Ressourcenschonung
Im Anwendungsbereich Ressourcenschonung wollen wir Stoffkreisläufe schließen, indem bisher nicht verwendbare Reststoffe in hochwertige Sekundärrohstoffe oder auch Zwischen- bzw. Endprodukte überführt und so nutzbar gemacht werden. Dabei entwickeln wir neuartige Verfahren und Produkte aus diesen Reststoffen und die dafür benötigten Technologien.
Auch passen wir Herstellungs- und Anwendungsverfahren hinsichtlich der erforderlichen Parameter der Ersatzrohstoffe an oder entwickeln diese gänzlich neu und entwicklen neue Methoden zur Reduktion des Energie- und Materialeinsatzes in bestehenden Produktionsprozessen.
Ressourceneffizienzberatung
Im Rahmen des Förderprogramms für mehr Ressourcenschonung und -effizienz in Thüringer KMU „GreenInvest Ress: Zukunftssichere Produktionsprozesse“ bietet die MFPA Weimar Beratungen für Unternehmen an.
Detaillierte Informationen dazu finden Sie hier >>>
Unsere Teilaufgaben im Bereich Ressourcenschonung
Life cycle material engineering
Nach wie vor besteht erheblicher Bedarf, Herstellungsprodukte ressourcenschonend und umweltfreundlich zu gestalten. Mit zunehmender Anstrengung, Stoff- und Verwertungskreisläufe zu schließen, resultiert zudem häufig die Erkenntnis, dass viele Produkte und Bauteile zwar hinsichtlich ihrer Anwendungseigenschaften und minimalen Herstellkosten optimiert sind, Rückgewinnungs- und Nachnutzungsprozess jedoch oft daran scheitern, dass die Wert- und Rohstoffe aus den zu recycelnden Produkte und Bauteile kaum wirtschaftlich abtrennbar sind.
Wir betrachten alle material- und werkstoffbezogenen Fragestellungen für Produkte und Bauteile über die gesamte Lebensdauer der Produkte von der Rohstoffgewinnung über Material- und Bauteilherstellung, den Anwendungseigenschaften bis hin zum End of life / Second Life Cycles ganzheitlich Dadurch soll bereits bei der Material-/ Bauteilherstellung der Aspekt der Verwertung nach Nutzungsende berücksichtigt werden, wodurch Verwertungsverfahren erst ermöglicht bzw. effizient werden.
Rückgewinnungsverfahren
Die Ausbeutung natürlicher Ressourcen ist oft verbunden mit erheblichen Umweltbelastungen. Einige Rohstoffe verknappen sich zudem spürbar oder stammen aus geopolitisch-kritischen Regionen. Auf der anderen Seite enthalten viele industrielle und kommunale Abfälle wertvolle Wertstoffe, wovon ein großer Teil unwiederbringlich deponiert wird. Grund dafür ist, dass zumeist technologische Lösungen zur Rückgewinnung fehlen oder die vorhandenen Verfahren und Technologien unwirtschaftlich sind.
Wir entwickeln praktikable Herstellungsverfahren und Technologien mit denen zulassungs- und damit marktfähige Produkte aus Ersatz- und Sekundärbaustoffen aus Reststoffen generiert werden können. Dabei setzen wir mit unserer Konzeption Life cycle material engineering auch bereits an den zu verwertenden Produkten und Bauteilen selbst an, um diese überhaupt recycelbar zu machen.
Ersatzstoffe & Rezyklate
Ersatzstoffe und Rezyklate aus Reststoffen können einen nachhaltige Alternative zu natürlichen oder künstlich hergestellten Ausgangsstoffe für unterschiedlichste Herstellungsprozesse sein. Dies schont die natürlichen Ressourcen und reduziert die Umweltbelastung. Allerdings bestehen nach wie vor zu wenige Einsatzmöglichkeiten für Rezyklate, häufig auch deshalb, weil sie sich in der Qualität von den natürlichen Rohstoffen bzw. primär erzeugten Rohstoffen unterscheiden und damit zu einer anderen Produktqualität führen oder sich in den bestehenden Herstellungsprozess aufgrund anderen Verarbeitungseigenschaften nicht identisch verwenden lassen.
Wir arbeiten deshalb an Verfahren, um die Produktqualität der erzeugten Ersatzstoffe bzw. Rezyklate zu erhöhen, so beispielsweise durch eine höhere Sortenreinheit. Zum anderen entwickeln wir technologische Verfahrenslösungen, wie die erzeugten Rezyklate in bestehende Verarbeitungsprozesse zuverlässig eingearbeitet werden können bzw. wir entwickeln dafür gänzlich neue, angepasste Prozesse.
Rückgewinnung von Nährstoffen
Intensive Landwirtschaft benötigt auf der einen Seite eine Vielzahl von Nährstoffen für ein ertragreiches Pflanzenwachstum. Auf der anderen Seite fallen unzählige nährstoffreiche Reststoffe insbesondere aus der Massentierhaltung, die Biogaserzeugung oder der Abwasserklärung und -aufbereitung an. Diese nährstoffreichen Reststoffe wurden zwar bisher zu großen Teilen in der Landwirtschaft verwertet. Allerdings war diese Verwertung wenig an den Nährstoffbedarf der Pflanzen angepasst, so dass eine zusätzliche Düngung mit fehlenden Nährstoffen weiterhin notwendig war und zu viel eingetragene Nährstoffe Böden und Gewässer verseuchen.
Wir holen aus organischen Reststoffen gezielt die wertvollen Nährstoffe heraus oder wandeln diese Reststoffe in standardisierte Düngemittel mit einer boden- und pflanzenspezifischen Nährstoffzusammensetzung um. Neben den wirtschaftlichen Aspekten solcher Rückgewinnungsverfahren steht dabei auch insbesondere die Trennung der Wertstoffe von den Schadstoffen bei uns im Fokus.
Laufende Projekte
Laufende Projekte im Themenfeld Ressourcenschonung
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Prof. Dr. rer. nat. Tom Lahmer
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
Laufzeit
Jan 2021 - Dez 2022
Kurzfassung
Das laufende ZIM-Kooperationsprojekt hat die Zielstellung, photokatalytische Systeme zur Raumluftreinigung hinsichtlich der desinfizierenden Wirkung auf mikrobielle Raumluftbelastungen, wie Viren, Bakterien und Pilzsporen, zu entwickeln. Kern der Entwicklung ist dabei die sinnvolle Verknüpfung der Photokatalyse mittels sogenannter UV-A und UV-C solid state Lichtquellen mit einer mathematischen Modellierung des strömungs- und lichttechnischen Verhaltens der zu entwickelnden Systeme. Diese Kombination erlaubt eine zielgenaue Konzeption sowie einen virtuellen Entwurf und erspart somit zeitaufwendige und kosten-intensive trial-and-error Versuche. Schlussendlich können am Ende des Projektes neue Produkte auf den Markt gebracht werden, die eine wesentliche Verbesserung für die Raumlufthygiene garantieren und damit die Grundlage schaffen, Räume, auch in Zeiten von Pandemien wie der aktuellen Corona-Krise, intensiv zu nutzen. Die prinzipielle Wirksamkeit des Verfahrens wurde durch Vorversuche und vorangegangene Forschungsvorhaben (NaPro, ZIM AIF, Photodetox ZIM AIF) bestätigt. Somit ist dieses Projekt die ergebnisbasierte Weiterführung dieses Forschungsfelds und soll die bisherigen Entwicklungen in das beschriebene System einfließen lassen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger/in
Projektträger Karlsruhe
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Frank Hauser
Partner/innen
Veolia Klärschlammverwertung Deutschland GmbH, Markranstädt
pontes pabuli GmbH, Leipzig
Carbotechnik GmbH, Geretsried
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme lKTS, Dresden
Lufttechnik Crimmitschau GmbH, Crimmitschau
Laufzeit
Jul 2020 - Jun 2023
Kurzfassung
Teilprojekt MFPA : Laborative Entwicklung und analytische Untersuchungen zum Phosphor-Verwertungsverfahren innerhalb der DreiSATS - Konzeption - Phase 1
In dem Teil der Phosphor (P) - Rückgewinnung innerhalb der DreiSATS-Konzeption wollen die Projektpartner eine prototypische Versuchs- und Demonstratoranlage zur Verwertung von Klärschlammaschen nach dem pontes pabuli - Verfahren konzipieren, errichten und daran systematische Versuche und Untersuchungen durchführen. Die MFPA ist dabei Entwicklungspartner und wird die Versuche analytisch begleiten. lm Teilprojekt der MFPA steht die laborative Entwicklung und Untersuchung von Teilprozessschritten des P-Verwertungsverfahrens im Vordergrund. Ziel dabei ist, eine Basis für die Konzeption und den anschließenden Betrieb der Versuchsanlage zu legen. Durch umfangreiche Laboruntersuchungen soll eine Parametermatrix entwickelt werden, die für unterschiedliche Einsatzstoffe und Rezepturen kausale Zusammenhänge der Einflussgrößen auf den Prozess bzw. die Produktqualität und entsprechend die erforderliche Prozessführung aufzeigt.
Weiterhin steht für die MFPA im Teilprojekt die Evaluierung und analytische Untersuchung von Einsatz-, Zwischen- und Endprodukten sowie der Reaktionsabläufe als Aufgabe. Ziel ist dabei die analytische Begleitung der Entwicklung des P-Verwertungsverfahren und die wissenschaftlich-technische Bewertung der Analysen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
ZIM-Kooperationsprojekte
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Gerd Teichert
Partner/innen
OBB Beton und Bau GmbH, Rudolstadt
Makosa Maler Korrosionschutz und Sanierungsgesellschaft mbH, Saalfeld/Saale
Laufzeit
Sep 2019 - Aug 2021
Kurzfassung
Teilprojekt MFPA: Entwicklung eines Werkstoffsystems für Absorberplatten und eines Systems für Fugenmörtel zur Erzielung der angestrebten Schwächungs- und Abschirmeigenschaften auf der Basis werkstoffphysikalischer Betrachtungen und Werkstoffcharakterisierung
Ziel des Projektes ist ein neues Abschirmsystem auf der Basis einer neuen Gene-ration von Absorberplatten, welche die gleichzeitige Schwächung hochfrequenter, elektromagnetischer Felder als auch ionisierender Strahlung (Röntgen- und Gammastrahlung) gestattet. Die zu entwickelnden Absorberplatten sind ein Verbundwerkstoff aus Beton und ferri- bzw. ferromagnetischen Zuschlagstoffen. Der Einsatz weiterer Zuschlagstoffe zur Verbesserung der Zielkennwerte ist zu prüfen. Zur Realisierung der notwendigen physikalischen Effekte sollen primär industrielle Abfallprodukte (z. B. Eisenhüttenschlacken) eingesetzt werden. Die Entwicklung der Werkstoffsysteme für Absorberplatten und Fugenmaterial erfolgt auf der Basis werkstoffphysikalischer Betrachtungen der Wechselwirkung Strahlung/Materie sowie umfassender Werkstoffanalytik und Werkstoffcharakterisierung.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung
„Innovationen für die Energiewende“
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Marie-Christin Langenhorst
Partner/innen
Telux Glasproducts & Components GmbH
Mineralmühle Leun, Rau GmbH & Co. KG
Laufzeit
Jan 2021 - Feb 2024
Kurzfassung
Teilprojekt: Erforschung eines Schmelzbeschleunigers für die Anwendung in der Glasschmelze
Die Glasherstellung ist ein energieintensiver Schmelzprozess. Im Verbundvorhaben sollen Komponenten zur Herstellung von Schmelzbeschleunigern ausgewählt und deren Einsatzmöglichkeiten in Kombination mit Glasgemengebestandteilen erforscht werden. Der Schmelzbeschleuniger soll schwerpunktmäßig auf das Einsatzgebiet der Herstellung von Alkali-Kalk-Gläsern abgestimmt werden. Während der Glasschmelze erfolgt der Einsatz der Beschleuniger vor allem bis zum Erreichen der Rauschmelze. Der Einsatz soll sowohl als Zusatz zu Gemengen aus Glasrohstoffen möglich sein als auch über zusätzliche Dosierung zu speziellen Glasgemengen. Nach bisherigem Kenntnisstand werden Zugaben von 5 bis 15 M.-% Schmelzbeschleuniger, bezogen auf das Glasgemenge, erforderlich. Der Schmelzbeschleuniger ist als Komponentenkombination anzusehen. Er besteht aus Ausgangsstoffen, die nach dem Schmelzprozess im Glasgemenge eingebunden sind. Deshalb dürfen sie die chemische Zusammensetzung des Endproduktes Glas nicht oder nur geringfügig beeinflussen. Für die Herstellung sind speziell ausgewählte und aufbereitete Ausgangsstoffe (Calciumsilicate und –aluminate) vorgesehen. Bestandteil der Herstellung sind weiterhin Granulier-, Misch-, Homogenisierungs- und Agglomerationsprozesse sowie Vorlagerungen zur Funktionalisierung des Beschleunigers. Bereits während der Vorlagerung vor dem Einsatz in der Schmelzwanne soll eine Aktivierung von Gemengebestandteilen (Reaktionen mit Soda, Reaktionen mit Quarzsandoberflächen) erfolgen. Erwartet werden bis 15 % Energieeinsparung für den gesamten Glasschmelzprozess. Weitere Effekte sind höhere Durchsatzmengen bei gleicher Schmelzwannengeometrie, geringere Staubfreisetzungen und eine verringerte Freisetzung von CO2 und flüchtiger Alkalien.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms
Zentrales Innnovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Stefan Helbig
Partner/innen
Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH, Dresden
WEM GmbH Flächenheizung und –kühlung, Urmitz
UdiDämmsysteme GmbH, Chemnitz
Laufzeit
Jan 2020 - Jun 2022
Kurzfassung
Projektgegenstand ist die Entwicklung eines überwiegend auf Holz/Holzwerkstoffen basierten mehrlagigen Wand bzw. Deckenelements mit integrierter hocheffizienter Flächenheiz- bzw. -kühlfunktion. Durch das Element sollen hohe Heiz-/ Kühlleistungen bei einer geringen Spreizung der Vorlauftemperatur realisiert werden. Der Lösungsansatz ist, die geringe Wärmeleitfähigkeit des Holzmaterials durch Einbau wärmeverteilender Komponenten auszugleichen und die Elemente dadurch wärmetechnisch zu optimieren. Das geringe Flächen-gewicht ermöglicht es, großflächige Elemente herzustellen, die rationell mit ge-ringen Arbeitsaufwand verlegbar sind. Hierbei sollen einerseits wieder abnehmbare Deckschichten und andererseits fertig vorgeputzte Deckschichten entwickelt und optimiert werden. Für den Einsatz des Elementes auf der Innenseite von Außenwänden wird das Element rückseitig mit einer komprimierbaren Holzfaserdämmung versehen, wodurch das Element zusätzlich die Funktion einer lnnendämmung besitzt. Im Projekt soll das hygrothermische Verhalten der Elemente mit rückseitiger Dämmung auf Mauerwerk untersucht und durch gezielte Einstellung des Diffusionswiderstands der Deckschichten optimiert werden.
Zusammenfassung der Ergebnisse finden Sie im beigelegten Projektsteckbrief!
Bei Interesse an Informationen zu den Ergebnissen des Projektes wenden Sie sich bitte an die Kontaktadresse im Steckbrief.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
ZIM-Kooperationsprojekte
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dipl.-Ing. Christoph Liebrich
Partner/innen
Grünewald Planen.Bauen.Leben, Scheden
Oberland Fassadensysteme GmbH, Schwanstetten
Alten Ziegelei GmbH & Co. KG, Dassel
Laufzeit
Apr 2021 - Sep 2023
Kurzfassung
Teilprojekt MFPA: Entwicklung von Methoden und Verfahren zur Charakterisierung des
neuen Bauteils (Lehmfassadenplatte) und Bausystems (Lehmfassadensystem) für die Auslegung eines reproduzierbaren Herstellungsverfahrens
Lehm ist ressourcenschonend und ökologisch nachhaltig, weshalb er als Baustoff zunehmend interessanter wird. Im Freien ist die abrasive Verwitterung sehr ausgeprägt, was in einer geringen Langzeitstabilität resultiert. Ziel ist daher die Entwicklung eines neuartigen lehmbasierten Wandsystems mit hoher Witterungsbeständigkeit, das derzeitige Nachteile verfügbarer Lehmbauteile kompensiert. Dieses soll erstmals als lehmbasierte Außenfassade eingesetzt werden können und sich durch eine besonders hohe Lebensdauer von bis zu 10 Jahren auszeichnen. Ermöglicht wird dies durch die Entwicklung einer neuartigen Lehm- und Tonmischungsrezeptur mit möglichst geringer Rissbildung und Wasserdurchlässigkeit sowie hoher Festigkeit. Zur Herstellung eines tragfähigen Wandsystems werden ein nachhaltiges Vakuum-Messverfahren für die Lehmplatten und eine gewichtsoptimierte Trägerkonstruktion zur Aufnahme der Lehmplatten entwickelt. Darüber hinaus wird eine atmungsaktive Lasur zum Schutz der Lehm-Außenwand entwickelt und dazu optimierte Harzformulierungen und Auf-tragungsverfahren erforscht.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
ZIM-Kooperationsprojekte
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dipl.-Ing. Thomas Grützner
Partner/innen
Stadt Waltershausen
Laufzeit
Sep 2020 - Aug 2022
Kurzfassung
Gipsgebundene Mauerwerkssysteme sind innerhalb der historischen Bausubstanz deutlich stärker verbreitet als bis vor wenigen Jahren angenommen. Die für bauliche Instandsetzungen oft eingesetzten Mörtel mit hydraulischen oder latent hydraulischen Bindemitteln bildeten im Kontakt mit gipshaltigem Material (Mörtel bzw. Stein) und Feuchteeinwirkungen Treibmineralien, die zu extremen Bauteilschäden bis hin zur vollständigen Zerstörung eines Bauwerkes führten. Das Forschungsprojekt geht daher von dem Ansatz aus, keine Materialien zu entwickeln, bei denen Unverträglichkeiten zu gipshaltigem Bestand vermieden werden, sondern die Möglichkeiten zu erforschen, Kontakt- und Reaktionszonen zueinander unverträglicher Materialien durch Entkopplung zu verhindern, bei gleichzeitiger Anbindung und Ausbildung eines Mauerwerkssystems aus Bestands- und Instandsetzungsbereichen. Die Validierung der im Labor- und Demonstratormaßstab entwickelten Systeme und Technologien soll im Rahmen des Projektes an zumindest einem Bauwerk mit geeigneten Anwendungsfällen und Instandsetzungsbedarf erfolgen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
ZIM-Kooperationsprojekte
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dipl.-Ing. Heike Dreuse
Partner/innen
V.E.P. Baumaschinen GmbH, Plauen
Laufzeit
Nov 2019 - Jul 2022
Kurzfassung
Ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für Schaumgips und die Umsetzung in ein Gerätesystem, das aus Modulen besteht wird entwickelt. Die Module übernehmen folgende Funktionen:
Modul 1: Kontinuierliche Erzeugung eines Bindemittelleimes aus Gips und Wasser unter Zusatz von Fließmitteln, Verzögerern und ggf. Luftporenbildnern
Modul 2: Schaumgenerator zur kontinuierlichen Erzeugung eines Tensidschaumes mit variierbarer Schaumdichte
Modul 3: Expansionsturbomischer zur kontinuierlichen Vermischung von Tensidschaum und Bindemittelleim aus den Modulen 1 und 2
Modul 4: Förderpumpe zum Transport des frischen Schaumgipses zur Verarbeitungsstelle, Steuer- und Regeleinheit zur Vernetzung der Module 1 bis 4 im Gerätesystem
Die einzelnen Module sollen einzeln steuerbar sein und über eine zentrale Steuereinheit als Gerätesystem vernetzt werden.
Fördermittelgeber/in
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Projektträger/in
Projektleiter/in
M. Eng. Aletta Böcker
Partner/innen
pontes pabuli GmbH, Leipzig
Veolia Klärschlammverwertung Deutschland GmbH (VKD), Markranstädt
Laufzeit
Apr 2021 - Mär 2022
Kurzfassung
Phosphor (P) spielt bei der Nährstoffversorgung der Pflanzen eine lebensnotwendige Rolle. Es sind bereits verschiedene P-Rückgewinnungsverfahren aus Klärschlamm und Klärschlammaschen bekannt, die solche nährstoffhaltigen Reststoffe in Düngemittel oder deren Vorprodukte überführen. Allerdings wird sowohl bei konventionellen, als auch bei Recycling Düngern ein Großteil des zu-geführten Phosphors nicht von der Pflanze aufgenommen.
Im Zuge dieses Projektes soll die Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors durch den „Einbau“ organischer Säuren als Lösungsmatrix und Resorptions-Katalysatoren (Huminsäuren) in die Düngermatrix deutlich verbessert werden. Ziel ist eine um mindestens 20-30 % höhere Effizienz bei der P-Nährstoffaufnahme als bei konventionellen Düngern.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Richtlinie zur Förderung der Forschung (FOR-Richtlinie)
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Saskia Nowak
Partner/innen
F.A. Finger – Institut für Baustoffkunde Bauhaus-Universität Weimar
Hochschule Nordhausen
Institut für Angewandte Bauforschung Weimar GmbH
CASEA GmbH
MUEG Mitteldeutsche Umwelt- und Entsorgung GmbH
Laufzeit
Mai 2021 - Sep 2023
Kurzfassung
Im Vorhaben sollen die Anwendung von Gips als Leichtbaustoff (Einsparung mehr als 50 % des Rohstoffes), die Nutzung von Übergangsgestein (Haldenmaterial) als Baustoff, neue Verwendungsmöglichkeiten von Gipsstäuben aus aufbereiteten Gipsabfällen sowie modulare und nutzungsflexible Gipsleichtbauelemente, die als Bauteil wiederverwendbar sind, untersucht werden. Darüber
hinaus sollen materialseitige Lösungen für konstruktive und rückbaufreundliche Bauweisen, eine materialselektive Trennung, eine uneingeschränkte Recycelbarkeit sowie Kl-Verfahren zur automatischen Sortiertechnik erarbeitet werden.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderprogramm "Innovative regionale Wachstumskerne"
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Marie-Christin Langenhorst
Partner/innen
Laufzeit
Apr 2019 - Mär 2022
Kurzfassung
Durch intensive Landwirtschaft und zunehmende Urbanisierung entstehen weltweit erhebliche Mengen an organischen Reststoffen. Bisher sind diese Reststoffmengen, besonders wenn sie lokal konzentriert auftreten, eine Belastung und mit hohem Aufwand, hohen Kosten und Umweltrisiken verbunden. Ziel des Bündnisses ist die Entwicklung und Verwertung technologischer Lösungen und geschlos-sener Technologie- und Wertschöpfungsketten vom organischen Reststoff bis zum Produkt. Die MFPA wird VP4 schwerpunktmäßig die materialseitige Entwicklungsarbeit leisten. Es sind Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte eingehend zu charakterisieren und zu bewerten, Rezepturen für unterschiedliche Düngerzusammensetzungen zu entwickeln und Möglichkeiten zur elementspezifischen Schwermetallabtrennung zu erarbeiten.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger/in
VDI Technologiezentrum GmbH
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Sandro Weisheit
Partner/innen
Phase 10 Ingenieur- und Planungsgesellschaft mbH, Freiberg
Emil Leonhardt GmbH & Co. KG, Chemnitz
Eviro Elektromaschinenbau & Metall GmbH Eibenstock, Eibenstock
Laufzeit
Jan 2019 - Dez 2020
Kurzfassung
Das Verbundprojekt hat zum Ziel, ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem es möglich ist, Betonelemente herzustellen. Die Besonderheit dieser Elemente besteht darin, dass über den Querschnitt sowohl lastabtragende bzw. wärmespeichernde als auch wärme- bzw. schalldämmende Eigenschaften erzeugt werden sollen. Obwohl im Endprodukt die zuvor erwähnten Eigenschaften voneinander getrennt sind, soll die Herstellung der Elemente in einem Fertigungsgang aus einer Frischbetonmischung möglich sein. In dem neuartigen Lösungsansatz soll eine Separierung unterschiedlich dichter Körnungen in flüssigen Medien ausgenutzt werden. Das Medium ist hier einefließfähige Bindemittelmatrix, welche sowohl ein kontrolliertes Aufschwimmen leichter Körnungen als auch ein bewusstes Absinken schwerer Gesteinskörnungen erlaubt. Das Absinken bzw. Aufschwimmen der unterschiedlichen Körnungen wird durch eine gezielte Verdichtung des Betons nach dem Befüllen der Schalung unterstützt.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des ELER und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft (TMIL)
Richtlinie zur Förderung der Zusammenarbeit in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft in Thüringen
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Peter Kulle
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
Agrargenossenschaft GmbH Reinholterode
Laufzeit
Apr 2019 - Mär 2021
Kurzfassung
Die steigende Nachfrage nach tierischen Nahrungsmitteln in Deutschland und weltweit hat eine Intensivierung der Nutztierhaltung zur Folge. Die Stallhaltung ist mit Emissionen verbunden, die über Lüftungsanlagen in sehr konzentrierter Form ins Freie transportiert werden. Die hauptsächlichen, luftgetragenen Schadstoffemissionen können in chemische und biologische Schadstoffe eingeteilt werden. Nach der TA Luft in der Novellierung von 2015 gibt es Emissionsbegrenzungen für die gefasste Luft von Stallungsanlagen im Hinblick auf Staub und Ammoniak. Weitere relevante Verbindungen, wie Lachgas und Methan als klimaschädliche Gase werden mit herkömmlichen Abluftbehandlungsanlagen nicht oder nicht ausreichend entfernt. Die gesetzlichen Vorgaben zu Bioaerosolen zur Begrenzung mikrobieller Emissionen werden aus seuchenhygienischer Sicht verbindlich. Im geplanten Projekt soll die photokatalytische Oxidation in Bezug auf die Reduktion aller emissionsrelevanten Stoffe inklusive Hygienisierung erstmalig entwickelt und im Labormaßstab erprobt werden. Hierzu muss eine adäquate online Messtechnik mit telemetrischer Datenübertragung für die spätere Demonstrationsanlage entwickelt und erprobt werden.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderprogramm "KMU-innovativ"
Projektträger/in
Projektträger Karlsruhe
Projektleiter/in
M.Sc. Manuel Dutschke
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
Anseros Klaus Nonnenmacher GmbH, Tübingen
Born Ermel Ingenieure, Freital
Bauhaus-Universität Weimar
Laufzeit
Jun 2019 - Mai 2021
Kurzfassung
Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung eines technischen Systems um anthropogene Spurenstoffe durch photokatalytische Oxidation in Kombination mit Ozon aus dem Abwasser zu entfernen. Das Projekt lässt sich dem Schwerpunkt „Nachhaltiges Wassermanagement“ zuordnen. Das Thema anthropogene Spurenstoffe hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Da sich die verschiedenen Analysemethoden in den letzten Jahrzehnten immer weiter verbessert haben, konnten viele Spurenstoffe erstmals im Wasserkreislauf nachgewiesen werden. Dazu gehören verschiedene Industriechemikalien, Biozide, Inhaltsstoffe von Kosmetika und Reinigungsmitteln sowie Humanpharmaka (Kümmerer, 2010). Um einen sicheren und zuverlässigen Abbau von relevanten Spurenstoffen aus dem Abwasser zu gewährleisten, soll in diesem Projekt ein Verfahren zur Anwendung gebracht werden, bei dem Ozonierung und Photokatalyse eingesetzt werden. Die photokatalytische Ozonierung ist aufgrund verschiedener Synergieeffekte eine attraktive Alternative gegenüber den bereits erprobten Verfahren.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger/in
Projektträger Karlsruhe
Projektleiter/in
M.Sc. Manuel Dutschke
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
Hydrotechnik GmbH, Lübeck
IBU-tec advanced materials AG, Weimar
Laufzeit
Apr 2021 - Mär 2023
Kurzfassung
Ziel des Projekts „Solardetox" ist die Entwicklung und Erprobung von schwimmfähigen photokatalytischen Substraten zum Abbau von mineralischen Kohlenwasserstoffen (MKW) im Wassern. Anwendungsbeispiele sind verschmutze Hafenbecken oder belastete Regenrückhalteräume. Es sollen aufgeschäumte Materialien aus mineralischen Werkstoffen (Blähglas, Blähton) mit photokatalyti-
schen Beschichtungen auf Titandioxidbasis versehen werden. Bei der Photokatalyse kann diese Beschichtung durch den UV-A Anteil der Sonnenstrahlung aktiviert werden wodurch reaktive Sauerstoffspezies entstehen (Hydroxylradikale, Superoxidanionen). Durch diese, sowie die direkte Oxidation an Elektronenlöchern im Halbleiterband, können die MlON abgebaut werden. Ziel ist die vollständige kalte Verbrennung der MKW zu Wasser und Kohlendioxid.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des EFRE und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft Richtlinie des Freistaats Thüringen zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation (FTI—Richtlinie)
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
ABS GmbH, 07747 Jena
AI GmbH KVU, 37318 Uder
Laufzeit
Jul 2021 - Jun 2023
Kurzfassung
Teilprojekt: Materialanalyse, bild- und spektralanalytische Untersuchungen und Entwicklung einer Erkennungsalgorithmik für verschiedene Materialgemische
Die hyperspektrale Klassifikation von Objekten, insbesondere im Recycling von mineralischen Roh- und Sekundärrohstoffen erfordern Sensoren und Kameras mit einem erweiterten Analysewellenlängenbereich bis 2200 nm. Die stetig steigende Vielzahl der in verschiedenen Abfallströmen enthaltenen Materialien sowie steigende Anforderungen an die Sortiergeschwindigkeiten erfordern die Entwicklung neuer innovativer Sensor-, Kamera- und Fördertechnik mit hoher Auslesegeschwindigkeit, die für den Dauerbetrieb geeignet. Auch die Erfassung weiterer physikalischer Eigenschaften der Materialien ist Forschungsgegenstand. Ziel des Projektes ist es, spezielle InGaAs-Sensoren im erweiterten Wellenlängenbereich bis zu 2200 nm für hyperspektrale Sensorköpfe für Recyclinganlagen zu entwickeln, anzupassen und in der Praxis zu erproben.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des EFRE und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft (TMIL), Förderung der Zusammenarbeit in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft (LFE)
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Stefan Helbig
Partner/innen
Bauhaus-Universität Weimar, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau
Hoppe Arcitur, Weimar
KeHo Agrarhandel GmbH, Niedertopfstedt
Agrargemeinschaft "Gebirge" e.G., Kleinkröbitz
Laufzeit
Sep 2021 - Feb 2024
Kurzfassung
Ziel des geplanten Kooperationsvorhabens ist es, statisch-konstruktive und bauphysikalische Grundlagen für die Bemessung und Nachweisführung von Strohballenmauerwerk zu erarbeiten. Um dies zu erreichen, ist es unerlässlich, eine Klassifizierung der lastabtragenden Strohballen bezüglich ihrer statisch konstruktiven Eigenschaften vorzunehmen. Ausgangspunkt für eine Klassifizierung sollen vorkonditionierte Strohballen sein, denen definierte Festigkeits- und Formänderungsparameter zugeordnet werden können. Die Konditionierung soll über gezielte Vorbeanspruchungen der Strohballen und einer damit verbundenen Verdichtung und Vorwegnahme zeitabhängiger Formänderungsanteile realisiert werden. Durch die gezielten Vorbeanspruchungen sollen in den Strohballen Ei-genspannungszustände (Vorspannungen) erzeugt werden, die eine Klassifizierung des Wandbaustoffs unabhängig von den Eigenschaften des Ausgangsmaterials ermöglichen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Innovation Strukturwandel
RUBIN – Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Lars Leidolph
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
IVOC GmbH, Jena
Laufzeit
Sep 2021 - Mär 2022
Kurzfassung
Durch das Bündnis PhoTech wird eine technologische Plattform auf der Basis neuartiger Verfahrenskombinationen und Anwendungsansätze zur Implementierung von photonischen Verfahren zur Luftreinigung und Luftdesinfektion implementiert, wodurch hocheffiziente Reinigungsmodule anwendungsspezifisch modifiziert oder entwickelt werden können. Dazu sollen die innovativen Einzeltechnologien der Partner zu noch effizienteren und holistischen Gesamtsystemen vereint werden, die mehr Vorteile und Wertschöpfung bieten, als die jeweils einzelnen Technologien und eine einfache Adaption für viele Anwendungsbereiche ermöglicht. Innerhalb der Konzeptphase sollen dabei folgende wesentliche Ziele erreicht werden. Zum einen soll ein zukunftsfähiges Ge-samtkonzept für die Weiterentwicklung von photonischen Verfahren zur Reinigung von Stadtluft, lnnenraumluft und industrieller Abluft erstellt werden. Die Konzeptphase muss dabei in einer lnnovationsstrategie münden, welche das PhoTech Bündnis mit den Bündnispartnern und externen Akteuren in diesem Feld verknüpft. Das zu erstellende Konzept für das Bündnis PhoTech soll den Weg aufzeigen, wie die bereits bestehenden wissenschaftlichen und technischen Kompetenzen in der Region gebündelt werden können, um die regionale lnnovationsfähigkeit der Partner signifikant zu stärken.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Luise Göbel
Partner/innen
F.A. Finger – Institut für Baustoffkunde Bauhaus-Universität Weimar
Hochschule Nordhausen
Institut für Angewandte Bauforschung Weimar GmbH
Laufzeit
Mai 2020 - Sep 2023
Kurzfassung
Das Projektziel besteht in der Entwicklung von neuen Baustoffen und Bauteilen mit reduziertem Calciumsulfatbindemittelanteil auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen und mineralischen Sekundärrohstoffen. Diese Stoffe sollen den Ausgangspunkt für neue Kompositmaterialien, wie beispielsweise Wandelemente auf Basis von Gips-Holz-Gemischen, Gips-Hanfhäcksel-Gemischen oder Gips-Papier-Gemischen, darstellen. Zusätzlich kann der Einsatz von mineralischen Sekundärrohstoffen zur Substitution von Gips bei gleichzeitiger Einsparung von Deponieraum beitragen. Die Entwicklung der neuen Materialsysteme erfolgt sowohl unter der Durchführung einer umfassenden experimentellen Charakterisierung als auch auf Basis von semi-analytischen Prognosemodellen, die das Materialverhalten computergestützt abschätzen können.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V., Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA)
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Andreas Diemar
Partner/innen
Laufzeit
Okt 2019 - Sep 2021
Kurzfassung
Durch das thermochemische Wärmebehandlungsverfahren Einsatzhärten ist es möglich, die Dauerfestigkeit von Stahlbauteilen signifikant zu erhöhen.
Derzeit werden die Zielgrößen der Einsatzhärtung, wie die Aufkohlungs- und Einsatzhärtungstiefe sowie die Randhärte, empirisch anhand der Bauteilgeometrie festgelegt. Diese empirischen Zielgrößen bilden die Basis für die Ermittlung notwendiger Prozessparameter des Einsatzhärtens, wie den Kohlenstoffpegel und die Aufkohlungszeiten bei gegebener Aufkohlungstemperatur.
Forschungsziel war, die bisherige empirische Festlegung von Zielgrößen für das Einsatzhärten durch ein geschlossenes Konzept numerisch basierter beanspruchungskontrollierter Kohlenstoff- und Härteprofile zu ersetzen. Auf der Basis dieser Profile werden dann die notwendigen Prozessparameter ermittelt. Die Berücksichtigung des Einflusses des konkreten Bauteilbeanspruchungszustandes auf die Zielgrößen der Einsatzhärtung im geschlossenen Konzept ermöglicht zusätzlich eine Optimierung der Prozessparameter. Die optimierten Prozessparameter reduzieren notwendige Prozesszeiten (Aufkohlungs- oder Prozessdauer) sowie den Energiebedarf und erhöhen damit die Effizienz des Einsatzhärtens signifikant.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
M.Sc. Manuel Dutschke
Partner/innen
Advanced Optics Solutions GmbH (AOS), Dresden
VERROTEC GmbH, Mainz
Laufzeit
Jan 2020 - Sep 2022
Kurzfassung
Das geplante Projekt hat die Zielstellung, ein kompaktes, energieautarkes System zur Grundwasserbehandlung mittels AOP Verfahren (Advanced Oxidation Processes) zu entwickeln.
Kern der Entwicklung ist dabei eine sinnvolle Variation aus Druckluftausblasen der leichtflüchtigen, organischen Komponenten und photokatalytischer Behandlung der Abluft und weiter Behandlung der schwerflüchtigen organischen Wasserverunreinigungen mittels der Kombination von photokatalytischer Oxidation mit Ozon als Booster.
Die Energieversorgung des Systems soll dabei mittels Photovoltaik in Kombination mit Energiespeicher erfolgen, so dass das System ohne elektrische Infrastruktur in abgelegenen geografischen Lagen betrieben werden kann. Die prinzipielle Wirksamkeit des Verfahrens wurde durch Vorversuche und vorangegangene Forschungsvorhaben (NaPro, AIF, Photodetox AIF) bestätigt. Somit ist dieses Projekt die ergebnisbasierte Weiterführung dieses Forschungsfelds und soll die bisherigen Entwicklungen in das beschriebene System für die Grundwassersanierung einfließen lassen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF); Forschungsgemeinschaft der Gipsindustrie e.V
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Stefan Helbig
Partner/innen
Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme iKTS, Dresden
Laufzeit
Dez 2019 - Mai 2022
Kurzfassung
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Feuchte-Monitorings in Estrichen vom Beginn der Herstellung bis zur Belegreife. Zuerst wird die erforderliche Porenstruktur der Sensorkeramik unter Anwendung theoretischer Zusammenhänge zwischen Porenvolumen-Verteilung und Feuchtespeicherfunktion definiert um die gewünschte Sensitivität der Porenkeramik für Calciumsulfat-Estriche zu erreichen. Danach wird die Keramik nach den theoretischen Vorgaben für deren Porosität (von nm bis m) entwickelt und für mehrere Keramikarten mehrere Chargen mit definierter Porenverteilung gefertigt. Die Wechselwirkung der Keramik mit flüssigem Estrich wird untersucht. Mit einer geeigneten Porenkeramik wird ein Demonstrator aufgebaut und getestet. Als angestrebtes Ergebnis liegt nach dem Vorhaben eine Sensorkeramik mit definierter Porosität und Feuchtespeicherung vor, die für Hersteller von Sensoraufbauten als sensitives Material für Monitoring-Systeme in Calciumsulfat-Estrichen dienen kann. Diese Keramik soll ohne aufwändige zusätzliche Kalibrierung den Trocknungsfortschritt hinreichend genau bestimmen und den Richtwert der Belegreife anzeigen können. Durch Monitoring mit eingebetteten Sensoren sollen zukünftig Bauschäden und wirtschaftliche Schäden durch Bauzeitverzug vermieden werden und Probleme während der frühen Phase der Trocknung rechtzeitig erkannt und abgestellt werden.
Zusammenfassung der Ergebnisse finden Sie im beigelegten Projektsteckbrief!
Bei Interesse an Informationen zu den Ergebnissen des Projektes wenden Sie sich bitte an die Kontaktadresse im Steckbrief.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF); Forschungsgemeinschaft der Ziegelindustrie e.V.
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Ralf Wagner
Partner/innen
Institut für Ziegelforschung Essen e.V.
Laufzeit
Nov 2019 - Dez 2022
Kurzfassung
Moderne Ziegel weisen komplexe Materialmischungen mit verschiedensten Zusatzstoffen und einen innovativen Produktionsprozess auf. In der Aufbereitung werden die Rohstoffkomponenten zerkleinert, gemischt und eine geeignete Plastizität für die Formgebung eingestellt. In allen Bereichen der Aufbereitung spielt Wasser eine bedeutende Rolle, besonders für den Tonaufschluss und der Plastizitätsregulierung. Derzeitig ist eine kontinuierliche Feuchtebestimmung mit den vorhandenen Messverfahren nicht möglich. Ziel des beantragten Projektes ist es, eine onlinefähige Feuchtemessung für die Ziegelproduktion zu ermöglichen, um die Feuchte in den Ausgangsmaterialien kontinuierlich und dichteunabhängig zu erfassen. Dadurch werden eine gleichmäßige Plastizität am Extruder und eine texturarme Formgebung möglich, wodurch Ausschuss durch Bruch reduziert und Trocknungsenergie eingespart wird. Den kmU (keramische Industrie, Messtechnikhersteller) kommt nahezu der alleinige Nutzen dieses Projektes zu. Auf Basis dielektrischer Mess-methoden soll das Feuchtemessgerät für die inhomogenen Ausgangsmaterialien entwickelt werden. Dafür werden Sensoren für ein Mehrparameterverfahren erarbeitet, die die spektralen Eigenschaften der Permittivität ausnutzen. Eine breitbandige Bestimmung der Permittivität definiert die Frequenzbereiche, indem die physikalischen Einflussgrößen Dichte und Feuchte ihre größte Sensitivität unabhängig voneinander aufweisen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse und der Definition der speziellen Anforderungen der Ziegelindustrie, sollen geeignete Sensoren mit Hilfe simulativer Werkzeuge designet werden. Es sind Auswertealgorithmen für das Mehrparameterverfahren zu erarbeiten. Zusammen mit einer Mikrowellenelektronik werden Sensor und Auswertealgorithmus in einem Laboraufbau realisiert und erprobt. Es werden Kalibrierungen erstellt und die erarbeiteten Anforderungen an das Messsystem überprüft. Ein Demonstrator erprobt die kontinuierliche, onlinefähige Feuchtemessung Vor Ort.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF)
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Sandro Weisheit
Partner/innen
Forschungsgemeinschaft Mineralische Rohstoffe e.V. – FG MIRO
Laufzeit
Jul 2019 - Jun 2022
Kurzfassung
Bei der Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) reagieren unterschiedliche Formen der Kieselsäure aus den Gesteinskörnungen mit Alkalien, welche zunächst vor allem mit dem Zement eingetragen werden. Da durch das Ausbringen von Streusalz auch Alkalien von außen in den Beton eingebracht werden können, sind vor allem Bauwerke des Betonstraßenbaus von der AKR betroffen. Neben Bauwerken des Wasserbaus und des Ingenieurhochbaus sind insbesondere auch Start- und Landebahnen von Flugplätzen von einer betonschädigenden AKR betroffen. Ergebnisse aus verschiedenen deutschen und europäischen Projekten zeigen deutlich, dass es bei der Einstufung von Gesteinskörnungen mit Hilfe des 60°C-Betonversuches zum Teil zu Diskrepanzen gegenüber dem Referenzverfahren aus Deutschland (40°C-Nebelkammerlagerung) kommt. Ein Bewertungshintergrund des zeitlich verkürzten 60°C-Betonversuches, welcher nicht auf die gesteinsspezifischen Besonderheiten im gesamtdeutschen Raum abgestimmt ist, kann sich wirtschaftlich immens auf die Kies- und Sandindustrie negativ auswirken. Aus diesem Grund sollen die derzeitig gültigen Bewertungskriterien durch eine Erweiterung der Datenbasis angepasst werden. Für die KMU der Gesteinsindustrie ist eine Prüfmethode, mit welcher nach bereits wenigen Tagen Prüfzeit eine Aussage zur Alkalibeständigkeit Ihrer Gesteinskörnungen zielsicher getroffen werden kann, von enormer wirtschaftlicher Bedeutung.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF)
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Ralf Wagner
Partner/innen
Institut für Ziegelforschung Essen e.V.
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik
Laufzeit
Jan 2020 - Dez 2022
Kurzfassung
Die intermittierende Mikrowellentrocknung kann derzeit als einziges alternatives Verfahren die rein auf fossilen Brennstoffen basierende konvektive Trocknung in der Ziegelindustrie ablösen und zu einer Verkürzung der Trocknungsdauer bei gleichzeitiger energetischer Optimierung des Prozesses beitragen. Der im Vergleich zur konvektiven Trocknung um ein Vielfaches effizientere Energieeintrag ermöglicht sehr hohe Verdampfungsgeschwindigkeiten und bedarf daher einer gut optimierten Regelung. Andernfalls würden die hohen Dampfdrücke zur Zerstörung der Ziegelrohlinge führen. Die Prozessteuerung muss auf den zeitlich veränderlichen und beiderseitig gekoppelten Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen im Inneren der Ziegel basieren. Bisher existieren aber keine belastbaren Daten an Hand derer dies realisierbar ist. Ziel des Projektes ist es, auf Grundlage der Materialeigenschaften und experimentbasierter Berechnungsmodelle die intermittierende Mikrowellentrocknung so weit zu entwickeln, dass sie als Verfahrensschritt für die Ziegelindustrie und somit als ein alternatives Trocknungsverfahren zur Verfügung steht. Zur Beschreibung des Trocknungsprozesses sollen elektrodynamische und thermodynamische Modelle formuliert und miteinander gekoppelt werden. Für die Modellformulierung und deren Validierung werden Experimente in einem absatzweise betriebenen Mikrowellentrockner stattfinden. Außerdem ist eine vollständige Charakterisierung sowohl der Ziegelrohlinge wie auch der fertig getrockneten Produkte vorgesehen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektträger/in
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF)
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
Institut für Ziegelforschung Essen e.V.
Laufzeit
Dez 2021 - Nov 2023
Kurzfassung
Im Projekt sollen Erkennungsroutinen und Algorithmen für eine zuverlässige Unterscheidung von verschiedenen Ziegelarten (z.B. Hochloch-, Vormauer-, Dachziegel, hoch- und niedriggebrannte Ziegel) auf Basis optischer Merkmale entwickelt werden. Anhand von Bildanalyse und hyperspektraler Bildinformationen wird unter Anwendung maschineller Lernverfahren und neuronaler Netz-
werkstrukturen eine Algorithmik zur Unterscheidung unterschiedliche Ziegelarten entwickelt. Dies erfolgt an anwenderorientierten Proben, die innerhalb einer Datenbank stofflich, bildanalytisch und spektral erfasst werden. Die zu entwickelnde Erkennungsroutine sollen sich auf Ziegelpartikel mit einer Partikelgröße von 2 bis 8 mm beziehen. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der Aussortierung von Störstoffen. Ziel des Projektes ist die Entwicklung der geräte-,software- und erkennungstechnischen Grundlagen für ein optisches Erken-
nungsverfahren im Labormaßstab. Dadurch wird Basiswissen für die Entwicklung neuer Sortierverfahren geschaffen sowie auch für neue Verwertungswege und verbesserte Recyclingbaustoffe. Von den geplanten Forschungsergebnissen können perspektivisch in KMUs der Ziegelindustrie, der Baustoffrecyclingindustrie und Hersteller von Sortiermaschinen profitieren. Weiterhin werden Kreislauffähigkeit und Nachhaltigkeit bei der Beschaffung, Verwendung und Behandlung von Rohstoffen gefördert.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Saskia Nowak
Partner/innen
CASEA GmbH
Laufzeit
Jan 2022 - Dez 2023
Kurzfassung
Im Teilvorhaben der MFPA soll der Einfluss der RC-Gipsbindemittelzugabe auf die Additivwirkungen im Putzgipsbinder und im Gipsputzmörtel mittels spezieller Analysetechniken untersucht und der Mechanismus der zugrundeliegenden Einflussnahme verstanden werden. Ziel ist, die Additive so auszuwählen und miteinander zu kombinieren, dass die geforderten Eigenschaften des Putzmörtels erreicht werden können. Darüber hinaus werden Stoffflüsse hinsichtlich ihrer Veränderung gegenüber marktüblichem Gipsputz analysiert und ökologisch betrachtet. Es soll gezeigt werden, dass sich der zusätzliche Aufwand der Aufbereitung zum Recyclinggips gegenüber der erhaltenen Rohstoffeinsparung amortisiert. Die positiven Aspekte der RC-Gips-Nutzung sollen quantitativ und qualitativ dargestellt werden können und so zu einer breiteren Akzeptanz des nachhaltigeren Bauproduktes beitragen.
Fördermittelgeber/in
DFG
Projektträger/in
DFG
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
Laufzeit
Mai 2022 - Apr 2025
Kurzfassung
Ansatz des hier beantragten Projektes ist es, neueste analytische Methoden (hochauflösende, tomografische, elektronenmikroskopische Analyse, Laserablation und NNI) und mikromechanische Modellierung zu kombinieren. Dadurch ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften, die Struktur und die Phasenzusammensetzung der ITZ in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern in völlig neuer Qualität zu untersuchen. Die ermittelten experimentellen Ergebnisse finden direkten Eingang in die mikromechanische Modellierung. Durch dieses kombinierte Vorgehen ist es möglich, die Eigenschaften der R-Betone grundlegend zu verstehen und vorhersagbar zu machen. Aus den gewonnenen Informationen können Schlussfolgerungen zu den Einflüssen verschiedener Eigenschaften der Rezyklate auf die Bildung der ITZ und zur besseren Aufbereitung und Vorbehandlung der GK gezogen werden. Anhand der mikrostrukturellen Erkenntnisse sollen Variationen im makroskopischen Materialverhalten der Betone erklärt werden können. Die experimentellen Arbeiten bilden die Grundlage, in deren Folge ein mehrskaliger Modellierungsansatz entwickelt werden soll. Im Gegensatz zu empirischen Ansätzen, die für verschiedene Materialien neu kalibriert werden müssen, erlaubt eine Mehrskalenmodellierung die allgemeinere Anwendung auf unterschiedliche R-Betonarten.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Innovation Strukturwandel
RUBIN – Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
SQB GmbH, Ilmenau; TU Ilmenau; Fraunhofer IOF, Jena; 3plusplus GmbH, Suhl; AIM Micro Systems GmbH, Triptis; InfraTec GmbH, Dresden; LUCAS instruments GmbH, Jena; Vision & Control GmbH, Suhl; Zentrum für Bild- und Signalverarbeitung e.V., Ilmenau; Sielaff Software und Service GmbH & Co. KG, Ilmenau; TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH, Ilmenau
Laufzeit
Apr 2022 - Mär 2025
Kurzfassung
Es wird eine Methode zur Ermittlung des Wassergehaltes an rezyklierten Ge-steinskörnungen mittels NIR / SWIR entwickelt, was zukünftig wichtig für die Bestimmung der Kernfeuchte von Rezyklaten sein wird. Bezüglich der am besten geeigneten Aufnahmevariante für die Partikel werden vergleichende Untersuchungen zur Freifall- und Aufbandaufnahme und zur Vereinzelungstechnik vorgenommen, so dass Bewertungskriterien abgleitet werden können. Zusätzlich sollen auch Grundlagenuntersuchungen zur Erkennung von Feinkorn im Größenbereich zwischen 1-4 mm durchgeführt werden. Alle anderen Untersuchungen werden an Partikeln der Größe 4-16 mm durchgeführt. Anhand von hyperspektralen Bildaufnahmen werden verschiedene Erkennungsroutinen des maschinellen Lernens (ML), des Deep Learnings (DL) sowie auch Kombinationen aus Verfahren des maschinellen Lernens (ML) und tiefen neuronalen Netzwerken (DL) getestet und gegenübergestellt. Die gewonnenen Ergebnisse werden den mit klassischen Erkennungsverfahren berechneten verglichen. Weiterhin wird untersucht, ob aus den spektralen und den 3D-Bildinformationen stoffliche Eigenschaften, wie E-Modul usw. ableitbar sind.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des ELER und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft (TMIL)
Richtlinie zur Förderung der Zusammenarbeit in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft in Thüringen
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Peter Kulle
Partner/innen
Lynatox GmbH, Ohrdruf
Agrargenossenschaft GmbH Reinholterode
Institut für Umweltmedizin Mikrobiologisches Labor, Erfurt
Laufzeit
Jan 2012 - Dez 2024
Kurzfassung
Ziel des Projektes ist, das auf photokatalytischer Oxidation aufbauende Abluftreinigungssystem mit dem Charakter Funktionsmuster aus dem Vorprojekt CLEAN AIR, weiterzuentwickeln und im realen „Stalllabor“ zu testen. Hierbei fungiert der konkrete Stall als ausgelagertes Labor, da die komplexe Zusammensetzung der Stallabluft, insbesondere die Staubbelastung und die Belastung mit Bioaerosolen nicht im Labor nachgestellt werden kann. Das Upscaling soll die Weiterentwicklung des Funktionsmusters ermöglichen (Prototyp). Alle bisherigen Versuchsmuster der Katalysatoren und neuartigen Helixreaktoren haben den Labormaßstab noch nicht verlassen. Über
Prozessmodellierungen soll ein minimaler Energiebedarf ermittelt werden. Die Untersuchungen zur Abluft aus Schweineställen sollen um Ställe mit Einstreu- sowie ggf. Geflügelhaltung ergänzt und eine hohe Abbaueffizienz des Photokatalysesystems durch geeignete Vorbehandlungsverfahren unterstützt werden. Offene Fragen wie die Bildungsrate von molekularem Stickstoff, Gehalte anthropogener Spurenstoffe in der Stallabluft, die Desinfektionsleistung hinsichtlich multiresistenter Keime mittels qPCR Analytik und experimentelle Strömungsberechnungen sind zu klären.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung „Förderaufruf
Ressouceneffizienz im Kontext der Energiewende“
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Anne Tretau
Partner/innen
VDZ Technology gGmbH, Düsseldorf
Polysecure GmbH, Freiburg
TBR GmbH, Teltow
informbeton GmbH, Schwepnitz
Laufzeit
Jun 2022 - Mai 2025
Kurzfassung
Ziel des Projektes ist es, durch ein mikrostrukturbasiertes Design einen „Romanbeton“ mit individuellen Materialpass herzustellen. Der sogenannte Romanbeton soll durch die Wiederverwertung von Mauerwerksbruch in Form von Ziegelmehl und Ziegelgesteinskörnung hergestellt werden. Die Entwicklung soll auf rezyklierten Ziegelvarietäten basieren, die durch eine hyperspektrale Sortierung sehr viel effizienter und stoffspezifisch verwertet werden könnten. Durch das neuartige Sortier-verfahren wird erstmalig die Trennung zwischen niedriggebranntem, reaktiven Ziegelmehl und hochgebrannter, nicht reaktiver Ziegelgesteinskörnung möglich. Durch das mikrostrukturbasierte Design werden die Eigenschaften gezielt nutzt, um einen nachhaltigen und nachverfolgbaren Romanbeton herzustellen. In der Energieforschung sind der Ressourceneinsatz des Massenbaustoffs Beton und der damit verbundene Primärenergieeinsatz untrennbar. Der kritische und weltweit stark nachgefragte Rohstoff Sand sowie die zukünftig nicht ausreichenden Betonzusatzstoffe Steinkohlenflugasche und Hüttensandmehl werden durch Ziegelmaterialien substituiert. Für die Herstellung von Romanbetonen ergeben sich ein geringerer Gesamtenergieverbrauch im Vergleich zu Primärbaustoffen und damit eine Minderung der Treibhausgasemissionen. Der Einsatz von Markern ermöglicht erstmals die physikalische Korrelation zwischen Baumaterialien und einem in einer Datenbank hinterlegten digitalen Zwilling bzw. „Material Passport". Der Innovationsgrad ist durch die Sektorenkopplung und die Digitalisierung im Bereich der Ressourceneffizienz hoch. Im Fokus steht die Integration der multimodalen Bildgebung in Verfahren der Wertstoffverwertung zur Weiterentwicklung der Kreislaufwirtschaft. Die Digitalisierung wird durch den Einsatz innovativer Verfahren der hyperspektralen Bildverarbeitung und der künstlichen Intelligenz in Sortierverfahren vorangetrieben.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
ZIM-Kooperationsprojekte
Projektträger/in
AiF Projekt GmbH
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Katja Nicolai
Partner/innen
XERION Berlin Laboratories GmbH
Laufzeit
Jul 2022 - Jun 2024
Kurzfassung
Das Kooperationsprojekt hat die Zielstellung, die extrusionsbasierte additive Fertigung von Materialien wie Metallen und Keramiken sowie Materialverbünde, sogenannte Multimaterialien, sichtbar zu beschleunigen und den sonst üblichen Trial-and-Error Aufwand durch Methoden der künstlichen Intelligenz stark zu reduzieren. Dafür wird in dem Projekt ein Mapping erarbeitet, welches Material, Ausgangsgeometrie sowie Prozessparameter mit den Produkteigenschaften verknüpft. Unter den Prozessparametern sind Einstellungen der Extrusion sowie der thermischen Nachbehandlung (Entbindern und Sintern) zu listen. Funktionale Abhängigkeiten sind speziell bei neuer Materialwahl nicht immer klar und müssen über ein intensives Fertigungs- und Analyseprogramm erarbeitet werden, welches ein Kernthema dieses Projektes ist. Die verfolgten Extrusionsverfahren, Fused Deposition Modelling (FDM) und Composite Extrusion Modelling (CEM) sind innovative Verfahren auf dem Markt und versprechen im Vergleich zu laser-basierten additiven Fertigungsverfahren deutlich geringere Investitionskosten, eine höhere Materialflexibilität sowie die Chance, Materialverbünde in einem Prozessschritt zu erstellen.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Prof. Dr.-Ing. habil. Carsten Könke
Partner/innen
Bauhaus-Universität Weimar
Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM, Freiburg
Richard Bergner Holding GmbH & Co. KG, Schwabach
Context AG, München
KET Karosserie Entwicklung Thurner GmbH, München
Bertrandt Ingenieurbüro GmbH, München
Laufzeit
Dez 2021 - Nov 2024
Kurzfassung
Eine Zielstellung im Verbundvorhaben ist die Entwicklung einer Familie von adaptiv anpassbaren Dissipationselementen, welche mittels gezielt aktivierten Reibungsef-fekten Bewegungsenergie dissipieren und damit mechanische Schwingungen dämpfen. in diesem Teilvorhaben werden numerische Modelle zur Simulation dieser Reibelemente entwickelt. Ein erster Schritt bildet dabei die Formulierung eines generischen Materialmodells. Dieses soll in der Lage sein, beliebige Hysteresefunktionen für die Bestimmung der Reibungsdämpfung abzubilden und so eine quantitative Prognose der Energiedissipation in schwingenden Strukturen ermöglichen. Zu-sätzlich zur Entwicklung der Materialgesetze werden geeignete Elementformulierungen für die numerische Modellierung der Fügestellen erarbeitet. Die Ergebnisse der neuen Materialmodelle sowie der entwickelten physischen Prototypen (aus anderen Teilvorhaben) werden kombiniert und in ein konkretes Strukturmodell implementiert, das in einer Finite-Elemente-Umgebung angewendet werden kann. Die Energiedissipation soll dabei in zwei bzw. drei Raumrichtungen unabhängig voneinander und von anderen Materialeigenschaften (wie z.B. der Steifigkeit) steuerbar sein. Um das Potential der entwickelten Technologie voll auszuschöpfen, wird zusätzlich ein Optimierungsalgorithmus entwickelt, der die günstigsten Positionen der dissipativen Verbindungselemente im Hinblick auf maximale Energiedissipation ermittelt. Dies erfolgt in einem mehrstufigen geschachtelten Optimierungsverfahren, in dem zwischen Optimierungsschritten zur Gewichtsreduktion und Optimierungsschritten zur Schwingungsreduktion iterativ gewechselt wird.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Prof. Dr.-Ing. habil. Carsten Könke
Partner/innen
Institut für Angewandte Bauforschung gGmbH, Weimar
Bauhaus-Universität Weimar, F.A. Finger-Institut für Baustoffe
Laufzeit
Dez 2021 - Nov 2024
Kurzfassung
Das Bündnis RENAT.BAU betrachtet das Bauen erstmals konsequent und über gesamte Stoffströme, Lebenszyklen und Wertschöpfungsketten. Im Strategieprojekt steht als übergreifendes Ziel die Untersetzung und Fortschreibung der übergeordneten Entwicklungsstrategie für das Bündnis, die Entwicklung einer Umsetzungsstrategie für den RENAT.BAU-Förderverein und das
RENAT.BAU –Kompetenzzentrum, die Ableitung einer Aus- und Weiterbildungsstrategie sowie die Entwicklung einer Kommunikationsstrategie. Durch das Verbundvorhaben erfolgen eine bündnisübergreifende Formung der Innovationsstrategie und ein lnnovationscoaching zur kontinuierlichen Evaluierung und Schärfung der Strategieschwerpunkte und Lösungsansätze/Projekte in den In-novationsfeldern durch bündnisübergreifende Recherchen (wie Literaturrecherchen, Patentrecherchen. wirtschaftliche Recherchen zum Innovationsfeld, Marktbeobachtungen, Recherchen zur gesellschaftlichen Akzeptanz) sowie Monitoring der Bündnisaktivitäten und Bewertung der erzielten Effekte.
Fördermittelgeber/in
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Innovation Strukturwandel
RUBIN – Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation
Projektträger/in
Projektträger Jülich
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
SQB GmbH, Ilmenau; TU Ilmenau; Fraunhofer IOF, Jena; 3plusplus GmbH, Suhl; AIM Micro Systems GmbH, Triptis; InfraTec GmbH, Dresden; LUCAS instruments GmbH, Jena; Vision & Control GmbH, Suhl; Zentrum für Bild- und Signalverarbeitung e.V., Ilmenau; Sielaff Software und Service GmbH & Co. KG, Ilmenau; TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH, Ilmenau
Laufzeit
Sep 2022 - Aug 2025
Kurzfassung
Ziel ist es, materialtechnische Grundlagenuntersuchungen für ein völlig neuartiges Analyse- und Prüfsystem für rezyklierte Gesteinskörnungen durchzuführen. Im Teilprojekt werden die baustoff- und materialtechnischen Kennwerte von Probematerialien ermittelt und systematisiert. Für die Entwicklung einer Erkennungsroutine soll auf eine Datenbank zurückgegriffen werden können, in der die stofflichen und spektralen Charakteristika und deren Variationsbreite für eine Vielzahl an Baustoffen und Kunststoffen enthalten sind.
Dafür werden zunächst geeignete Proben zusammengestellt und aufbereitet. Im Anschluss daran erfolgt die stoffliche und spektrale Charakterisierung. Dabei sollen auch neue Baustoffe, wie wie z.B. Carbonbeton, Carbonfasern und weitere Verbundbaustoffe mit einbezogen werden. Alle Ergebnisse werden in geeigneter Form archiviert. Um die optisch ermittelten 3D-Kennwerte entsprechend in Masseprozent umrechnen zu können, sind grundlegende Untersuchungen zu einer Modellentwicklung für die materialabhängige
Massenermittlung aus dem 3D-Kubus anzustellen. Hinsichtlich der Datenanalyse führt die MFPA chemometrische Auswertungen und der Bewertung der spektralen Daten durch. Nach dem Aufbau des Demonstrators werden Untersuchungen des Einflusses von materi-
albedingten Störgrößen (Partikelgröße, Materialfeuchtigkeit, Oberflächenbenetzung, Staubanhaftungen, …) auf die Erkennungsraten durchgeführt. Begleitend wird eine Marktrecherche und -beobachtung bezüglich der Kreislaufwirtschaft und des Recyclingprozes-
ses erstellt.
Fördermittelgeber/in
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Projektträger/in
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Projektleiter/in
Dipl.-Ing. Heiko Beinersdorf
Partner/innen
Institut für Strukturmechanik an der Bauhaus-Universität Weimar
Laufzeit
Okt 2022 - Sep 2025
Kurzfassung
Ein sicherer Betrieb von baulicher Infrastruktur erfordert robuste Prognosemo-delle für vorausschauende Wartung. Diese müssen reale Bedingungen und Sys-temreaktionen des Bauwerks berücksichtigen, einschließlich Degradationen und Schädigungen, die durch messtechnische Bauwerksüberwachung erfasst wer-den. Im Rahmen des Projekts wird ein innovativer Multi-Skalen-Ansatz angewen-det, der es ermöglicht, ein umfassendes Tragwerksmodell des gesamten Bau-werks auf der Makroskala zu erstellen und gleichzeitig kritische Bereiche mit ei-ner höheren Auflösung auf der Mesoskala abzubilden. Diese hybride Modellie-rung beruht auf umfangreichen Monitorringdaten, durch die Bereiche mit be-sonderen Herausforderungen identifiziert werden, um ihnen eine gezielte und präzise Analyse zu ermöglichen, die für die langfristige Sicherheit und Leistungs-fähigkeit des Bauwerks von entscheidender Bedeutung ist. Mittels zerstörungs-freier Prüfverfahren werden die notwendigen Informationen zum aktuellen Bau-werkszustand gewonnen, die wiederum in das numerische Modell auf der Me-soskala integriert werden, um eine umfassende digitale Verknüpfung zwischen experimentellen Untersuchungen und dem Tragwerksmodell zu schaffen. Durch die Verwendung von Theorie-gesteuertem maschinellem Lernen und neuronalen Netzen entstehen präzise Metamodelle, die auf den physikalischen Gesetzmä-ßigkeiten beruhen und eine realitätsnahe Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangsgrößen herstellen, wodurch die Gesamtleistung des Prognosemodells weiter verbessert wird.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des ELER und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft (TMIL)
Richtlinie zur Förderung der Zusammenarbeit in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft in Thüringen
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Peter Kulle
Partner/innen
Institut für Umweltmedizin Mikrobiologisches Labor, Erfurt
Institut für Biogas, Kreiswirtschaft und Energie, Weimar
Agrargenossenschaft Diedorf Eichsfeld e.G.
Laufzeit
Apr 2020 - Mär 2023
Kurzfassung
Überführung neuartiger agrobiotechnologischer Verfahrensansätze zum sicheren Abbau antibiotischer Wirkstoffe in Wirtschaftsdünger und Weiterentwicklung einer begleitenden praxisrelevanten innovativen Messmethodik für Metaboliten und Transformationsprodukte
In dem Projekt ABIOTEC II soll aufbauend auf ABIOTEC (I) die analytische Methodik für die Bestimmung antibiotischer Substanzen, insbesondere deren Metaboliten und Transformationsprodukte in Wirtschaftsdünger weiterentwickelt und validiert werden. Dabei stehen die Wirkstoffgruppen β-Lactame und Fluorchinolone im Fokus der Untersuchungen. Die Fortführung des ökologisch ausgerichteten Projekts soll dabei der Entwicklung innovativer „low tech“- und „low cost“- Verfahrensansätze zum Abbau von Antibiotika in Wirtschaftsdünger im Sinne ihrer Überführung in den großtechnischen Pilotmaßstab dienen und eine adäquate reproduzierbare und sichere Analytik
bereitstellen. Das Projekt stellt einen innovativen Beitrag zum umfassenden Grundwasser- und Bodenschutz dar. Analytik und experimentelle Strömungsberechnungen sind zu klären.
Hier investieren Europa und der Freistaat Thüringen in die ländlichen Gebiete.
Fördermittelgeber/in
Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Stefan Helbig
Partner/innen
Bauhaus-Universität Weimar
Professur Modellierung und Simulation – Konstruktion
Professur Stahl- und Hybridbau
Professur Informatik in der Architektur
Laufzeit
Feb 2024 - Dez 2026
Kurzfassung
Teilprojekt: Hygrothermische Eigenschaften von Strohballen und Strohballenwänden
Ziel der Forschungsgruppe sind wissenschaftliche Untersuchungen zu Bauwerken aus lastabtragenden Strohballen. Die anwendungsbezogenen Arbeiten, ergänzt durch Messungen an einem Demonstratorbauwerk, zielen auf die Vorbereitung von Regelwerken zur Einführung dieser neuartigen leistungsfähigen Bauweise ab und setzen auf eine breite Unterstützung durch der Thüringer Wirtschaft. Mithilfe moderner Planungswerkzeuge sollen nachhaltige und dauerhafte Bauwerke ermöglicht werden, die ein äußerst behagliches und naturnahes Wohnen und Arbeiten bei Erfüllung höchster Energiestandards ermöglichen.
Ziel der Forschungen an der MFPA Weimar ist die Quantifizierung thermischer Eigenschaften von Strohballen(-wänden) in Abhängigkeit von definierten hygrischen Randbedingungen als Grundlage der bauphysikalischen Nachweisführung bzw. Modellbildung. Dafür sollen geeignete Versuchsaufbauten an unverputzten Strohballen zur Wärmeleitfähigkeitsbestimmung mit dem Plattenverfahren neu entwickelt werden, in denen ohne Veränderung der Rohdichte repräsentative, große Probekörper aus hochverdichteten Ballen gewonnen werden können. Es sollen neue Methoden für eine zeiteffektive hygrische Konditionierung der Probekörper konzipiert und in Verbindung mit Wärmeleitfähigkeitsmessungen angewendet werden. Die Ergebnisse der experimentellen thermischen Untersuchungen sollen in ingenieurtechnische Kennwerte überführt und anhand von Feldstudien validiert werden.
Fördermittelgeber/in
Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Elske Linß
Partner/innen
IAB – Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH,
Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung
Laufzeit
Jan 2024 - Dez 2026
Kurzfassung
Teilprojekt: Generierung von Hyperspektraldaten, Entwicklung von KI-Lernverfahren und Tests der neuentwickelten Lernverfahren an der Sortierung von Mischfraktionen und Bauschadensbildern
Die interdisziplinäre Forschergruppe entwickelt Grundlagen zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen (ML), Deep Learning (DL) sowie zur KI-basierten Datenanalyse für die Entwicklung neuer Anwendungen im Baustoffrecycling und in der Bauschadensanalytik. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von KI-Tools, die zur chemisch-mineralogischen Klassifikation von Baumaterialen angewendet werden können, welches ein essenzieller Schritt in der Qualitätskontrolle und -sicherung von Baustoffen, in der Sortierung oder beim Recycling ist. Dabei sollen die Vorteile der Laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIPS), welche zwar einen chemischen Fingerabdruck der Proben ermöglicht, jedoch nicht echtzeitfähig und mit sehr hohen Arbeitsschutzauflagen verbunden ist, mit der echtzeitfähigen, jedoch chemisch unsensibleren Hyperspektraltechnologie verbunden und durch den Einsatz von Algorithmen des ML, der statistischen Datenauswertung und neuronaler Netze miteinander fusioniert werden. Schlussendlich soll die Klassifikation von Proben anhand von Hyperspektraldaten auch zusätzlich die Informationen des LIPS-Verfahrens enthalten. Zur Erzeugung der Ground Truth Daten wird im Rahmen des Projektes eine Materialdatenbank aufgebaut.
Die Forschergruppe hat die Aufgabe, die bereits bestehenden Expertisen im Bereich der Sensorik, Bild- und Spektraldatenverarbeitung und Künstlichen Intelligenz an den drei Forschungseinrichtungen IAB, MFPA und TUI zu bündeln, auszubauen und die Entwicklung von innovativen, hybriden und selbstlernenden KI-Verfahren speziell anwendbar auf Forschungsinitiativen im Bereich des Bauwesens weiterzuentwickeln.
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus EU-Mitteln des ELER und Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft
Richtlinie zur Förderung der Zusammenarbeit in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft (LFE-Richtlinie)
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr. rer. nat. Peter Kulle
Partner/innen
Agrargenossenschaft Diedorf Eichsfeld e.G.,Diedorf
Biobetrieb Marcus Trost, Geismar
Institut für Umweltmedizin Mikrobiologisches Labor Rainer Stumm, Erfurt
Thüringer Landesamt für Landwirtschaft und Ländlichen Raum, Jena (assoziiert)
Laufzeit
Jul 2023 - Jun 2026
Kurzfassung
Im Projekt AGROPrax sollen die Erkenntnisse zu biotechnologischen Verfahren-sansätzen aus den Vorgängerprojekten ABIOTEC und AMEDITEC für eine praxis-orientierte Anwendung weiterentwickelt und optimiert werden. Im Fokus steht die Erprobung effizienter Nutzungsstrategien betriebseigener Mittel unter dem Aspekt der Wirtschaftlickeit. Unter Verwendung chemischer und bioanalyti-scher Methoden und dem Einsatz von Messsensorik wird angestrebt, eine für landwirtschaftliche Betriebe praktikable Handreichung zum Umgang mit Wirt-schaftsdüngern zu etablieren. Die Reduktion anthropogener Spurenstoffe soll die Grundlage für stabilisierte und nachhaltigere Erträge ermöglichen und somit einen innovativen Beitrag für eine ressourcenschonende und nachhaltige Land-wirtschaft erzielen.
Wir forschen in den Anwendungsfeldern
Unser Dienstleistungsworkflow
Wir sehen uns als Enabler zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung mit anwendungsorientierten Forschungsschwerpunkten.
