diese Weise wirklich zu maximieren, muss die Wassertemperatur kontrolliert werden, was sich als sehr schwierig erweisen kann. Diese Methode ist auch stärker wetterabhängig als andere, was eine weitere nicht zu kontrollierende Variable darstellt.

Vertikales Wachstum

Ein weiteres Verfahren zum Züchten von Algen ist ein vertikales Wachstums- oder geschlossenes Produktionssystem. Dieser Prozess entstand, als Biokraftstoffunternehmen Algen schneller und effizienter produzieren wollten, als dies mit dem Wachstum von Teichen möglich war. Vertikal wachsende Stellen Algen in durchsichtigen Plastiktüten, die hoch gestapelt und zum Schutz vor Witterungseinflüssen abgedeckt sind. Diese Taschen können aus verschiedenen Richtungen dem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Das zusätzliche Licht ist nicht trivial, da die durchsichtige Plastiktüte eine ausreichende Belichtung ermöglicht, um die Produktionsraten zu erhöhen. Je größer die Algenproduktion ist, desto mehr Öl muss natürlich extrahiert werden. Im Gegensatz zur Methode mit offenem Teich, bei der Algen kontaminiert werden, werden sie durch die vertikale Wachstumsmethode von Algen isoliert.

Geschlossene Bioreaktoranlagen

Die dritte Methode zur Gewinnung von Biodiesel ist die Gewinnung von Bioreaktoren in geschlossenen Tanks. Diese Methode zur Gewinnung von Algen erhöht die ohnehin schon hohe Ölproduktion. Zimmerpflanzen bestehen aus großen, runden Trommeln, in denen unter nahezu perfekten Bedingungen Algen wachsen können. Algen können so manipuliert werden, dass sie in diesen Fässern maximal wachsen, sogar bis zur täglichen Ernte. Verständlicherweise führt diese Methode zu einem sehr hohen Ausstoß von Algen und Öl für Biodiesel. Einige Unternehmen bauen geschlossene Bioreaktoranlagen in der Nähe von Energieanlagen, um mehr Kohlendioxid zu recyceln als die Luft zu verschmutzen.

Biodieselhersteller verfeinern weiterhin die Verfahren für geschlossene Behälter und geschlossene Teiche, wobei einige eine Variante entwickeln, die als Fermentation bezeichnet wird. Diese Technik kultiviert Algen, die Zucker in geschlossenen Behältern "fressen", um das Wachstum zu fördern. Die Fermentation ist für Züchter attraktiv, da sie eine vollständige Kontrolle über die Umwelt bietet. Ein weiterer Vorteil ist, dass es nicht auf das Wetter oder ähnliche klimatische Bedingungen ankommt, um lebensfähig zu sein. Bei diesem Prozess überlegen sich die Forscher jedoch, wie sie nachhaltig genug Zucker gewinnen können, um die Algenproduktion zu maximieren.