Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bioreaktor und laserunterstütztes Scherschneidverfahren ausgezeichnet

20.04.2009
Gleich zwei Fraunhofer-Wissenschaftler werden in diesem Jahr mit dem Ferchau-Innovationspreis ausgezeichnet: Der erste Platz - und 10 000 Euro gehen an Prof. Walter Trösch vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart.

Er setzt Photobioreaktoren ein, um CO2 aus Rauchgasanlagen zu binden. 7 500 Euro erhält der Zweitplatzierte: Michael Emonts vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat ein neues laserunterstütztes Scherschneidverfahren entwickelt. Die mit insgesamt 30 000 Euro Preisgeld dotierte Auszeichnung steht unter dem Motto "Technik für die Umwelt" und wird am 20. April auf der Hannover-Messe verliehen.

Abschmelzende Polkappen, ansteigende Meeresspiegel, Überschwemmungen und Dürrekatastrophen - die Folgen des Klimawandels sind eine globale Bedrohung. Hauptverursacher ist das Ansteigen des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts durch die Verbrennung fossiler Energie. Doch es gibt auch Möglichkeiten, den CO2-Gehalt der Luft zu reduzieren. Prof. Walter Trösch, Leiter der Abteilung Umweltbiotechnologie und Bioverfahrenstechnik am IGB in Stuttgart, setzt auf Algen, wenn es darum geht, fossiles CO2 zu binden. Dazu hat er zusammen mit Dr. Ulrike Schmid-Staiger und der Subitec GmbH eine Reaktorplattform entwickelt, mit der sich CO2 aus Rauchgasanlagen verwerten lässt. Eleganter Nebeneffekt: Die Algen produzieren Vitamine und Fettsäuren sowie pharmazeutische Wirkstoffe und liefern regenerative Energien.

Der Folienreaktor funktioniert nach dem Prinzip eines Airlift-Reaktors. Dabei machen sich die Wissenschaftler den Blitzlicht-Effekt zunutze. Denn den Algen reicht es, wenn sie periodisch für kurze Zeit starkem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Dies wird durch eine gezielte Strömungsführung über statische Mischer erreicht. Die Forscher speisen CO2 aus der Verbrennung von Erdgas nach Abkühlung und Kondensatabscheidung direkt als CO2-Quelle in den Photobioreaktor ein, ohne dass dadurch das Wachstum der Algen beeinträchtigt wird. "Unsere Technologie reduziert nicht nur CO2, sie erlaubt es uns außerdem, Algenbiomasse unter Nettoenergieausbeute zu produzieren", sagt Trösch. Der Reaktor selbst wird preisgünstig mittels Tiefziehtechnik aus Kunststofffolie in Form von zwei Halbschalen inklusive der statischen Mischer hergestellt. Mit Hilfe dieser Twin-Sheet-Technik konnte die Firma Subitec GmbH, eine Ausgründung aus dem IGB, die Herstellungskosten für den Photobioreaktor erheblich reduzieren.

"Algen sind eine bislang wenig genutzte natürliche Rohstoffquelle, die zur Lösung von weltweiten Ernährungs- und Gesundheitsproblemen beitragen können", erläutert der Wissenschaftler weiter. "Sie produzieren eine Vielzahl chemischer Grundstoffe mit hohem Wertschöpfungspotenzial für die Pharma- und die Nahrungsmittelindustrie." Etwa natürliches Astaxanthin, ein roter Farbstoff mit antioxidativen und gesundheitsfördernden Eigenschaften, oder die Omega-3-Fettsäure EPA, die essenziell für den Menschen ist: Ein ernährungsbedingter Mangel an EPA wird in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für Zivilisationskrankheiten wie Herzinfarkt und Schlaganfall gebracht. Algen auch als Rohstoffe für die industrielle Biotechnologie oder alternative Energieversorgung dienen.

