Faszination Mikroalge - Lea Dörr
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Faszination
Mikroalge
Eine Ausstellung über das Bachelorthesis von
Potential der Mikroalgen anhand Lea Dörr und
exemplarischer Anwendungen Nicole Häring
Abstract Im Rahmen unserer Bachelorthesis beschäftigten Ein Leitsystem leitet symbolisch Mikroalgen wir uns mit Mikroalgen und entdeckten ihre in die experimentellen Anwendungen der zahlreichen Algenschaften. Themen Farbpigmente, Omega-3-Fettsäuren, Die Faszination, die daraufhin in uns ausgelöst Antiseptik, Luftreinigung, Biolumineszenz wurde, wird in Form einer informativen und Energieerzeugung. Ausstellung nach außen getragen. „Faszination Mikroalge“ lässt den Ausstellungs- besucher anhand exemplarischer Anwendungen das Potenzial der Mikroalgen erfahren.
01 Algenmeines 02 Algenschaften 03 Ideation
01. 1 Definition 02. 1 Übersicht 03. 1 Ideenfindung
01. 2 Entstehung und Vorkommen 02. 2 Photosynthese 03. 2 Produktfamilie
01. 3 Algenarten 02. 3 Wachstum 03. 3 Home Farming
01. 4 Chlorella Vulgaris 02. 4 Thermoplastisch 03. 4 Iteration
01. 5 Interviews 02. 5 Antiseptik
01. 6 bisherige Anwendungen 02. 6 Omega-3-Fettsäuren
02. 7 Biolumineszenz
02. 8 Energieerzeugung
02. 9 Farbpigmente
02. 10 Keine Konkurrenz
02. 11 Biologisch abbaubar
04 Konzeption 05 Umsetzung 06 Verzeichnis
04. 1 Ausstellungskonzept 05. 1 Modellbau 06. 1 Literaturverzeichnis
04. 2 Algenmeines 05. 2 Farbpigmente
04. 3 Farbpigmente 05. 3 Omega-3-Fettsäuren
04. 4 Omega-3-Fettsäuren 05. 4 Antiseptik
04. 5 Antiseptik 05. 5 Luftreinigung
04. 6 Luftreinigung 05. 6 Biolumineszenz
04. 7 Biolumineszenz 05. 7 Energieerzeugung
04. 8 Energieerzeugung
01 A lgenmeines 01. 1 Definition 01. 2 Entstehung und Vorkommen 01. 3 Algenarten 01. 4 Chlorella Vulgaris 01. 5 Interviews 01. 6 bisherige Anwendungen
01. 1 Algenmeines 9
Definition
„Unter der Bezeichnung Algen werden von Man unterscheidet die Algen aufgrund ihres
ihrer Erscheinung her vergleichsweise unter- Aussehens und ihrer Größe in Makro- und
schiedliche Organismen zusammengefasst. Mikroalgen:
Die Bezeichnung Algen umfasst keine
systematische Gruppe, sondern im Grunde
eine bestimmte Lebensform. Gemeint sind
relativ einfach gebaute (eukaryotische)
Pflanzen, die aus einer Zelle oder auch aus
vielen Zellen bestehen können.“ (Koops 2013)
Makroalgen sind die Algen, die das menschli- Mikroalgen hingegen sind viel kleiner und mit
che Auge als einzelne wahrnehmen kann. Sie bloßem Auge kaum erkennbar. Man nimmt
sind vielzellige, pflanzliche Organismen und sie im Wasser eher als grüne Flüssigkeit
können von wenigen Millimetern bis zu 60 wahr. Mikroalgen sind einzellige Organismen.
Metern groß sein. Makroalgen benötigen einen Im Gegensatz zu Makroalgen schwimmen
Haftgrund, beispielsweisen einen Felsen um Mikroalgen frei im Wasser (vgl. Makro- und
zu wachsen und zu überleben (vgl. Makro- und Mikro-Algen o. J.; Bio-Mikroalgen kultivieren
Mikro-Algen o. J.; Bio-Mikroalgen kultivieren 2018).
2018).
01. 2 Algenmeines 11
Entstehung und Vorkommen
Algen gibt es seit ungefähr 3,5 Milliarden Jah- Die Algen waren 2,5 Milliarden Jahre die
ren. Genau genommen war die erste Alge ein einzigen Pflanzen auf dieser Welt, bis sich Spritzwasserzone
Cyanobakterium, das zu den Blaualgen zählt. daraus höhere Pflanzen entwickelten Die Algen sind im trockenen Bereich und be-
Diese reicherten erstmals die mit Ammoniak, (vgl. Decker 2018). kommen nur teils Wasser beispielsweise durch
Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Methan- und Spritzwasser ab (vgl. Zwamborn 2019: 15).
Schwefelgasen verseuchte Atmosphäre mit Heute kommen Algen nahezu überall vor,
Sauerstoff an und ermöglichten so die wo Wasser ist. Ihr Vorkommen unterscheidet
Existenz vieler Lebewesen - auch unsere. man in folgende drei Küstenzonen.
Circa eine halbe Milliarden Jahre später
entwickelten sich aus der Symbiose einzelliger
Mikroorganismen und des Cyanobakteriums
eine bunte Vielfalt an Algenarten, die sich ihren
Die Gezeitenzone
jeweiligen Lebenssituationen angepasst haben.
Die Algen sind je nach Gezeiten teils komplett
unter Wasser und teils komplett an der Luft
(vgl. Zwamborn 2019: 15).
Die Sublitorale Zone
Hier sind die Algen komplett unter Wasser,
teilweise sogar mehrere Meter (vgl. Zwamborn
2019: 15).
01. 3 Algenmeines 13
Algenarten
Die Algen werden je nach Färbung
und Organisation in folgende sechs
Gruppen unterteilt:
Grünalgen Kieselalge
Erhalten ihren Namen aufgrund der grünen Die Kieselalge, auch Diatomeen genannt, ist
Färbung. eine einzellige Alge, die mit der Braunalge
Sie haben gemeinsame Vorfahren mit den verwandt ist.
komplexen Landpflanzen und kommen daher Sie bildet den Hauptbestandteil von Phyto-
hauptsächlich im Süßwasser, allerdings auch plankton, produziert ca. 50 % der gesamten
im Salzwasser und sogar an Land vor. Zu Biomasse im Meer und erzeugt einen Großteil
dieser Gruppe gehören sowohl einzellige als des Sauerstoffes in der Erdatmosphäre (vgl.
auch mehrzellige Algenarten (vgl. Zwamborn Zwamborn 2019: 12f.).
2019: 12).
Rotalgen Blaualgen
Diese Algengruppe besteht hauptsächlich aus Die Gruppe der Blaualgen wird aufgrund der
mehrzelligen, rot gefärbten Algen, die im Meer ähnlichen Größe zu den Algen gezählt, obwohl
leben. es sich eigentlich um Bakterien handelt. Daher
Doch auch in dieser Gruppe gibt es einzige stammt auch die andere Bezeichnung „Cyano-
Ausnahmen an einzelligen Algen, sowie Rotal- bakterien“.
gen, die Süßwasser und an Land vorkommen. Die Bakterien sind meist von einer Schleim-
Eine Besonderheit der Rotalge ist die Kalk- schicht umgeben, die Kalk aus Meerwasser
schalenbildung, die einen wichtigen Beitrag bindet und auf Dauer spezielle Gesteinsfor-
zum Aufbau und der Stabilisierung von Koral- mationen, die Stromatolithen, bildet (vgl.
lenriffen leisten (vgl. Zwamborn 2019: 12). Zwamborn 2019: 13).
Braunalgen Panzeralge
Diese Gruppe besteht aus mehrzelligen, braun Die Gruppe der Panzeralge, auch Dinoflagellat
gefärbten Algen, die fast ausschließlich im genannt, kommt in unterschiedlicher Gestalt in
Meer vorkommen. Süß- und Salzwasser vor.
Die Braunalge ist komplex aufgebaut und ent- Sie ist mit kleinen Plättchen besetzt und ist
wickelt blatt- & stängelähnliche Organe, wie für das Meeresleuchten verantwortlich (vgl.
wir sie von Landpflanzen kennen. Sie zeichnet Zwamborn 2019: 13).
sich als die am schnellsten wachsende Alge
der Welt aus (vgl. Zwamborn 2019: 12)
01. 4 Algenmeines 15
Chlorella Vulgaris
Um den Research auszuweiten, haben wir Chlori, wie wir die Mikroalge inzwischen
uns eine Mikroalgenkultur der Art ‚Chlorella nennen, hat uns unsere komplette Bachelor-
Vulgaris‘ angelegt. Die Chlorella Vulgaris ist arbeit begleitet. Sie stand beleuchtet in
eine einfach zu züchtende Algenart. unserem Büro und ab und an haben wir sie
Sie wächst besonders schnell, da sie besonders durch Blubbern mit CO2 versorgt. Sie hat sich
viel Chlorophyll und Xanthophyll enthält. sehr schnell vermehrt und wir haben sie öfters
Sie ernährt sich heterotroph, das heißt, sie mit Wasser auffüllen können.
ernährt sich durch die Photosynthese und/oder Wir haben gemerkt, dass wir ziemlich schnell
Nährstoffe. Sie braucht also theoretisch nur einen Bezug aufgebaut und uns um sie wie um
eins von beidem (Frick, 2019). eine Zimmerpflanze gekümmert haben. Die
Begeisterung nahm kein Ende.
01. 5 Algenmeines 17 Interviews Besichtigung des Fraunhofer-Instituts IGB Um mehr über Mikroalgen, ihre Kultivierung Von dichten Kulturen in Photobioreaktoren und ihre Anwendungen zu erfahren, sind wir über kleine Kulturen in Erlenmeyerkolben bis ins Fraunhofer-Institut Grenzflächen- und hin zu aufgeschlossenen und eingefrorenen Bioverfahrenstechnik IGB nach Stuttgart ge- Algen in Pulverform gab es alles zu sehen. fahren. Das Institut befasst sich unter anderem Uns beeindruckten außerdem die mit der Forschung von Prozessen für die verschiedensten aus Algen gewonnenen Herstellung verschiedenster Produkte aus Farbpigmente und -öle, von denen wir Mikroalgen. Unser Ansprechpartner, sogar Proben mitnehmen durften. Konstantin Frick, arbeitet dort als forschender Doktorand. Er führte uns durch die Räumlichkeiten und erklärte uns detailliert jeden Prozessschritt. Aufgenommen im Fraunhofer-Institut IGB Aufgenommen im Fraunhofer-Institut IGB
01. 5 Algenmeines 19
Folgene Informationen konnten wir für
unseren weiteren Projektverlauf mitnehmen:
Zucht und Vermehrung An-/Verwendung
Zum Kultivieren einer Mikroalge werden Licht, Aus den kultivierten Mikroalgen werden
CO2, Stickstoffe und Phosphat sowie Mikro- zum Beispiel Farbpigmente extrahiert. Dazu
nährelemente benötigt. werden sie gefiltert und anschließend aufge-
Zusätzlich sollte eine ständige Zirkulation schlossen. Die Aufschließung kann chemisch
der Kultivierung stattfinden, damit jede oder mechanisch, zum Beispiel mithilfe einer
Zelle mit allem versorgt wird. Das Licht Kugelmühle oder durch einfrieren erfolgen.
könnte, laut Konstantin, auch eine einfache Dann können Pigmente mithilfe von Öl oder
LED sein und für die Bewegung könnte man Aceton separiert werden.
eine Aquariumpumpe nutzen. Wichtig ist Die Verwendung der Mikroalgen sieht
zudem, dass der pH-Wert konstant bleibt, Konstantin aufgrund der vielen auch noch
denn je mehr CO2 dem Wasser zugeführt unerforschten Wirkstoffe der Mikroalgen vor
wird, desto saurer wird es. allem im Lebensmittelbereich.
Das Fraunhofer-Institut erreicht eine
Vermehrung von 3 gr./l/Tag, was ein sehr
guter Wert ist – üblich sind 2 gr./l/Tag. Laut
Konstantin wird aus 2 Gramm CO2 ca. 1 Gramm
Biomasse generiert. Die Mikroalgenkulturen
werden hier 24 Stunden am Tag beleuchtet.
Aberntung
Man unterscheidet bei der Aberntung zwischen
der Batch-Ernte und der kontinuierlichen Ernte.
Bei der Batch-Ernte wird die Mikroalgenmasse
nach etwa 5-10 Gramm Mikroalgenmasse
komplett abgeerntet. Der Nachteil dieser
Methode ist, dass sich die Mikroalgen bei zu
hoher Konzentration selbst beschatten.
Beim kontinuierlichen Ernteprozess wird
dauerhaft abgeerntet, bei nicht ganz so hoher
Dichte - somit gibt es keine Beschattung.
Nachdem die Algen aus dem Wasser gefiltert
wurden, kann das Wasser wiederverwendet
werden.
Aufgenommen im Fraunhofer-Institut IGB01. 5 Algenmeines 21
Interview über Home-Farming
Durch Konstantin Frick haben wir Kontakt Bei der Zucht in Open-Ponds ist es wiederum Folglich ist seine nachhaltige Lösung, die schon Außerdem haben wir sehr interessante
zu seinem Kollegen Matthias Stier aufneh- schwierig, die Inhaltsstoffe richtig einzu- verfügbaren, klimatisierten Wohnräume zu Einblicke in das Projekt zur Realisierung eines
men können. Er ist Leiter des Themenfelds stellen. Auch die Kultivierung mit der Sonne nutzen und ein geschlossenes Home Farming Kultivierungssystems für Zuhause bekommen.
Bioprozesstechnik am Fraunhofer-Institut IGB ist schwierig, da die Algen erst viel Sonne System zu entwickeln. Mit diesem könnten Uns wurde angeboten, als Teil des Teams
und beschäftigt sich zurzeit mit einem inter- brauchen aber dann wird es ihnen aber auch Algenprodukte zu 25 % der Herstellungskosten, gestalterisch tätig zu werden.
disziplinären Team aus ganz Europa mit der schnell zu viel und sie bekommen einen im Vergleich zu industriellen Zuchten, herge- Da das Projekt noch unter Geheimhaltung steht,
Realisierung eines Kultivierungssystems für ‘Sonnenbrand‘. stellt werden. dürfen hiervon leider nichts dokumentieren.
Zuhause. Er ist davon überzeugt, dass Algen
für die Lebensmittelindustrie aufgrund vieler Es ist außerdem wenig umweltfreundlich,
(auch noch unerforschter) Nährstoffe in Zukunft die Kulturen erst zu verarbeiten und dann an
sehr wichtig sein werden. Beispielsweise den Endverbraucher zu übergeben, obwohl
die wichtigen DHA und EPA Fettsäuren oder die Mikroalgen auch frisch abgezapft werden
Fucoxanthin welches als stärkstes Antioxidans können. Zudem oxidieren sie an der Luft und
angesehen wird und damit im Verdacht steht, bekommen einen fischigen Geruch, welcher
krebs- & entzündungshemmend sowie hilfreich für viele Menschen als sehr unangenehm
gegen Fettleber zu sein. empfunden wird. Dies kann vermieden
werden, indem man die Algen so frisch wie
Das Problem bei der industriellen Kultivierung möglich konsumiert.
sieht Matthias vor allem bei der Temperaturan-
passung. Man muss immer heizen oder kühlen,
um auf die für die Algen lebensnotwendigen
Temperaturen zu kommen. Obwohl normale
Zimmertemperatur, die Zuhause vorhanden
ist, perfekt wäre.01. 6 Algenmeines 23
Bisherige Anwendungen
Schon vor langer Zeit wurden Algen für unter-
schiedlichste Zwecke verwendet, diese
Expertise ist aber teilweise abhandengekommen:
Alte Anwendungen Kosmetik Nahrung und Nahrungsergänzung Viehfutter
Schon vor fast fünftausend Jahren entdeckte Algen werden aufgrund ihren vielen guten In der Nahrung kennt man Algen vor allem Auch das Vieh profitiert von Algen.
der chinesische Herrscher Shennong die heilen- Eigenschaften auch in der Kosmetik in der asiatischen Küche, wie beispielsweise Zerkleinerte Algen werden ins Futter
de Wirkung von Algen. Ihm zufolge dienten sie angewandt: Sie fördern die Durchblutung, Nori-Blätter. Hierbei wird wild wachsendes gemischt und spenden so Jod, Mineralien und
zum Gemüter beruhigen, feuchtigkeitsspenden liefern Feuchtigkeit, regulieren die Talgdrüs- Nori geerntet, gekocht, zermahlen, getrocknet Antioxidantien. Dadurch geben Kühe, Schafe
der Haut, Schmerzbekämpfung, Abklingen von enfunktion, aktivieren die Zellerneuerung und und gesiebt (vgl. Zwamborn 2019: 117). und Ziegen mehr Milch; Schweine setzen
Beulen, Heilung von Tumoren, als Mittel gegen den Stoffwechsel, stärken die Widerstands- Agar-Agar hingegen ist das Pendant zur tieri- mehr Fleisch und weniger Fett an, können
Verstopfung, endokrine Erkrankungen, Zysten kraft, wirken entzündungshemmend und schen Gelatine. Es wird aus dem Knorpeltang Kälte besser aushalten und werden in der
und chronische Bronchitis (vgl. Zwamborn entwässern das Gewebe. der Rotalge gewonnen und ist geschmacks-, Abwehr gegen Parasiten gestärkt.
2019: 100). Anwendungen in der Kosmetik sind zum geruchs- und farblos. Es bindet besser als Die gesamte Verfassung des Tieres verbessert
Auch Penoscot-Schamanen aus Nordamerika Beispiel als Wasserwelle, Haarfestiger, tierische Gelatine, ist temperaturbeständig sich: Sie bekommen ein glänzendes und gesun-
nutzten gekochten Lappenseetang um ihn Hautcremes, Salben, Badezusatz, Schönheits- und vegan. Es dient aber auch als Klärungs- des Fell, Schafe bekommen dickere Winterwol-
dann in seiner geleeartigen Konsistenz auf die masken, Rasiercremes und Zahnpasten. mittel für Bier und Fruchtsäfte. Früher wurde le und längeres Haar. Es gibt einen geringeren
Brust von Herzpatienten einzureiben. Die Mineralien und Spurelemente der Algen es schon als Pflaster, für Kunstgebisse und Verlust an Lämmern und sie wachsen schneller.
Die Passamaquoddy-Indianer nutzten haben eine ähnliche Verteilung wie die des Prothesen eingesetzt (vgl. Zwamborn 2019: Pferde werden vor Koliken geschützt, dem
getrocknete Dulse Flocken bei Kämpfen als menschlichen Körpers (vgl. Behrmann 1976). 119f.). Spalten im Huf wird vorgebeugt und Stuten
Mittel gegen Ermüdung. Des Weiteren sagte Der Pfeffertang (Osmundea pinnatifida) wird werden fruchtbarer.
man den Algen nach, dass sie dass Sie bei Kaliumgewinnung von Köchen auch als Trüffel des Meeres be- Hühner bekommen ein kräftigeres Gefieder,
Kolik, Skorbut und dem Abgehen des Mutter- Aus Algen kann Kalium gewonnen werden, zeichnet. Es ist salzig, kräftig und hat gleich- brüten besser und legen Eier mit kräftigen
leibs helfen sollen (vgl. Zwamborn 2019: 100f.). welches in der Seifen- und Glasindustrie zeitig einen dunklen, pilzähnlichen Geschmack Schalen und großem Dotter.
genutzt wurde, sowie für die Herstellung von (vgl. Zwamborn 2019: 123). Außerdem wird der Methanausstoß der Kühe
Algenbäder Schwarzpulver. Dies wurde an der französi- Zusätzlich werden Nahrungsergänzungsmittel gemindert (vgl. Zwamborn 2019: 111f.).
In Spas werden Algenbäder und Thalasso- schen Küste bis Anfang des 20. Jahrhunderts mit Inhaltsstoffen der Alge wie beispiels-
therapie angeboten. Dieses wird mit warmen praktiziert (vgl. Zwamborn 2019: 102). weise den Omega-3-Fettsäuren in Form von
Wasser und zum Beispiel Sägetang gefüllt. Das Öl, Kapseln oder Pulver eingenommen (vgl.
Wasser färbt sich hellgrün und leider riecht es Salzgewinnung Omega-3-Fettsäuren: Wirkung, Lebensmittel
auch dem entsprechend nach Meeresfrüchten. Durch das Verbrennen von Tang am Strand & Tagesbedarf o. J.).
Es wirkt aber durchblutungsfördernd, das kann Salz gewonnen werden. Dazu werden die
heißt es regt den Stoffwechsell an, entgiftet Algen getrocknet und verbrannt. Die enthalte-
und erhöht den Feuchtigkeitsgehalt der Haut. nen Gase, Öle und das Jod werden ausgespült
(vgl. Zwamborn 2019: 98). und aus der Asche einzelne Salze extrahiert
(vgl. Behrmann 1976).02 Algenschaften 02. 1 Übersicht 02. 2 Photosynthese 02. 3 Wachstum 02. 4 Thermoplastisch 02. 5 Antiseptik 02. 6 Omega-3-Fettsäuren 02. 7 Biolumineszenz 02. 8 Energieerzeugung 02. 9 Farbpigmente 02. 10 Keine Konkurrenz 02. 11 Biologisch abbaubar
02. 1 Algenschaften 27
Übersicht
Algen besitzen eine Menge guter Algenschaften.
Wir haben uns die für uns als Gestalter am
relevantesten Algenschaften herausgesucht
und werden diese auf den nächsten Seiten
genauer erörtern.
CO2 O202. 2 Algenschaften 29
Photosynthese
Algen betreiben, wie die meisten Pflanzen, Dadurch bilden Sie mit weiteren Ozean-
Photosynthese , das heißt, sie wandeln pflanzen den größten CO2 Speicher und
Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff um. Dazu wirken damit dem Klimawandel bedeutend
benötigen sie lediglich CO2, Licht und entgegen (vgl. Wellhöner 2004). Der bei der
Nährstoffe. Photosynthese freigesetzte Sauerstoff ist
CO2 O2
Circa 50 Prozent des Sauerstoffs in unserer außerdem essenziell für den Meereshaushalt
Atmosphäre wird von Algen produziert. (vgl. Behrmann 1976).
Außerdem wandeln Algen die dreifache
Menge CO2 in Sauerstoff als Nutzpflanzen
(vgl. Pejic-Pulkowski 2017).
Sinken im Wasser lebende Algen nach ihrer
Lebenszeit zu Boden, so binden sie das aufge-
nommene CO2 langfristig.02. 3 Algenschaften 31 Wachstum Mikroalgen vermehren sich sehr schnell. Durch die Photosynthese werden zwei Gramm Sie können sich innerhalb von 24 Stunden aufgenommenes CO2 in ein Gramm wertvolle verdoppeln (vgl. Algae Biomass Organization Biomasse umgewandelt (Frick, 2019). o. J.). Und damit sind sie um einiges produktiver Da Algen nur Licht, Wasser, Kohlenstoffdioxid und als Nutzpflanzen, denn bei idealen Bedingungen eine geringe Menge an Nährstoffen brauchen, können bis zu 250 t Biomasse pro Hektar sind sie ein nachhaltiger und schnell nach- erzeugt werden. Im Vergleich dazu bringen es wachsender Rohstoff. Ölsaaten nur auf 12- 15 Tonnen (vgl. Jung- hanss 1999).
02. 4 Algenschaften 33 Thermoplastisch Aus Algen können thermoplastische Kunst- Zusätzlich ist er komplett recycelbar und stoffe hergestellt werden. Algopack, eine dient anschließend auch noch als Dünger. französische Firma, stellt seit 2010 Kunst- Die Lebensdauer der Kunststoffe bzw. der stoffgranulat aus industriellen Algenabfäl- Eintritt der Zersetzung kann über ein len her. Hierfür werden Braunalgen genutzt. geheimes Verfahren eingestellt werden. Das Granulat kann wie jeder herkömmliche (vgl. Algopack o. J.). Kunststoff in jedem thermoplastischen Fer- tigungsverfahren verarbeitet werden.
02. 5 Algenschaften 35
Antiseptik
Verschiedene Forscher haben in Inhaltsstoffen Australische Forscher haben außerdem
von verschiedenen Algen antiseptische Inhaltsstoffe der Rotalge Delisea pulchra,
Wirkungen festgestellt: sogenannte Furanone entdeckt die den
Ausbruch von Krankheiten wie Cholera,
Zum Beispiel haben Forscher von der Ostsee Tuberkulose und Lebensmittelvergiftung
entdeckt, dass das Cyanobakterium Anabaena verhindert. Furanone stoppen die Kommuni-
gegen multiresistente Krankheitserreger wirkt. kation zwischen den Bakterien und hindert
Georld Lukowski, der Leiter des Instituts für dadurch den Ausbruch der Krankheiten (vgl.
Marine Biotechnologie entwickelte ein neues DER SPIEGEL 2004).
Verfahren indem er aus diesem Cyanobakteri-
um Nanopartikel generiert und diese in einer
Handcreme verarbeitet.
Diese Creme hemmt die Ausbreitung und
Übertragung von Bakterien und verhindert
sogar die Übertragung des MRSA, einem
tödlichen, multiresistenten Keim (vgl. Süd-
deutsche Zeitung 2017).02. 6 Algenschaften 37
Omega-3-Fettsäuren
Omega-3-Fettsäuren sind mehrfach Wichtig sind diese Fettsäuren für die normale
ungesättigte Fettsäuren, die der Körper Funktion unseres Herzens, unserer Sehkraft
nicht selbst herstellen kann, weshalb sie und unseres Gehirns.
von außerhalb, über die Nahrung zugeführt Da wir inzwischen viel weniger Fisch essen
werden müssen. und auch dieser oft industriell gezüchtet wird,
Die wichtigsten Omega-3-Fettsäuren sind haben wir einen Omega-3-Fettsäuren-Mangel.
Eicosapentaensäure (EPA), Docosahexaen- Um diesen auszugleichen, sollte man 2000 mg
säure (DHA) und Alpha-Linolensäure (ALA). Omega-3-Fettsäuren täglich aufnehmen, was
circa 250 Gramm Lachs am Tag entspräche
ALA ist eine pflanzliche Omega-3-Fettsäure (vgl. Omega-3-Fettsäuren: Wirkung, Lebens-
welche vor allem in Leinsamen, Chiasamen mittel & Tagesbedarf o. J.).
und Walnüssen sowie in den zugehörigen
Pflanzenölen enthalten ist. ALA kann aber nur
zu 5-10 Prozent im Körper in die wichtigen EPA
und DHA Fettsäuren umgewandelt werden.
EPA und DHA sind marine Omega-3-Fett-
säuren, welche durch Algen und fettreiche
Kaltwasserfische wie z.B. Lachs aufgenommen
werden können. Hierbei ist zu bemerken, dass
Fische die Fettsäuren nur enthalten, weil sie
sich zuvor von Algen ernährt haben.02.7 Algenschaften 39 Biolumineszenz Unter Biolumineszenz versteht man die Das lichtgebende Substrat nennt sich ‚Luciferin‘ Lichterzeugung durch Lebewesen. Man kennt welches mit dem Enzym Luciferase reagiert. dieses Phänomen auch unter dem Begriff Dabei wird Sauerstoff aufgenommen und es Meeresleuchten. Hauptsächlich wird dieses entsteht ein Überschuss an Energie, welcher in Leuchten im Meer durch Mikroalgen der Form von Licht abgegeben wird. Gruppe ‚Dinoflagellaten‘ erzeugt. Um das Dank dieses Mechanismus kann 98 Prozent Leuchten wahrnehmen zu können, ist eine der Energie in Licht umgewandelt werden. große Dichte der Mikroalgen notwendig. Nur 2 % der Energie gehen als Wärme verloren. Zu idealen Bedingungen (Zeiten und Nähr- Zum Vergleich: Eine klassische Glühbirne stoffe) gibt es bis zu 100.000 Zellen pro Liter hat lediglich eine Lichtausbeute von 5 % (vgl. Wasser (vgl. Wengel 2019). Wengel 2019). Diese Mikroalgen unterliegen einem zirkradi- alem Rhythmus. Das heißt, dass sie tagsüber durch die Sonne Energie erzeugen, welche sie nur während des Nachtzyklus in Form von Lichtstößen abgeben kann. Dies geschieht wenn die Algen gestört, also auf irgendeine Art in Bewegung versetzt werden (vgl. Wengel 2019).
02. 8 Algenschaften 41 Energieerzeugung Eine Möglichkeit für die Energieerzeugung Eine weitere Möglichkeit für die Energieerzeu- durch Algen ist die Biophotovoltaik. gung durch Algen ist Biokraftstoff. Dafür gibt Algen können durch ihre photosynthetischen es verschiedene Ansätze: Eigenschaften Licht in elektrischen Strom umwandeln. Bei der Photosynthese werden Bei der Photosynthese von Algen entsteht Elektronen erzeugt, welche zum Teil ein Synthesegas, aus dem Methan hergestellt gesammelt und gespeichert werden können. werden kann, mit dem man dann wiederum Diese können dann in Form von elektrischen Energie erzeugen kann. Strom genutzt werden. Im Vergleich zu Aus manchen Algenarten kann Öl gewonnen synthetischen Solarzellen ist die Leistung werden, welcher als dieselähnlicher Kraftstoff deutlich geringer, jedoch haben Forscher verwendet werden kann. der Cambridge Universität eine Algenart Zusätzlich ist es möglich, aus den Kohlenhydraten (Ehux) so genmanipuliert, dass sie nur noch der Algenmasse Bioethanol zu gewinnen (vgl. Lilli in etwas 25 % der Elektronen für sich selbst Green 2018). brauchen. Damit haben sie deutlich bessere Werte als mit vergleichbare Biophotovoltaiks erzielt (vgl. Lilli Green 2018).
02. 9 Algenschaften 43
Farbpigmente
Man kann durch das Trocknen und Zermahlen Mit diesen Farbpigmenten können beispiels-
eine breite Farbpalette an Algenfarbpigmenten weise Textilien gefärbt werden, wobei wie
gewinnen. üblicherweise keine umweltbelastenden
Chemikalien notwendig sind (vgl. Krenz 2016).
Die färbenden Stoffe sind Eiweiße, sogenannte Viele Farbpigmente aus Algen sind sogar
Phycobiliproteine. lebensmittelecht und werden auch schon in
Blau entsteht durch den Stoff Phycocyanin, der Lebensmittelindustrie zum Färben ge-
der z.B. bei der Spirulina vorkommt, nutzt. So wird zum Beispiel der einzige natürliche
Grün entsteht durch die Anwesenheit von blaue Farbstoff für Lebensmittel aus der Spirulina
Chlorophyll, z.B. Chlorophytes und Braun Alge extrahiert (vgl. Figge 2016).
entsteht durch Catorinoide als Pigmente, z.B.
bei der Ochrophytes.
Durch die charakteristische Zusatzpigmente
Phyoerythin (rot) und Phycocyanin (blau) kann
durch die Kombination beider ein breites
Farbspektrum generiert werden (vgl. Labora-
toire de Biarritz 2018).02. 10 Algenschaften 45
Keine Konkurrenz
„Eine der größten globalen Herausforderungen „Eine bisher weitgehend vernachlässigte
des 21. Jahrhunderts besteht darin, in Zeiten des Option zur Produktion von Biomasse als nach-
Klimawandels eine wachsende Weltbevölkerung wachsendem Rohstoff ist die photoautotrophe
nachhaltig mit Nahrungsmitteln, Rohstoffen und (mithilfe von Sonnenlicht) Kultivierung von
Energie zu versorgen.“ Mikroalgen, die ohne Konkurrenz zu land-
(Nationale Forschungsstrategie Bioökonomie wirtschaftlichen Flächen in Gewässern oder
2030) Reaktoren erfolgen kann.“
(DECHEMA Biotechnologie, 2016)
In dieser Strategie liegt der Fokus auf pflanzlicher
Biomasse, die aufgrund der photosynthesischen
Eigenschaften nachhaltig erzeugt werden kann.
Ackerflächen sind allerdings deutlich limitiert und
sind durch Düngemittel großen Belastungen aus-
gesetzt (vgl. DECHEMA Biotechnologie, 2016).02. 11 Algenschaften 47 Biologisch abbaubar Wie schon bei der Thermoplastik erwähnt, Abgesehen davon ist auch die Biomasse lassen sich aus Algen Kunststoffe herstellen, an sich biologisch abbaubar und kann als die zu 100 Prozent recycelbar sind. Dazu Dünger für Nutzpflanzen eingesetzt werden. gibt es verschieden Ansätze: Zum einen das Algen können sogar bei der Verrottung von Granulat, das komplett aus Mikroalgen her- Materialien auf dem Kompost helfen, da sie gestellt wird und nach seinem Gebrauch als diese angreifen (vgl. HAZ 2019). Dünger eingesetzt werden kann und zum an- deren die Herstellung von Bioplastik aus Agar Agar. Ein isländische Designer Namens Ari Jónsson hat eine Plastikflasche aus Agar Agar hergestellt welche solange sie mit Flüssigkeit gefüllt ist ihre Form erhält und sich, sobald die Flüssigkeit leer ist, komplett zersetzt (vgl. Trisko 2016).
03 Ideation 03. 1 Ideenfindung 03. 2 Produktfamilie 03. 3 Home Farming 03. 4 Iteration
03. 1 Ideation 51
Ideenfindung
Aufgrund der vorhergegangenen Recherche Wir haben uns verschiedene Projekte und
haben wir uns überlegt, wie wir die vielen Anwendungen der Algen angeschaut, haben
guten Algenschaften nutzen können. verschiedene Interviews geführt, und haben
zur Zwischenpräsentation zwei Ansätze
Uns war es wichtig, das Bewusstsein für vorgestellt: eine Produktfamilie und Home
die Alge zu wecken und die Menschen zu Farming. Wir wollten entweder so viel An-
inspirieren und zu begeistern. Außerdem wendungen wie möglich zeigen und so alle
wollten wir auf jeden Fall eins oder mehrere erreichen; oder wir fokussieren uns auf ein
Produkte gestalten und faktenbasierte und Kultivierungssystem für Zuhause, um damit
klare Kommunikation schaffen. einen Impact zu schaffen.03. 2 Ideation 53 Produktfamilie Welche unserer alltäglich genutzten Gegen- stände könnten aus Algen sein? Wie können wir Algen in schon bestehende Produkte integrieren bzw. diese mit Algen ersetzen? Exemplarisch sind denkbare Anwendungen aufgezeigt - die zugehörigen Icons stellen die jeweilige Referenz zu zuvor aufgeführten Algenschaften.
03. 2 Ideation 55
Energieerzeugung
Mit Algen kann, wie bei den Algenschaften
beschrieben, eine geringe Menge an Energie
CO2 O2
erzeugt werden. Diese könnte beispielsweise
zum Betreiben einer LED genutzt werden.03. 2 Ideation 57
Farbpigmente
Nach Testings haben wir festgestellt, dass Messestände eingefärbt werden und später als
die Farbpigmente mit der Zeit ausbleichen blanke Gegenstände wieder verwendet oder
CO2 O2
können. Dies könnte man positiv nutzen, erneut eingefärbt werden.
indem zum Beispiel Werbegeschenke oder03. 2 Ideation 59
Biolumineszenz
Hier steht die Faszination im Vordergrund.
Der Nutzer kann durch Blubbern eine Störung
CO2 O2
in den Algen verursachen und sie somit zum
Leuchten bringen.03. 2 Ideation 61
Kunststoffe, kurzlebig
Dadurch, dass Kunststoffe aus Algen schnell
biologisch abbaubar sind und es tendenziell
CO2 O2
immer mehr Einwegprodukte gibt, könnten
diese aus Algen hergestellt werden.03. 2 Ideation 63
Kunststoffe, langlebig
Auch langlebige Kunststoffe können mit Algen Eigenschaften der Alge integriert werden und
hergestellt werden. So könnte also nahezu jeder so die Übertragung von Keimen in öffentlichen
CO2 O2
Gegenstand aus Algen sein. Zusätzlich könnte Bereichen minimiert wird.
man sich vorstellen, dass die antiseptischen03. 2 Ideation 65
Carbonfasern
Aus den Ölen der Alge können Carbonfasern
hergestellt werden (vgl. Peters 2019).
