Untersuchung zur spektralen Sensitivität der Photosythesepigmente/Photoneneffizienz

Johannes Bialon
Institut für Biologische Produktionssysteme
FG Biosystem- und Gartenbautechnik
Leibniz Universität Hannover
johannes.bialon@googlemail.com
www.bgt-hannover.de

Mikroalgen sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Sie finden z.B. in der Kosmetikindustrie, als 
Nahrungsergänzungsmittel  oder als Futtermittel speziell in Aquakulturen Verwendung. Aus besonders lipidhaltigen
Mikroalgen extrahiertes Öl kann zur  Herstellung CO2-neutraler Kraftstoffe herangezogen werden. Viele Algen sind
sehr anspruchslos in Bezug auf die Kulturbedingungen. So genügt es häufig, sie in Wasserbecken im Freiland,
sogenannten „open-ponds“, die lediglich mit einigen pflanzenverfügbaren Nährstoffen versetzt sein müssen, zu
kultivieren um große Mengen an Algenbiomasse zu produzieren. Um höherwertige, nicht mit anderen Mikroorganismen
kontaminierte Algen zu produzieren kommen häufig geschlossene Systeme (Bioreaktoren) zum Einsatz.
Alle Algen benötigen in jedem Fall Lichtenergie für die Photosynthese, um Biomasse aufzubauen. Für eine 
wirtschaftliche Produktion und eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Flächen ist es enorm wichtig zu wissen, 
wie effizient die Mikroalgen das in die Kulturlösung einfallende Licht in Biomasse umwandeln.  Ist kein Sonnen- bzw. 
Tageslicht verfügbar, muss die Kulturlösung durch z.B. Leuchtstoffröhren oder LED belichtet werden. Dies bedeutet 
einen Energieverbrauch und stellt somit einen Produktions- und Kostenfaktor dar. 

Ziel meiner Arbeit ist es zu bestimmen, wie viel von der in die Kulturlösung eingebrachten Lichtenergie von den 
Mikroalgen in Biomasseenergie umgewandelt wird. Die Algen (Chlorella vulgaris) werden in einem mit LED 
verschiedener Emissionsspektren belichteten Photobioreaktor kultiviert. Die in den Reaktor einfallende Energie der 
Photonen des Lichts wird mit der Energie, die die produzierte Biomasse liefert, verglichen und somit die 
Photoneneffizienz bestimmt. Durch mehrere Kulturen, die mit unterschiedlichen Wellenlängen belichtet werden, wird 
bestimmt, welche Photosynthesepigmente wie stark an der Biomasseproduktion beteiligt sind und welches Licht wie 
effizient in Biomasse umgewandelt wird.