{"id":580,"date":"2018-01-29T09:35:25","date_gmt":"2018-01-29T09:35:25","guid":{"rendered":"https:\/\/es-lab.de\/wp\/?page_id=580"},"modified":"2018-01-29T09:35:25","modified_gmt":"2018-01-29T09:35:25","slug":"iot-steuerung-fuer-die-algenfarm","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/eb-lab.de\/index.php\/studentische-arbeiten-und-projekte\/projekte\/iot-steuerung-fuer-die-algenfarm\/","title":{"rendered":"IoT-Steuerung f\u00fcr die Algenfarm"},"content":{"rendered":"<h4>Industrie 4.0 Techniken f\u00fcr die Anwendungen in zuk\u00fcnftigen Algenfarmen<\/h4>\n<p>Die Mikroalgenbiotechnologie ist eine stark wachsende Zukunftstechnologie, die bisher jedoch nur einen Bruchteil der vorhandenen Kapazit\u00e4ten aussch\u00f6pft. Die Mehrzahl der kommerziellen Applikationen in der Mikroalgenkultivierung wird gegenw\u00e4rtig in offenen Kultivierungssystemen mit minimaler Prozesssteuerung durchgef\u00fchrt. Aufgrund zunehmend nachgefragter hochwertiger Algeninhaltsstoffe besonders f\u00fcr den Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Bereich resultiert ein Anspruch auf reproduzierbare und steuerbare Produktionsverfahren in geschlossenen Photobioreaktoren, die in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt wurden und auch f\u00fcr kommerzielle Anwendungen an Bedeutung gewinnen. Um wirtschaftlich Mikroalgenbiomasse f\u00fcr eine stoffliche und energetische Verwertung zu produzieren, sind stabile und kontrollierbare Produktionsprozesse notwendig. Gegenw\u00e4rtig k\u00f6nnen die f\u00fcr gro\u00dftechnische Prozesse erforderliche Prozess\u00fcberwachung und -steuerung\/monitoring nur teilweise realisiert werden. So k\u00f6nnen grundlegende Prozessparameter wie Temperatur und Lichtverteilung nur unzureichend kontrolliert und gesteuert werden, Systeme f\u00fcr die online Bestimmung und das Monitoring von intrazellul\u00e4ren Wertstoffen sind f\u00fcr die Algenbiotechnologie bisher nicht verf\u00fcgbar.<a href=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/180127_Algen.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-579\" src=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/180127_Algen-300x116.png\" alt=\"180127_algen\" width=\"300\" height=\"116\" \/><\/a><\/p>\n<p>Schwerpunkt und Zielsetzung des Forschungsprojektes ist die Einrichtung und Nutzbarmachung von Schnittstellen und Technologien des Internet of Things (IoT) f\u00fcr die Steuerung und das Monitoring grundlegender Prozessparameter f\u00fcr die industrielle Biomasseproduktion aus Algen.<\/p>\n<p>Im Fokus des Vorhabens stehen neben der Schaffung grundlegender Prozessteuerungs-technologien auch die Entwicklung neuer Systeme zur Bestimmung maximaler Produkt-ausbeuten von Algeninhaltsstoffen im Hinblick auf die Weiterentwicklung energieeffizienter Aufarbeitungstechnologien im Down Streaming Processing der Algenbiotechnologie sowie die Entwicklung spezifischer Monitoring-Systeme eines algenbiotechnologischen Gesamtprozesses unter Anwendung des Internet of Things (IoT).<\/p>\n<p>Durch den Einsatz Internet-basierter Technologien k\u00f6nnen somit Verfahren und Prozesse konzipiert werden, die durch Kosten- und Energieminimierung die Konkurrenzf\u00e4higkeit der Algenbiotechnologie f\u00fcr die Bereiche vegane Lebensmittel, Phytopharmaka, Cosmeceuticals sowie PUFA- und Protein-angereicherte Food-Additive-\/Futtermittel erh\u00f6hen.<\/p>\n<h4>Motivation<\/h4>\n<p>Mikroalgen gelten als attraktive Rohstoffquelle, da sie mit Hilfe von Sonnenlicht als Energiequelle und umweltsch\u00e4dlichem CO2 als C-Quelle ihre gesamte Biomasse effizienter als Landpflanzen und ohne Beanspruchung von Ackerbaufl\u00e4chen aufbauen. Basierend auf dem Tannenbaum (TBR)-Photobioreaktor der Firma GICON GmbH wurde 2013 eine Algenpilotanlage im Biosolarzentrum der Hochschule Anhalt (HSA) errichtet, die ganzj\u00e4hrig Mikroalgenbiomasse produzieren kann. Im Fokus stehen die Entwicklung neuer Systeme zur Bestimmung maximaler Produktausbeuten und energieeffiziente Aufarbeitungstechnologien.<a href=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/Bild1.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-589\" src=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/Bild1-300x197.png\" alt=\"bild1\" width=\"300\" height=\"197\" \/><\/a><\/p>\n<p>Gemeinsam mit der HSA (Fachbereich 6: Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften), der AG Algenbiotechnologie um Frau Prof. Griehl, will die axxeo GmbH IoT- und Industrie 4.0-Schnittstellen sowie pr\u00e4dikative Steuerungsalgorithmen, die f\u00fcr dezentrale Energiesysteme wie z.B. Windkraftanlagen von der axxeo bereits entwickelt und erprobt worden sind, in algenbiotechnologische Verfahrensprozesse \u00fcberf\u00fchren und entsprechend der spezifischen Anforderungen f\u00fcr Photobioreaktorsysteme in der Algenbiotechologie adaptieren.<\/p>\n<p>Nach einer exemplarischen Realisierung beim Aufbau der Anlagensteuerung eines Durchflusszellen-Fluorimeters und entsprechendem Online-Monitoring sollen die gewonnenen Erkenntnisse in Form von Standardschnittstellen auf andere Analysesysteme \u00fcbertragen werden. Hierbei spielt auch die Anwendung in industrieller Umgebung eine zentrale Rolle in Bezug auf Verf\u00fcgbarkeit und Robustheit der verwendeten Techniken, so dass auch weitere Hersteller von individuellen Messsystemen f\u00fcr die Biowissenschaften und Biotechnologie-prozesse von dieser Entwicklung profitieren.<\/p>\n<p>Neben den technologischen Herausforderungen spielen Aspekte wie z.B. Vermarktungsf\u00e4higkeit und geringe Kosten der Realisierung eine entscheidende Rolle. Die axxeo hat bereits in der Vergangenheit f\u00fcr verschiedene industrielle Partner individuelle Mess- und Steuerungsl\u00f6sungen erfolgreich und kosteng\u00fcnstig erarbeitet und vermarktet.<\/p>\n<h4>Zielsetzung<\/h4>\n<p>Die Vernetzung mit Partnern aus der regionalen Industrie (Lebensmittel-, Pharma-,..) und Wissenschaft (Fraunhofer-Institute Halle und Leuna, Kunststoffzentrum Merseburg, Food-Zentrum K\u00f6then u.a.) hat zum Ziel, Industrie 4.0-Technologien, also das Internet of Things (IoT), in die Algenproduktion einzuf\u00fchren und innovative Aufarbeitungstechnologien zu implementieren und damit das Biosolarzentrum der HSA zum mitteldeutsche Kompetenzzentrum f\u00fcr die industrielle Algenproduktion zu entwickeln. Damit wird die regionale mittelst\u00e4ndische Biotechnologiebranche wettbewerbsf\u00e4hig und somit folgt die Etablierung eines regionalen Innovationsforums Biosolartechnologie zur Identifikation neuer, kommerziell verwertbarer Algenprodukte f\u00fcr Wachstumsm\u00e4rkte, Marktanalysen und Absch\u00e4tzung von Marktpotenzialen.<a href=\"http:\/\/www.forza-anhalt.de\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-688 size-medium\" src=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/forza_logo_screen-300x198.jpg\" alt=\"forza_logo_screen\" width=\"300\" height=\"198\" \/><\/a><\/p>\n<p>Dieses Forschungsprojekt ist ein Teilvorhaben des Projektes FORZA &#8211; Forschungs- und Technologietransfer f\u00fcr das Leben im digitalen Zeitalter und wird vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung unter dem Kennzeichen 03IHS047G gef\u00f6rdert.<a href=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/BMBF_gef\u00c3\u00b6rdert-vom_deutsch.jpg\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-687\" src=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/BMBF_gef\u00c3\u00b6rdert-vom_deutsch-300x213.jpg\" alt=\"bmbf_gefoerdert-vom_deutsch\" width=\"300\" height=\"213\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ein Poster zum Projekt kann <a href=\"https:\/\/es-lab.de\/wp\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/180202_forza.pdf\">hier<\/a> heruntergeladen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Industrie 4.0 Techniken f\u00fcr die Anwendungen in zuk\u00fcnftigen Algenfarmen Die Mikroalgenbiotechnologie ist eine stark wachsende Zukunftstechnologie, die bisher jedoch nur einen Bruchteil der vorhandenen Kapazit\u00e4ten aussch\u00f6pft. 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