CO2 O2
So könnten also Produkte hergestellt werden,
die leicht sind und trotzdem eine hohe Festig-
keit aufweisen.03. 2 Ideation 67 Nahrung Um den fischigen Gerüchen vorzubeugen in Zukunft vermutlich Insekten essen. Was die bei der Oxidation entstehen, könnte wäre, wenn diese zuvor Algen essen und wir CO2 O2 man Algen direkt im flüssigen Zustand zu somit indirekt mit notwendigen Nährstof- sich nehmen. Oder aber, wenn man sich die fen wie den Omega-3-Fettsäuren versorgt Nahrung der Zukunft anschaut, werden wir werden?
03. 3 Ideation 69 Home Farming 1.Szenario - Privathaushalt In diesem Szenario werden die Algen in Durch diese Lowtech Variante wird keinerlei privaten Haushalten für den Eigenverzehr Energie gebraucht und der Nutzer hat, ähnlich gezüchtet. Um die Algen zu kultivieren, wie bei höheren Pflanze, den Ikea-Effekt: werden die Algen durch das Pusten in einen Er baut eine Beziehung zu den Mikroalgen auf Schlauch mit CO2 versorgt und bekommen und ist stolz, weil er alles selbst gemacht hat. durch hineinscheinendes Sonnenlicht und/ oder Wohnleuchten ihr für die Photosynthese benötigtes Licht. Die Algen befinden sich in mehreren kleinen Gefäßen und können nach der sogenannten Batch-Ernte abgeerntet werden. So hat man nach der Ernte eines Gefäßes seine Tages- dosis an Algen und kann eine neue Kultur ansetzten, die nach 2 Wochen erntereif ist.
03. 3 Ideation 71 Homefarming 2.Szenario - Office Aufgrund der leistungsfördernden Wirkung der Die Aberntung wäre aufgrund der Nutzer- in den Algen enthaltenen Omega-3-Fettsäuren freundlichkeit und der verantwortlichkeit lag die Anwendung in Büros nahe. In unserem kontinuierlich. Man drückt also wie bei einer Szenario steht das Kultivierungssystem in der Kaffeemaschiene auf den knopf und kann Küchenzeile als Äquivalent zur Kaffeemaschine. sich seine tägliche Dosis Omega-3-Fettsäuren Man macht also quasi eine Algenpause, um sein abzapfen. Gehirn wieder in Schwung zu bringen. In diesem Falle wäre das Kultivierungssystem aus hygienischen Gründen automatisiert. Das Kultivierungssystem würde dann durch eine Pumpe mit Kohlenstoff versorgt werden und mit einer LED beleuchtet. Auch hier gibt es die für die Algen notwendige Zimmertemperatur.
03. 3 Ideation 73
Iteration
Nachdem wir unsere ersten Ideen überdacht So wurde uns schnell bewusst, dass wir aus all
haben, sind wir einen Schritt zurückge- unseren Konzepten etwas ziehen können, aller-
gangen, um einen Überblick über unsere dings den Kontext weniger spezifisch gestalten
bisherige Arbeit zu erlangen mit dem Ziel das sollten.
Projekt mit Findings und vorhergegangenen
Feedbacks zu überarbeiten und weiter zu Somit kamen wir zu dem Schluss, das
entwickeln. Potenzial der Mikroalge im Rahmen einer
Ausstellung aufzuzeigen, die den Besucher
Zwar haben wir viel Potenzial in der Arbeit mit faszinieren und inspirieren soll.
Makroalgen gesehen - es allerdings als ökologisch Die Ausstellung klärt über das Unbekannte -
nicht nachhaltig gesehen, uns in Deutschland mit die Mikroalge - auf, sie bietet Informationen
Makroalgen, die nur in Küstenregionen zu finden zur Kultivierung und macht die spannendsten
sind, zu beschäftigen. Algenschaften anhand exemplarischer
Mikroalgen hingegen sind überall ökologisch Anwendungen erlebbar.
und effizient zu kultivieren und somit möchten
wir uns gerne ausschließlich mit diesem Bereich
befassen.
Zuerst hatten wir den Ansatz, die Kultivierung
der Mikroalge in den Vordergrund zu stellen,
also ein Kultivierungssystem und was daraus
generiert werden kann. Wir hatten an Konzepten
von einer Kultivierung im Zuhause bis hin zu einer
Kultivierung im Ausstellungskontext gearbeitet.
Im Endeffekt waren wir durch diesen Fokus in
unserer Arbeit sehr determiniert und haben unser
Hauptziel aus den Augen verloren: das breite
Potenzial der Mikroalgen zu kommunizieren und
damit zu faszinieren.04 Konzeption 04. 1 Ausstellungskonzept 04. 2 Algenmeines 04. 3 Farbpigmente 04. 4 Omega-3-Fettsäuren 04. 5 Antiseptik 04. 6 Luftreinigung 04. 7 Biolumineszenz 04. 8 Energieerzeugung
04. 1 Konzeption 77
Ausstellungskonzept
Nachdem wir uns für ein Ausstellungskonzept Wir haben diverse Varianten einer offenen
entschieden haben und schon die Grundideen Ausstellung skizziert, wie zum Beispiel ein
für die Exponate standen, haben wir folgende Regalsystem, das mit Tiefen arbeitet. Biolumineszenz Energieerzeugung
Anforderungen an die Ausstellung gehabt: Wir sind aber relativ schnell zu dem Entschluss
gekommen, dass die Ausstellung in einem
Da unsere Ausstellung im Rahmen der eigenen kleinen Raum stattfinden muss. So
Luftreinigung
Semesterausstellung der HfG stattfindet können wir das Licht einstellen, einen ganz
und der Platz daher nur begrenzt ist, mussten dunklen Bereich abgrenzen und die Exponate
wir eine Lösung finden, unsere Ausstellung ideal wirken lassen.
klein zu gestalten aber dennoch die Wirkung
der Exponate zu gewährleisten. Außerdem
brauchen wir eine teilweise Verdunklung, um
das Leuchten der Biolumineszenz wirken zu
lassen.
Antiseptik
Der Besucher sollte möglichst klar erkennen,
um was es in dieser Ausstellung gehen soll
und durch die Ausstellung geleitet werden.
Die Faszination der Mikroalgen soll klar
kommuniziert werden.
Fettsäuren
Fa rbpigmente
Algenmeines
Kultivierung04. 1 Konzeption 79 Transparenz und Dunkelheit Anhand von schnellen Mock-Ups testeten wir Durch lichtdichte Abtrennungen im Inneren verschiedene Proportionen der Räumlichkeiten des Raum können teils und komplett abge- für unsere Ausstellung sowie den Umgang mit dunkelte Bereiche entstehen, um unseren Transparenzen und Abschirmung des Lichts. Ausstellungsexponaten gerecht zu werden. Uns war es wichtig, schon von außen Interesse Ein somit entstandener Raum innerhalb des der Ausstellungsbesucher zu wecken - hierfür Raumes bietet dem Besucher noch mehr bieten sich transparente Wände an. Die grün Spannung und Erkundungsmöglichkeiten. leuchtende Chlori kann stimmungsvolles Licht durchscheinen lassen und die sich im Inneren befindenden Besucher können erahnt werden.
04. 1 Konzeption 81
Leitfaden
Die Basis und Einleitung der Ausstellung Dieser Leitfaden stellt ein Rohrsystem dar,
ist Chlori, die von uns kultivierte Mikroalge das die flüssige Alge im übertragenen Sinne
Chlorella Vulgaris. Anhand dieser Kultur wird von Chlori in die Produkte leitet.
Algenmeines erklärt und in die Welt der Algen Die Enden der Rohre führen entweder direkt in
eingeleitet. Um visuell von Beginn an klar zu die Anwendungen hinein oder können wie im
machen, dass Algen in all unseren Produkten Beispiel der Omega-3-Fettsäuren frisch an der
und Anwendungen zu finden sind und gleich- Ausstellungswand abgezapft werden.
zeitig den Weg durch die Ausstellung zu zeigen, Zusätzlich können wir an den Enden der
möchten wir einen Leitfaden anbringen. Leitfäden typografisch das Themengebiet
anbringen.04. 1 Konzeption 83 1 zu 1 Testing Um ein besseres Gespür für die Räumlichkei- anziehend für Besucher zu gestalten. ten zu bekommen, haben wir verschiedene Der Leitfaden führt über die Köpfe der Be- Varianten des Raumes 1 zu 1 aufgetaped und sucher im Eingang hinweg zur rechten Seite, versucht, die Themenbereiche sinnvoll zu an der diverse Produkte an der Wand und auf platzieren. einem Regalbrett zu finden sind. Ganz hinten, Unser Ziel war es, den beschränkten Platz, wo es etwas dunkler wird, befindet sich das den wir zur Verfügung hatten, möglichst Thema zur Energieerzeugung, das dort wegen effizient zu nutzen und dem Besucher eine der integrierten LED besser wirken kann. Für spannende Erkundungstour zu ermöglichen. die Biolumineszenz wird komplette Dunkelheit Wir kamen zu dem Entschluss, die Front durch benötigt, die durch einen Raum im Ausstel- einen Teaser-Film und einer transluzenten lungsraum erzeugt wird. Wand durchleuchtender Chlori möglichst
04. 1 Konzeption 85
Konstruktion
Der Ausstellungsraum wird von Wänden, Die Decke der Dunkelkammer hat einen
die aus mit Stoff bespannten Holzbalken integrierten Balken, an dem das Produkt
bestehen, eingegrenzt. Um Ideal abdunkeln für die Biolumineszenz aufgehängt werden
zu können, verwenden wir für die Bespannung kann. Für Chlori und die Energieerzeugung
einen lichtdichten schwarzen Bühnenmolton. werden zwei Stelen gebaut, die vertikalen
Um am vorderen Eck eine einladende und Flächen sind durchgängig schwarz, die
spannende Transparenz zu erreichen verwen- horizontalen Flächen heben sich durch eine
den wir an zwei Wänden eine weiße Gaze, die Metallbeschichtung ab.
eine organische Anmutung hat. An der langen Seite wird ein Brett mit derselben
Die schwarz bespannten Holzrahmen haben Metallbeschichtung befestigt. Hierauf und an
teilweise Verstrebungen integriert, um somit der Wand darüber werden die restlichen
weitere Elemente an den Wänden befestigen Themenbereiche ausgestellt.
zu können.
Innerhalb der Wände werden schwarze
300
Bodenplatten verlegt, in denen Stromkabel 0.00
u.ä. verlegt werden können.
Die Decke besteht wie auch die Wände aus mit
Stoff bespannten Holzrahmen.
Sie ist in drei Teile geteilt: Zwei sind mit
weißem Stoff bespannt, um diffuses Licht aus
der Umgebung in den Raum hinein zu lassen.
Für den kleinen integrierten Raum – der
Dunkelkammer – wird die Decke schwarz
bespannt, um kein Licht hinein zu lassen.
Durch die Aufteilung der Decke ermöglicht
sich zwischen den Rahmen die Anbringung
2300.00
von Molton als Vorhang, durch den die
Dunkelkammer betreten werden kann.
2170.0004. 2 Konzeption 87 Algenmeines Unsere ersten Experimente mit Mikroalgen Chlori steht auf einer Stele direkt am Eingangs- starteten mit Chlori, die uns durch das ganze bereich, um durch die transparente Gaze nach Semester begleitete - und auch für unsere außen wirken zu können. Direkt auf der Stele Ausstellung wird sie das Herzstück, von der al- findet der Besucher eine Einführung und algen- les ausgeht. Um Chlori zu beleuchten, bauten meine Informationen. wir eine Bodenplatte mit integrierter Aqua- riumsleuchte. Diese sorgt dafür, dass Chlori sich mithilfe der Photosynthese vermehrt. Nebenbei sorgt sie dafür, dass die Umgebung durch die Algen hindurch grün beleuchtet wird. Diesen faszinierenden Anblick nutzen wir, um die Neugierde der Besucher zu erwecken.
04. 3 Konzeption 89 Farbpigmente Schon früh entwickelten wir viel Begeis- In der Ausstellung möchten wir das Potenzial terung für die Möglichkeit, mit Algen nicht durch ein zu fertiges Produkt einschränken, natürliche Färbungen in allen möglichen sondern durch experimentelles und offenes Farbtönen zu erzielen. Bei der Besichtigung Aufzeigen des Möglichen inspirieren und infor- des Fraunhofer-Instituts IGB bekamen wir mieren. Deshalb zeigen wir die pulverisierten bereits aufgeschlossene und pulverisierte Farbpigmente in einer Petrischale und zeigen Algenpigmente mit, mit denen wir direkt zusätzlich eingefärbte Stoffe. die ersten Färbeversuche starteten. Gerne Gerne möchten wir exemplarisch auch einen lebten wir diese Algenschaft komplett aus hochwertigen Druck, wie beispielsweise einen und färbten uns mit Algen-Farbpigmenten Siebdruck zeigen. T-Shirts für unsere Zwischenpräsentation.
04. 4 Konzeption 91 Omega-3-Fettsäuren Unsere Erkenntnisse, nachdem wir uns länger Der fischige Geruch und Geschmack von mit der Aufnahme von Omega-3-Fettsäuren Algen, der sich durch die Oxidation entwickelt, beschäftigt hatten, waren folgende: kann durch den direkten Konsum von frischen Die Dringlichkeit, dass der Mensch Ome- Algen umgangen werden. ga-3-Fettsäuren zu sich nehmen sollte, um Deshalb werden wir einen Zapfhahn an die die ideale Funktion des Herzens, der Sehkraft Wand der Ausstellung anbringen, aus dem und unseres Gehirnes zu gewährleisten, muss man sich Chlorella Vulgaris (reich an besagten kommuniziert werden. Fettsäuren) aus dem Leitsystem in ein kleines Wir möchten des Weiteren darüber aufklären, Glas abzapfen kann. dass wir Omega-3-Fettsäuren nur indirekt über den Fisch, die vermeintlich beste Quelle, aufnehmen. Gerne erreichen wir ein Umden- ken der Ausstellungsbesucher, ob man Fische konsumieren muss, wenn man viel einfacher über den direkten Konsum von Algen an die Omega-3-Fettsäuren kommt.
04. 5 Konzeption 93 Antiseptik Auch bei der Antiseptik haben wir uns gegen ein konkretes Produkt und für eine offene Inszenierung entschieden. Wir möchten über die antiseptische Wirkung von Algen informieren und ein antiseptisches Gel, das beispielsweise als Handdesinfektion interpretiert werden kann, ausstellen. Um Reinheit und Faszination auszustrahlen, handelt es sich bei dem Algen-Gel um ein klares Gel, das grün-bläulich leuchtet.
04. 6 Konzeption 95 Luftreinigung Dass Algen Photosynthese betreiben und Wir haben uns bei der Oberfläche für eine somit CO2 in Sauerstoff umwandeln ist wohl dreidimensionale Struktur entschieden, eine der stärksten Algenschaften, die bei allen sodass die Oberfläche auf kleiner Produkten ein Nebeneffekt ist. Grundfläche maximiert werden kann. Wir möchten diese Algenschaft nochmals Die Gestaltung bleibt sehr neutral und stärker hervorheben und die luftreinigende experimentell, sodass sich der Besucher der Wirkung demonstrieren. Ausstellung die lebendige Algen-Luftreinigung Um möglichst viel CO2 aufnehmen und Sauer- sowohl im eigenen Zuhause wie auch im stoff abgeben zu können, werden lebende Algen urbanen Kontext vorstellen kann. auf eine feuchtigkeitsaufnehmende Oberfläche gebracht. Diese muss man etwa alle zwei Wochen bewässern, sodass die Algen darauf überleben können.
04. 7 Konzeption 97 Biolumineszenz Wir würden die Biolumineszenz als die wohl Wir entschieden uns mit einem Pendel faszinierendste Algenschaft aller beschreiben. weiterzuarbeiten, da es mit der ruhigen und Dies wollen wir in der Ausstellung noch gleichmäßigen Bewegung den Fokus auf die verstärken, in dem sie erst durch die direkte Biolumineszenz lenkt und eine wellenartige Interaktion mit dem Besucher erfahrbar wird. Bewegung der Flüssigkeiten erreicht werden Um die Algen zum Leuchten zu bringen, muss kann. sie durch eine Bewegung gestört werden. Wir testeten in schnellen Mock-Ups mit Flüssigkeiten viele mögliche Bewegungen, wie etwa Wippen, Federn, Chaospendel, ...
04. 7 Konzeption 99 Komponenten Die Mikroalgen in der Flüssigkeit müssen in ein steriles Glasgefäß gefüllt werden, sodass sie überleben können und Licht für die Photo- synthese erhalten können. Um eine wellenartige Bewegung der Flüssig- keit zu erreichen, ist eine Totalverrundung an den Enden des Gefäßes ideal. Somit bietet sich die Verwendung von zwei miteinander verbundenen Reagenzgläsern an, die zusätz- lich den experimentellen Charakter unter- streichen. Die Gläser müssen abgedichtet sein, um ein Auslaufen der Alge zu verhindern. Allerdings benötigen sie eine Öffnung zum Befüllen, Entleeren und für den Gasaustausch. Das Pendel benötigt eine Rotation, im Idealfall mithilfe eines Kugellagers, um die Reibung zu minimieren. Letztendlich wollen wir noch die Interaktion mit dem Pendel klar machen, indem wir einen Griff anbringen, an dem das Pendel angeschuckt werden soll.
04. 7 Konzeption 101 Gestaltung Die horizontale Platzierung der zwei Reagenz- Komponenten, der Drehachse und dem Griff gläser ist gegeben, um unsere gewünschte verbunden sein können und in welchem Bewegung der Algenflüssigkeit zu erreichen. Verhältnis sie zueinanderstehen. Wir entwarfen verschiedene Varianten, wie die Gläser miteinander und den anderen beiden
04. 7 Konzeption 103 Unser finaler Entwurf wurde eine asymme- trische Variante, die im ruhigen Zustand minimalistisch und dennoch spannend wirkt. Kommt das Pendel in Bewegung, so liegt der Fokus auf den algenbefüllten Gläsern, die maxi- male Sicht auf die Biolumineszenz geben.
04. 7 Konzeption 105
Konstruktion
Auch hier arbeiteten wir mit echten Reagenz- Von der Manschette geht nach unten hin ein
gläsern, die gekürzt wurden und mit einer weiteres Rundrohr nach rechts weg, der mit
Bohrung für die Öffnung versehen wurden. einem geometrischen Griff verbunden ist,
Die Schnittstelle wird silikoniert, um Dichte zu sodass eine intuitive Interaktion ermöglicht wird.
gewährleisten. Hier werden die Gläser auch in
eine 30 mm schmale Manschette aus ver-
chromten Messing gefasst, die ebenfalls eine
Öffnung für die Algen vorsieht.
Ein angelötetes, gebogenes Rundprofil ver-
bindet die Reagenzgläser mit dem Kugellager,
das in einer Aufhängung eingefasst ist.
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350.0004. 8 Konzeption 107 Energieerzeugung Komponenten Für ein Objekt für die Energieerzeugung Der Funktion und dem Ablauf der Energie- brauchen wir folgende Elemente: eine lebende erzeugung folgend, befindet sich unter der Alge; eine CO2-Zufuhr und Sonnenlicht, damit Alge ein Akku, der die Energie speichert die Alge Photosynthese betreiben kann; einen und darunter eine LED, die den Energie- Akku, der die abgegriffene Energie speichern verbraucher darstellt. Als Diffusor der LED kann; einen geringen Energieverbraucher, bei nutzen wir ein gekürztes, gesandstrahltes dem wir uns für eine LED entschieden haben. Reagenzglas. Um den experimentellen Charakter beizu- behalten und Sonnenlicht an die lebende Alge kommen zu lassen, besteht der Haupt- körper aus einem Reagenzglas, in das die Alge eingefüllt ist. Die CO2-Zufuhr sollte auf jeden Fall manuell sein, damit die Energie- erzeugung CO2-negativ sein kann und keine weiteren Stromverbraucher involviert sind. Durch ein Mundstück kann der Nutzer Luft in die Alge blubbern.
04. 8 Konzeption 109
Gestaltung
Die Gestaltung des Energieerzeugungsobjektes Somit waren die Materialien und die
war zunächst sehr frei, orientiere sich aber experimentelle Ästhetik sehr bald definiert.
sehr bald an der Gestaltung des biolumines- Wir beschäftigten uns recht bald mit der
zenten Objektes. funktional sinnvollen Anordnung und ästheti-
schen Proportionen.04. 8 Konzeption 111
04. 8 Konzeption 113
Konstruktion
Wir arbeiteten mit fertigen Reagenzgläsern aus All diese Elemente werden von einem Ring
echtem Glas. Gefasst werden die Gläser von gefasst, der mit einer soliden Bodenplatte
Elementen aus Messing, die sich gut verarbei- verbunden ist, um der Leuchte einen guten
ten und löten lassen und die wir anschließend Stand zu geben.
mit einem Schliff versahen und verchromen Um das Hineinblubbern zu ermöglichen, be-
ließen. findet sich ein Stopfen mit integriertem Röhren
Die Gläser hatten wir auf die richtige Länge gesägt auf der offenen Seite des Reagenzglases.
und mit einer Metallmanschette verbunden, in
der sich auch die Elektronik unterbringen lässt.
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434.9905 Umsetzung 05. 1 Modellbau 05. 2 Farbpigmente 05. 3 Omega-3-Fettsäuren 05. 4 Antiseptik 05. 5 Luftreinigung 05. 6 Biolumineszenz 05. 7 Energieerzeugung
05. 1 Umsetzung 117 Modellbau
05. 1 Umsetzung 119
05. 1 Umsetzung 121 Energieerzeugung, Komponenten Biolumineszenz, Komponenten
05. 2 Umsetzung 123 Farbpigmente
05. 3 Umsetzung 125 Omega-3-Fettsäuren
05. 4 Umsetzung 127 Antiseptik
05. 5 Umsetzung 129 Luftreinigung
05. 6 Umsetzung 131 Biolumineszenz
05. 7 Umsetzung 133 Energieerzeugung
05. 7 Umsetzung 135
05. 7 Umsetzung 137
06 Verzeichnis 06. 1 Literaturverzeichnis
06. 1 Verzeichnis 141
Literaturverzeichnis
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