Rohstoff der Zukunft

Die Luft in der 600-Quadratmeter-Halle ist angenehm frisch. Rötliches Licht leuchtet aus elf Produktionslinien aus Stahl und Glas, in denen Mikroalgen unter LED-Bestrahlung gedeihen. Borna Semenjuk taucht einen pH-Sensor in einen 30-Liter-Glaszylinder mit dem Algenansatz, der vor einer der großen Zuchtlinien steht. Tiefes Grün schimmert durchs Glas. Der Produktionstechniker deutet auf eine feine Linie Einzeller, die sich an der Glaswand abgesetzt haben. „Die Algen rücken zusammen, weil ihnen Kohlenstoff fehlt“, sagt der 26-Jährige und schaut aufs Display: 6,6 – der Wert ist in der Tat etwas niedrig. Nach dem Druck auf einen Knopf an der Wand sprudeln feine CO2-Bläschen durch den Zylinder.

Früher, während seiner Ausbildung, hat der Lebensmitteltechniker gelernt, wie er Algen „beseitigen“ kann. Jetzt unternimmt er alles, damit sie gedeihen. Nährstoffe, Wärme, Licht und CO2, das Ganze im richtigen Mix, dann geht es der Alge gut. Binnen Tagen werden sich die Chlorella hier im Glaszylinder so oft geteilt haben, dass sie, nach Zwischenstationen in zwei weiteren Tanks, in eine der elf 10.000-Liter-Anlagen versetzt werden können.

Borna Semenjuk arbeitet für Phyox in Novska, Kroatien, gut eine Autostunde von Zagreb entfernt. Seit Ende 2022 stellt das Unternehmen hier Trockenpulver aus Chlorella-Algen für die Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie her. Dabei steht Phyox mit einem Bein im Kundengeschäft, mit dem anderen in der Entwicklung. Die Firma will ideale Bedingungen für die industrielle Produktion von Algen schaffen und wird ihre Kapazität in naher Zukunft verzwanzigfachen. Phyox wäre dann einer der weltweit größten, wenn nicht der größte Hersteller von hochreinem Mikroalgenpulver.

Wo andere Hersteller Algen unter freiem Himmel in offenen Becken oder geschlossenen Glasröhren züchten, hat Phyox die Produktion nach innen verlegt. In selbst entwickelten Bioreaktoren mäandert das Algenwasser an LED-Lichterbalken vorbei. Lichtstärke und Pulsung der LEDs sind genau auf die Bedürfnisse der hier gezüchteten Chlorella-Algen abgestimmt. Feine Düsen am Boden pumpen ein Sauerstoff-Kohlendioxid-Gemisch in die Behältnisse und sorgen dafür, dass Wärme wie Nährstoffe gleichmäßig verwirbeln und sich das Wassergemisch weiterbewegt. Am Ende der Linie wird die Algenflüssigkeit wieder an den Anfang gepumpt, bis ein Trübungssensor erkennt, dass es Zeit für die Ernte ist. Dann trennt ein Separator die Algen vom Wasser und das Permeat – das abgefilterte Wasser – fließt in die Linie zurück, wo es erneut manuell besiedelt wird.

„Die visionären Ideen von Phyox haben mich von Anfang an fasziniert“, sagt Christian Fischer von Endress+Hauser Deutschland. „Diese Produktion ist weder von der Sonne noch von den Jahreszeiten abhängig, auch drohen keine Verunreinigungen wie bei offenen Becken“, so der technische Verkaufsmanager, der das Projekt seit Beginn begleitet. Stattdessen könne Phyox rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr hochkontrolliert produzieren. Neben der Prozessmesstechnik hat Endress+Hauser auch die Automatisierungslösung samt Fernzugriff geliefert.

Im Ergebnis erreicht Phyox nicht nur ein hochreines Produkt und höchstmögliche Erträge. „Wir können auch Mikroalgen mit ganz bestimmten Eigenschaften für spezifische Kundenanforderungen züchten.“ Denn längst geht es nicht mehr nur um die Alge als Gesamtprodukt, sondern einzelne Extrakte wie Carotin oder Lutein. Da kann schon ein Gramm mehr Phosphat im Dünger den Unterschied machen. „Jeder Messwert ist ein eigenes Forschungsfeld“, sagt Bernd Herrmann, der die Anlage im nächsten Schritt zum vollautomatisierten und durchdigitalisierten „Werk 5.0“ für bis zu 15 verschiedene Mikroalgenarten weiterentwickeln will. Künstliche Intelligenz soll dann helfen, die optimalen Zuchtbedingungen zu sichern.

Denn Algen sind nicht nur empfindlich, sie sind auch höchst divers: Wo beispielsweise Chlorella kräftig aufgewirbelt werden müssen, weil sie sonst an der Glaswand kleben, schwebt eine Dunaliella einfach so durchs Wasser. Die eine Algenart braucht viel Licht, die andere wenig. „Für die kommerzielle Produktion liefert die akademische Forschung bislang kaum verwertbare Ergebnisse, denn sie bezieht sich meist auf kleine Mengen“, bedauert Bernd Herrmann. Mit der geplanten Vergrößerung will Phyox deshalb einen Campus für die Algenforschung schaffen. Das Ziel: nichts weniger als die größte Algenzuchtanlage der Welt mit wissenschaftlich fundierter, hochautomatisierter Produktion.

Dass dies ein realistisches Szenario ist, zeigt das Interesse von Investoren, Industrie- und Forschungspartnern weltweit. Und auch die Chlorella-Algen von Phyox selbst: Wo die Einzeller in natürlicher Umgebung etwa fünf bis acht Mikrometer Durchmesser erreichen, werden sie bei Phyox drei- bis fünfmal so groß. „Ohne Verlust von Inhaltsstoffen“, betont Bernd Herrmann und strahlt: „Dabei haben wir die Alge erst zu einem Bruchteil verstanden.“