Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Keramische Filtersysteme für Aquafarming in geschlossenen Kreisläufen

12.09.2018

Der weltweit steigende Bedarf an Fisch ist langfristig ohne Aquafarming nicht mehr zu decken. Um dabei die hohen Qualitätsstandards halten zu können, müssen enorme Frischwassermengen bereitgestellt werden. In einem Gemeinschaftsprojekt mit Partnern aus Forschung und Industrie entwickelten Wissenschaftler des Fraunhofer IKTS keramische Filtersysteme, die das Wasser in Aquakulturen nicht nur reinigen, sondern gleichzeitig störende Geruchs- und Geschmacksstoffe adsorbieren.

Die in den letzten Jahren stark wachsende Aquafarming-Industrie bietet nicht nur große Chancen, sondern birgt auch wirtschaftliche und ökologische Probleme. Vor allem der enorme Frischwasserbedarf in geschlossenen Kreisläufen stellt die Betreiber vor einige Herausforderungen.


© Fraunhofer IKTS

Kohlenstoffmodifizierte keramische Membranen ermöglichen eine hocheffiziente Wasserreinigung beim Aquafarming.

So führt die Anreicherung von organischen Verbindungen, die beispielsweise durch die Zersetzung von Tierfäkalien und Futtermittelresten hervorgerufen werden, zu einem erdigen bzw. muffigen Geschmack der schlachtreifen Tiere. Um dieses sogenannte Off-Flavor-Problem zu lösen, müssen die Tiere vor der Schlachtung vier Wochen in einem Becken mit permanenter Frischwasserzufuhr in Trinkwasserqualität gehalten werden. Das ist ökologisch problematisch und wasser-, energie- und kostenintensiv.

Keramisches Filtersystem hält auch winzige Spurenstoff-Partikel zurück

In einem Gemeinschaftsprojekt mit Partnern aus Forschung und Industrie, darunter die Wermsdorfer Fisch GmbH, die Westsächsische Hochschule Zwickau und die Eilenburger Elektrolyse- und Umwelttechnik GmbH, entwickelten Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS um Dr. Burkhardt Faßauer eine neuartige Filtertechnik, die das Wasser in Aquakulturen effektiv reinigt und zusätzlich winzige Spurenstoff-Partikel vollständig adsorbiert.

Herzstück des Filtersystems ist ein Membranadsorber, der auf einer feinfilternden Keramikmembran basiert. Bislang kamen hier Membranen mit nur einem Filterkanal zum Einsatz. Die neu entwickelte Keramikmembran besitzt eine 19-Kanal-Geometrie mit einer um das Zehnfache vergrößerten aktiven Oberfläche und somit entsprechend größeren Filtrations- und Beladungskapazitäten.

Zudem wurde in den Poren der Membran Kohlenstoff infiltriert. Da Kohlenstoff eine hochporöse Mikrostruktur besitzt, können die Adsorbereigenschaften der Membran gesteigert werden. Diese Membrankombination hält somit auch muffige Geruchs- und Geschmacksstoffe zurück, die bislang mit konventionellen Methoden nicht herausgefiltert werden konnten.

Das gereinigte Wasser hingegen lässt die Membran hindurch. Es fließt in Frischwasserqualität zurück in die Fischbecken, was den Frischwasserverbrauch stark reduziert. Ist der Membranadsorber nach längerem Einsatz mit adsorbierten Schmutzpartikeln voll beladen, wird er mit heißem Dampf gereinigt und kann danach wieder verwendet werden.

Praxistest in Aquakulturanlagen

Bislang wurde erfolgreich der Funktionsnachweis des Membranadsorbers im Labormaßstab erbracht. Weiterführende Arbeiten zielen nun auf die Erprobung des Filtersystems in größeren Aquakulturanlagen, bei der eine Wassereinsparung von bis zu 10 000 Liter pro Tonne Fisch zu erwarten ist.

»Dieses keramische Filtersystem liefert einen wesentlichen Beitrag zur Einsparung der Ressource Wasser in der wachsenden Aquafarming-Industrie. Es kann darüber hinaus ein Schlüsselelement zur kosteneffizienten Kreislaufschließung von neuen innovativen Prozessketten wie der Aquaponik sein, bei der Fisch- und Pflanzenproduktion räumlich und verfahrenstechnisch eng miteinander verknüpft werden«, erklärt Dr. Faßauer.

Weitere Informationen:

https://www.dresden.fraunhofer.de/de/events/early_morning_science.html

Dipl.-Chem. Katrin Schwarz | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Gene gegen die Trockenheit
06.12.2019 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Süßkartoffel warnt ihre Nachbarn bei Befall durch einen einzigen Duftstoff
02.12.2019 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

Europäische Union fördert Forschungsprojekt „PredActin“ mit 1,2 Millionen Euro

Aktin ist ein wichtiges Strukturprotein in unserem Körper. Als Hauptbestandteil des Zellgerüstes sorgt es etwa dafür, dass unsere Zellen eine stabile Form...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

Im Focus: Miniatur-Doppelverglasung: Wärmeisolierendes und gleichzeitig wärmeleitendes Material entwickelt

Styropor oder Kupfer – beide Materialien weisen stark unterschiedliche Eigenschaften auf, was ihre Fähigkeit betrifft, Wärme zu leiten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz und der Universität Bayreuth haben nun gemeinsam ein neuartiges, extrem dünnes und transparentes Material entwickelt und charakterisiert, welches richtungsabhängig unterschiedliche Wärmeleiteigenschaften aufweist. Während es in einer Richtung extrem gut Wärme leiten kann, zeigt es in der anderen Richtung gute Wärmeisolation.

Wärmeisolation und Wärmeleitung spielen in unserem Alltag eine entscheidende Rolle – angefangen von Computerprozessoren, bei denen es wichtig ist, Wärme...

Im Focus: Miniature double glazing: Material developed which is heat-insulating and heat-conducting at the same time

Styrofoam or copper - both materials have very different properties with regard to their ability to conduct heat. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz and the University of Bayreuth have now jointly developed and characterized a novel, extremely thin and transparent material that has different thermal conduction properties depending on the direction. While it can conduct heat extremely well in one direction, it shows good thermal insulation in the other direction.

Thermal insulation and thermal conduction play a crucial role in our everyday lives - from computer processors, where it is important to dissipate heat as...

Im Focus: Fraunhofer IAF errichtet ein Applikationslabor für Quantensensorik

Um den Transfer von Forschungsentwicklungen aus dem Bereich der Quantensensorik in industrielle Anwendungen voranzubringen, entsteht am Fraunhofer IAF ein Applikationslabor. Damit sollen interessierte Unternehmen und insbesondere regionale KMU sowie Start-ups die Möglichkeit erhalten, das Innovationspotenzial von Quantensensoren für ihre spezifischen Anforderungen zu evaluieren. Sowohl das Land Baden-Württemberg als auch die Fraunhofer-Gesellschaft fördern das auf vier Jahre angelegte Vorhaben mit jeweils einer Million Euro.

Das Applikationslabor wird im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »QMag«, kurz für Quantenmagnetometrie, errichtet. In dem Projekt entwickeln Forschende von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

11. Tagung Kraftwerk Batterie - Advanced Battery Power Conference am 24-25. März 2020 in Münster/Germany

16.01.2020 | Veranstaltungen

Leben auf dem Mars: Woher kommt das Methan?

16.01.2020 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2020

16.01.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Schneidkopf beschleunigt die Wartung von Hochdruckwasserstrahl-Anlagen und senkt Kosten

20.01.2020 | Maschinenbau

Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

20.01.2020 | Medizin Gesundheit

Plättchen statt Kügelchen machen Bildschirme sparsam

20.01.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics