Food & Farm 4.0

Food & Farm 4.0

Blicken wir auf die erschreckenden Prognosen einer rapid-wachsenden Weltbevölkerung vor dem Hintergrund der klimaschädlichen Nahrungsmittelproduktion, fassen wir einen Begriff von der schwindelerregenden Reichweite dieser Herausforderung.
Der Gegenstand dieser Arbeit stellt damit die visualisierte Möglichkeit einer Lösung dar, das Dilemma im Zeichen der Verbesserung und nicht im Schatten des Verzichts zu entwirren.
In den Mittelpunkt zeigt sich hierbei eine branchen- und gesellschaftsübergreifende Sensibilisierung. Über die hier verhandelten technischen Lösungen sollen die Werte für ein nachhaltiges Produzenten- und Konsumentenverhalten vermittelt werden. Gerade in Bezug auf die Nahrungsmittelbranche - explizit die Fleischindustrie - scheint diese Vermittlung von bedeutsamer Relevanz. In der Überzeugung, dass der Verbraucher nicht allein zur Verantwortung gezogen werden kann und soll, konzentriert sich dieser Ansatz auf den anderen Teil der Lösung, also auf die ökologische Gestaltung einer effizienten Produktion innerhalb der Lebensmittelbranche.


Um dem schadenbringenden Futtermittel Soja ein konkurrenzfähiges Produkt gegenüber zu stellen, entstand in dieser Arbeit ein Lösungsweg durch die Gestaltung einer Bioraffinerie.
Dabei wird Klärschlamm, das Abfallprodukt der Wasseraufbereitung in einer Monoverbrennungsanlage verbrannt, wobei große Mengen an Kohlendioxid freigesetzt werden.
In Verbindung mit dem zuvor aus dem Klärschlamm extrahierten Phosphor und der Sonnenenergie, werden unter kontrollierten Bedingungen Mikroalgen in einem Bioreaktor durch Fotosynthese gezüchtet.


Die Bioraffinerie in Form einer Produktionsanlage setzt durch die dezentrale Anordnung auf kurze Transportwege der Ausgangs- und Endprodukte. Vorteil ist der Einsatz in Gegenden ohne kostbaren fruchtbaren Boden wie Industriebrachen oder Trockengebiete.
Durch die netzwerkbasierte Anordnung der Bioreaktoren wird eine einfache Skalierbarkeit und Flexibilität bezüglich topografischen Anforderungen gewährleistet.


Der bei der thermischen Verwertung von Klärschlamm entstandene Kohlendioxid, wird mit der phosphorhaltigen Nährstofflösung in die im Reaktor-Dome stehenden Röhren gepumpt, wo mithilfe der Sonnenenergie Fotosynthese stattfindet.
“Geerntet” wird indem das Wasser aus den Röhren gepumpt und in einer Zentrifuge von den Mikroalgen getrennt wird.
Das Wasser wird anschließend wieder für die nächste Charge verwendet und die der Mikroalgenschlamm ist nach dem trocknen in Pulverform bereit für die weiter Verarbeitung.


Eine Anlage der abgebildeten Größe, kompensiert den bei der Verbrennung von Klärschlamm entstandenen Kohlendioxid von etwa 100.000 Menschen. Dabei werden etwa 270 Tonnen proteinreiche Mikroalgen generiert welche als Futtermittel eingesetzt werden können.
In Südamerika produzierter Gen-Soja, der in schädlichen Monokulturen angebaut wird, benötigt für die gleiche Menge im Jahr etwa die 8-fache Fläche.
Somit ist diese Bioraffinerie nicht nur ein effizienter Produzent von Biomasse, sondern kompensiert zusätzlich große Mengen an Kohlendioxid