Laserunterstütztes Scherschneiden
Abdeckungen, Wand- und Dachverkleidungen sowie Automobil- karosserien sind Massenprodukte, die aus Blechbauteilen bestehen. Die Flachbearbeitung der Blechtafeln erfolgt heute mit CNC-Stanz-/Nibbelmaschinen. In einem Arbeitsschritt werden dabei Innen- und Außenkonturen, aber auch Durchzüge, Näpfe oder Sicken zur Versteifung des Blechs gefertigt. Herkömmliche Stanzmaschinen stoßen allerdings an ihre Grenzen, wenn es darum geht, hohe Glattschnittanteile zu realisieren oder große Blechdicken und hochfeste Blechmaterialien zu bearbeiten. Im Normalschneidverfahren kann derzeit lediglich ein geringer Anteil der Blechdicke glatt geschnitten werden, der Rest bricht aus.

Dipl.-Ing. Michael Emonts, Gruppenleiter des Fachbereichs "Faserverbund- und Lasersystemtechnik" am IPT in Aachen hat jetzt ein neues laserunterstütztes Scherschneidverfahren für die Blechbearbeitung entwickelt. Damit erzielen die Experten auch mit herkömmlichen Stanzmaschinen herausragende Schnittflächenqualitäten bei gleichzeitiger Reduzierung des Blechkanteneinzugs. Das war bisher nur mit teuren Spezialmaschinen möglich. Weitere Vorteile: Für den Schneidvorgang werden erheblich geringere Schneidkräfte benötigt. So können wesentlich dickere Bleche als bisher oder auch hochfester Federstahl sowie Titan mit konventionellen Stanzmaschinen bearbeitet werden. Der Lärm der Stanzmaschinen verringert sich von über 90 auf etwa 82,5 Dezibel. Zudem wird der Werkzeugverschleiß deutlich reduziert. Und: Es werden keine Ölschmiermittel gebraucht, das spart Ressourcen und teures Recycling.

Für das lasergestützte Scherschneiden "entfestigen" die Forscher das Blech gezielt in der Scherzone innerhalb weniger Zehntelsekunden durch eine Laserbestrahlung der Blechunterseite, bevor der Schneidstempel auf der Blechoberseite auftrifft. "Der Laser erwärmt die Bleche so gezielt, dass sie sich nicht verziehen. Die Formgenauigkeit wird besser, der Kanteneinzug nimmt ab", erläutert der Experte. Lag beim Scherschneiden von Edelstahl der Glattschnittanteil bisher bei circa 30 Prozent, so lässt er sich jetzt bis auf etwa 90 Prozent steigern, gleichzeitig werden die Schneidkräfte um über 70 Prozent reduziert. Beim Stanzen von Federstahl sind sogar 100 Prozent Glattschnittanteil erreichbar. Bei hochfesten Titanblechen beträgt der Glattschnittanteil etwa 90 Prozent. Herkömmliche Stanzmaschinen können mit einem modularen System-Upgrade schnell um die neuen Fähigkeiten erweitert werden, ohne die Maschinenfunktionalität negativ zu beeinträchtigen.

Der Ferchau-Innovationspreis wurde erstmals 2007 vergeben. In diesem Jahr steht eines der wichtigsten Zukunftsthemen für den Standort Deutschland im Mittelpunkt: Technik für Umwelt. Der erste Platz ist mit 10 000, der zweite mit 7 500 €und der dritte Platz mit 5 000 Euro dotiert. Außerdem werden drei Sonderpreise im Gesamtwert von 7 500 €Euro vergeben. Unterstützt wird Ferchau bei der Neuauflage des Innovationspreises von einer Reihe namhafter Kooperationspartner wie der VDI-Initiative "Sachen machen!", der Fraunhofer-Gesellschaft und dem Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes NRW.

Stefanie Heyduck | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope
20.10.2017 | Freie Universität Berlin

nachricht Gitterdynamiken in ionischen Leitern
18.10.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise