Berlin 2018 – wissenschaftliches Programm

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BP: Fachverband Biologische Physik

BP 15: Postersession III

BP 15.66: Poster

Dienstag, 13. März 2018, 14:00–16:00, Poster B

Numerische Untersuchung der Dielektrophorese zur Separation von Mikroalgen — •Fabian Gringel¹, Vinzenz Abt², Peter Neubauer² und Mario Birkholz¹ — ¹IHP, Im Technologiepark 25, 15236 Frankfurt (Oder) — ²TU Berlin, Fachgebiet Bioverfahrenstechnik, Institut für Biotechnologie, Ackerstr. 76, 13355 Berlin

Mikroalgen als alternative Produzenten für Biokraftstoffe, Lebensmittel und Pharmazeutika sind in den Fokus der Biotechnologie gerückt. Um die Kultivierung im großtechnischen Maßstab wirtschaftlich betreiben zu können, werden neue Mikroalgenstämme mit optimierter Lipidproduktion benötigt. Mittels Dielektrophorese können Mikroalgen in Mikrofluidik-Kanälen nach ihrem Lipidgehalt kontinuierlich separiert werden, ohne sie mit Fluoreszenz-Farbstoffen zu markieren oder im Verlauf der Separation zu beschädigen. Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dadurch sowohl in der Entwicklung neuer Stämme als auch integriert in großtechnische Anlagen.

Wir berichten von begleitender Simulationen mit Finite-Elemente-Methoden (FEM) bei der Planung eines Dielektrophorese-Kanals zur Separation von Algen der Art Crypthecodinium cohnii. Sind die dielektrischen Eigenschaften der Algen in ihren verschiedenen Wachstumsstadien bekannt, so gibt die Simulation Aufschluss über die Kombinationen der Parameter Flussrate, elektrische Spannung, Frequenz, Kanalabmessungen und Elektrodenkonfiguration, bei der eine Separation erfolgreich durchzuführen ist. Darüber hinaus erlaubt sie den qualitativen Vergleich unterschiedlicher Konfigurationen sowie eine Einschätzung des Einflusses fertigungstechnischer Toleranzen.