Das Projekt "Entwicklung der Herstellungstechnologie einer gewebebasierten dreidimensionalen Silicium-Elektrode für Lithium-Ionen-Zellen und deren Charakterisierung, Entwicklung der Herstellungstechnologie einer gewebebasierten dreidimensionalen Silizium-Elektrode für Lithium-Ionen-Zellen und deren Charakterisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Biowissenschaften.
Bevor ein Tierversuch durchgeführt werden kann, muss dieser der zuständigen Behörden gemeldet und von dieser genehmigt werden. In der Forschung sind Tierversuche nur dann gerechtfertigt, wenn ausschließlich auf diesem Weg neue Erkenntnisse gewonnen werden können. Die Notwendigkeit der Tierversuche muss grundsätzlich nachvollziehbar begründet sein. Die Unerlässlichkeit ist nicht nur für die Frage der Zulässigkeit des Tierversuchs („ob“), sondern auch für die konkrete Durchführung („wie“) zu prüfen. Für beides gilt das 3 R-Prinzip: R eplacement (=Vermeidung, d.h. zu prüfen, ob der Tierversuch überhaupt stattfinden muss oder ob es Alternativen gibt) R eduction (=Verringerung, d.h. so viele Versuchstiere wie nötig aber so wenig wie möglich zu verwenden) und R efinement (=Verfeinerung, d.h. die Belastung der Versuchstiere durch eine artgerechte Haltung und die ständige Verbesserung der Untersuchungsmethoden zu minimieren) Zuständige Behörde ist in Sachsen-Anhalt das Landesverwaltungsamt. Dieses wird durch eine Ethik-Kommission beraten. Das Genehmigungsverfahren besteht aus einer Prüfung auf drei Ebenen: Vorhabenbezogen : Das Projekt muss wissenschaftlich begründet werden, und die Unerlässlichkeit sowie die ethische Vertretbarkeit müssen dargelegt werden. Darüber hinaus darf das angestrebte Versuchsergebnis nicht bereits greifbar sein. Die zuständigen Behörden prüfen, ob die Angaben im Antrag schlüssig sind (sog. Plausibilitätsprüfung). Personenbezogen: Die verantwortliche Leiterin bzw. der verantwortliche Leiter des Versuchsvorhabens und deren Stellvertretung müssen die erforderliche fachliche Eignung besitzen und persönlich zuverlässig sein. Anlagenbezogen: Die baulichen und personellen Voraussetzungen zur Durchführung eines Tierversuchs müssen gewährleistet sein. Es ist ein Tierschutzbeauftragter oder eine Tierschutzbeauftragte zu benennen. Es gibt mehrere deutsche und EU-Gesetze, Verordnungen und Richtlinien, die bestimmte Tierversuche vorschreiben, z.B.: Arzneimittelgesetz, Chemikaliengesetz, Futtermittelgesetz, Gentechnikgesetz, Infektionsschutzgesetz. Keinem Tier darf, dem Grundsatz des Deutschen Tierschutzgesetzes (§1) entsprechend, ohne vernünftigen Grund Schmerzen, Leiden oder Schäden zugefügt werden. Ein vernünftiger Grund sieht der Gesetzgeber laut § 7 in Tierversuchen, sofern die zu erwartenden Schmerzen, Leiden oder Schäden hinsichtlich des zu erreichenden Versuchsziels ethisch vertretbar sind. Das bedeutet konkret, dass Wissenschaftler und Behörden genau abwägen müssen, inwieweit die Notwendigkeit und Angemessenheit des geplanten Tierversuchs die zu erwartende Belastung der Versuchstiere rechtfertigt. Jeder Tierversuch muss deshalb hinsichtlich des zu erwartendes Belastungsgrades für die Tiere eingeschätzt werden. Dazu werden im Artikel 15 der EU-Tierversuchsrichtlinie (Richtlinie 2010/63/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 22. September 2010 zum Schutz der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Tiere) vier Schweregrade klassifiziert. Anhang VIII zum Artikel 15 Klassifizierung des Schweregrads der Verfahren Der Schweregrad eines Verfahrens wird nach dem Ausmaß von Schmerzen, Leiden, Ängsten oder dauerhaften Schäden festgelegt, die das einzelne Tier während des Verfahrens voraussichtlich empfindet bzw. erleidet. Keine Wiederherstellung der Lebensfunktion: Verfahren, die gänzlich unter Vollnarkose durchgeführt werden, aus der das Tier nicht mehr erwacht Gering: Verfahren, bei denen zu erwarten ist, dass sie bei den Tieren kurzzeitig geringe Schmerzen, Leiden oder Ängste verursachen Verfahren ohne wesentliche Beeinträchtigung des Wohlergehens oder des Allgemeinzustands Mittel: Verfahren, bei denen zu erwarten ist, dass sie bei den Tieren kurzzeitig mittelstarke Schmerzen, mittelschwere Leiden oder Ängste oder lang anhaltende geringe Schmerzen verursachen Verfahren, bei denen zu erwarten ist, dass sie eine mittelschwere Beeinträchtigung des Wohlergehens oder des Allgemeinzustands Schwer: Verfahren, bei denen zu erwarten ist, dass sie bei den Tieren starke Schmerzen, schwere Leiden oder Ängste oder lang anhaltende mittelstarke Schmerzen, mittelschwere Leiden oder Ängste verursachen Verfahren, bei denen zu erwarten ist, dass sie eine schwere Beeinträchtigung des Wohlergehens oder des Allgemeinzustands Seit dem Inkrafttreten des Dritten Gesetzes zur Änderung des Tierschutzgesetzes und der Tierschutz-Versuchstierverordnung im Jahr 2013 ist jedem Antrag auf Genehmigung eines Tierversuchsvorhabens eine allgemeinverständliche, nichttechnische Projektzusammenfassung (NTP) beizufügen. Das Bundesinstitut für Risikobewertung veröffentlicht diese Projektzusammenfassungen im Internet in der Datenbank AnimalTestInfo , um die Bürgerinnen und Bürger über Tierversuche zu informieren. Mit der 2010 verabschiedeten EU-Tierversuchsrichtlinie bekannten sich die EU-Mitgliedstaaten erstmals zu dem gemeinsamen Ziel, Tierversuche vollständig zu ersetzen (Erwägungsgrund 10) und die Entwicklung tierversuchsfreier Methoden (Erwägungsgrund 46) zu fördern. Als Alternativen werden häufig Zelllinien verwendet, die aus Tieren oder aus menschlichem Gewebe gewonnen und dann in einer Laborkultur weitergezüchtet werden. Solche Versuchsmethoden außerhalb des Organismus (sog. „In-vitro-Verfahren“ (in vitro=im Glas)), werden intensive genutzt, insbesondere bei der Aufklärung von zellulären Prozessen oder der Wirkung von Medikamenten auf den Stoffwechsel von Zellen. Ein weiterer Ansatz kommt aus der regenerativen Medizin und nennt sich „body on a chip“. Diese Methode wurde aus dem „Tissue Engeneering“ oder „Bioprinting“ entwickelt, bei der dem Ersatzorgane für den Menschen aus humanem Gewebe gezüchtet und mit einem 3-D-Drucker hergestellt werden. Diese Miniorgane werden auf einem Mikrochip platziert und durch ein künstliches Erhaltungssystem versorgt. „Body on a chip“ wird für die Prüfung von Toxizität oder pharmakologische Eigenschaften biologischer und chemischer Substanzen genutzt. Auch „In-Silico-Verfahren“ (in silico=im Computer) gewinnen an Bedeutung. Wenn es um die Verträglichkeit von Stoffen geht, kann darauf zurückgegriffen werden. Auch in der Ausbildung wird auf Computersimulationen zurückgegriffen. Für Studierende, die aus ethischen Gründen den Einsatz von Tieren in der Ausbildung vermeiden möchten, veröffentlicht der Verein SATIS einen Wegweiser. In einer Broschüre wird eine Übersicht über das Lehrangebot an Studiengängen und Fakultäten in Deutschland geben. SATIS-Ethikranking (Stand: März 2022) als kostenlose Broschüre verfügbar unter: http://www.satis-tierrechte.de/uni-ranking/
Das Projekt "Zyklisch-dynamische Eigenschaften von Partikelschäumen (HYSTERESIS)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK).Ziel des Vorhabens ist die experimentelle und numerische Untersuchung des mechanischen Verhaltens von Partikelschäumen unter quasi-statischer sowie zyklischer Belastung im Druckbereich. Mit Hilfe eines im Vorhaben zu entwickelnden Prüfstandes zur Durchführung von umgebungsdruckabhängigen Stauchungsversuchen sowie der Anwendung röntgentomografischer Analysen sollen die Wechselwirkungen zwischen Zellgas, Zellstruktur und Grundpolymer einerseits und den zeitabhängigen mechanischen Eigenschaften des Partikelschaums andererseits analysiert werden. Im Mittelpunkt stehen dabei die viskoelastischen Eigenschaften und das Kriechverhalten des Partikelschaums sowie die globalen und lokalen Spannungs-Stauchungs-Verläufe bei wiederholter Be- und Entlastung. Die Analyse der Zellmorphologie bildet die Grundlage für die numerische Simulation der Partikelschäume, wobei zunächst einzelne Be- und Entlastungsschritte unter Berücksichtigung der Zellstruktur, des Zellglases und der Viskoelastizität simuliert werden. Hierdurch sollen insbesondere inelastische Effekte und Instabilitäten auf lokaler Ebene detektiert und deren Auswirkung auf das globale Verhalten identifiziert werden. Die Arbeiten schaffen damit wichtige Grundlagen für ein verbessertes Materialverständnis, das für eine ressourceneffizientere und verlässlichere Auslegung von langzeitbeanspruchten Partikelschaumstrukturen notwendig ist.
Das Projekt "EoL-Cycle - End-of-Life Cycle von PV-Modulen: Aufarbeitung von Altmodulen und Rückführung von Wertstoffen in den Stoffkreislauf, Teilvorhaben: Verbesserte Materialtrennung bei der Aufbereitung von End-of-Life PV-Modulen und qualitätsoptimierte Rückgewinnung der Glas- und Metallfraktion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Reiling Glas Recycling GmbH & Co. KG.Mit dem Elektrogesetz ist gesetzlich geregelt, dass PV-Module als Elektroschrott eingestuft werden und entsprechend der Vorgaben der WEEE-Richtlinie (Elektro- und Elektronikgeräte-Abfall Richtlinie) recycelt werden müssen. Die gesamte installierte Menge an PV-Modulen in Europa belief sich Ende 2014 auf 8,1 Millionen Tonnen. Dies entspricht einer Menge an Silber von 4.000 bis 8.000 Tonnen, einer ähnlichen Menge an Zinn und ungefähr 40.000 bis 80.000 Tonnen Kupfer. Im aktuellen Recyclingkonzept in Deutschland werden im Wesentlichen die Aluminiumrahmen und das Glas recycelt. Die Beschränkung auf Glas und Aluminium ist in Bezug auf Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Umweltschutz sehr unbefriedigend: strategisch wichtige Metalle gehen verloren, Schwermetalle werden freigesetzt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Erweiterung des bestehenden, industriell erprobten Recyclingprozesses dahingehend, dass die nutzbaren Metalle wie Silber, Zinn oder Kupfer zurückgewonnen werden. Hierfür werden neue Trenn-, Klassierungs- und Reinigungsverfahren angewendet, in Kombination mit nasschemischen Ätzschritten, gefolgt von Schmelz- und Raffinationsschritten. Der neue Prozess muss sich aber am wirtschaftlichen Ertrag orientieren; das Ziel ist, dass das Verfahren nicht über das Entsorgungsentgelt getragen wird, sondern über die Verwertung der Rohstoffe. Wird dies erreicht, kann das Verfahren auch auf andere Länder übertragen werden. Ferner müssen alle Prozessschritte gut skalierbar und robust sein und sich für alle cSi-Module gleichermaßen eignen. Das Projekt basiert auf drei Säulen, die im Arbeitsplan abgebildet sind und die Kernkompetenzen der jeweiligen Partner wiederspiegeln: AP-1: Qualitätsverbesserung Glas und Trennung Kunststoff / Zellen (Reiling) AP-2: Recycling der Staub- und Folienanteile (CSP) AP-3: Demonstrator für chemische Prozessschritte ' Prozessintegration (TESOMA).
Das Projekt "EoL-Cycle - End-of-Life Cycle von PV-Modulen: Aufarbeitung von Altmodulen und Rückführung von Wertstoffen in den Stoffkreislauf, Teilvorhaben: Recycling der Staub- und Folienanteile" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP - Labor für Kristallisationstechnologie.Das Elektrogesetz wurde am 10. Juli diesen Jahres abschließend im Bundesrat behandelt, somit ist gesetzlich geregelt, dass PV-Module als Elektroschrott eingestuft werden und entsprechend der Vorgaben der WEEE-Richtlinie (Elektro- und Elektronikgeräte-Abfall Richtlinie) recycelt werden müssen. Die gesamte installierte Menge an PV-Modulen in Europa belief sich Ende 2014 auf 8,1 Millionen Tonnen. Dies entspricht einer Menge an Silber von 4.000 bis 8.000 Tonnen, einer ähnlichen Menge an Zinn und ungefähr 40.000 bis 80.000 Tonnen Kupfer. Im aktuellen Recyclingkonzept in Deutschland werden im Wesentlichen die Aluminiumrahmen und das Glas recycelt. Die Beschränkung auf Glas und Aluminium ist in Bezug auf Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Umweltschutz sehr unbefriedigend: strategisch wichtige Metalle gehen verloren, Schwermetalle werden freigesetzt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Erweiterung des bestehenden, industriell erprobten Recyclingprozesses dahingehend, dass die nutzbaren Metalle wie Silber, Zinn oder Kupfer zurückgewonnen werden. Hierfür werden neue Trenn-, Klassierungs- und Reinigungsverfahren angewendet, in Kombination mit nasschemischen Ätzschritten, gefolgt von Schmelz- und Raffinationsschritten. Der neue Prozess muss sich aber am wirtschaftlichen Ertrag orientieren; das Ziel ist, dass das Verfahren nicht über das Entsorgungsentgelt getragen wird, sondern über die Verwertung der Rohstoffe. Wird dies erreicht, kann das Verfahren auch auf andere Länder übertragen werden. Ferner müssen alle Prozessschritte gut skalierbar und robust sein und sich für alle cSi-Module gleichermaßen eignen. Das Projekt basiert auf drei Säulen, die im Arbeitsplan abgebildet sind und die Kernkompetenzen der jeweiligen Partner wiederspiegeln: AP-1: Qualitätsverbesserung Glas und Trennung Kunststoff / Zellen (Reiling) AP-2: Recycling der Staub- und Folienanteile (CSP) AP-3: Demonstrator für chemische Prozessschritte 'Prozessintegration (TESOMA)'.
Das Projekt "Weiterentwicklung der CIGS-Dünnschichttechnologie durch kosteneffiziente und umweltverträgliche Prozesstechnologien - Phase II" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Die CIGS-Technologie weist innerhalb der Dünnschichttechnologien die höchsten Wirkungsgrade von 21,7% an Zellen auf Glas auf (ZSW, 2014) und hat zwischenzeitlich mit Rekordwerten an industriellen Modulen von 16% (Samsung, 2014) die Reife für den PV-Massenmarkt erreicht. Um im weltweiten Wettbewerb mit der c-Si Technologie jedoch konkurrieren zu können, müssen die Herstellkosten für CIGS-Module weiter gesenkt werden. Wesentliche Hebel hierzu sind die Erhöhung der Wirkungsgrade und die Reduktion der Materialkosten. Ziel des beantragten Vorhabens ist es durch ein tieferes Verständnis des CIGS-Wachstums und des Einflusses von Grenzflächen und Fremddotieratomen, den Wirkungsgrad auf einen neuen Rekordwert für Laborzellen von 23 % zu steigern und für 30x30 cm2 Module einen herausfordernden Wirkungsgrad von größer als 18 % zu erzielen. Dieses vertiefte Verständnis der CIGS-Wachstumsprozesse unterstützt wesentlich die unter Kostenaspekten notwendige weitere Reduzierung der Prozesszeiten. Letztlich ist am Markt der Modulertrag die relevante Kenngröße für das PV-Modul. Die ihn begrenzenden Einflussgrößen sollen durch neue Untersuchungsmethoden identifiziert werden. Der Einfluss von Prozess- und Materialvariationen auf das Langzeitverhalten der CIGS-Module soll sowohl im Labor als auch im Freifeld unter Echtbedingungen bewertet werden. Auch das Verhalten unter hohen Spannungen wird evaluiert und die Zusammenhänge zwischen Herstellparametern und Moduleigenschaften geklärt. Die für die weitere Verbesserung der Wirkungsgrade relevanten Parameter werden an Testzellen kleiner Fläche (0,5cm2) identifiziert und danach auf den industrienahen Inline-Modus übertragen, um letztlich die Wirkungsgrade an Modulen bis 30x30 cm2 zu verbessern. Begleitend wird materialanalytisch und mit elektrischen / optischen Untersuchungsverfahren ein vertieftes Verständnis der Verlustmechanismen und deren Einfluss auf das Bauelement gewonnen.
Das Projekt "Weiterentwicklung der CIGS-Dünnschichttechnologie durch kosteneffiziente und umweltverträgliche Prozesstechnologien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Für alle Dünnschichttechnologien weist die CIGS-Technologie mit ihren hohen Wirkungsgraden an Zellen von 20,8% auf Glas (ZSW, 2013) sowie Rekordwerten an industriellen Modulen von 15,7% (TSMC, 2013) ein sehr hohes Potenzial auf, um mit der heute den Markt dominierenden Silizium-Technologie mithalten zu können. Um jedoch im weltweiten Wettbewerb mit der c-Si Technologie konkurrieren zu können, müssen die Herstellkosten für CIGS PV-Module weiter gesenkt werden. Wesentliche Hebel zu dieser Kostenreduktion sind die Erhöhung der Wirkungsgrade und die Reduktion der Materialkosten. Die Parameter für eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades im CIGS-System (Zelle und Modul) werden identifiziert und umgesetzt. Dies umfasst sowohl die Prozesse des CIGS-Absorbers selbst, als auch alle an der Realisierung des Bauelements involvierten Teilprozesse. Ein besonderes Augenmerk liegt auf einem gezielten Engineering der Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten. Ziel innerhalb dieses einjährigen Projektes ist es für CIGS-Zellen den Wirkungsgrad auf ? = 21,5% zu steigern und mit verbesserten Teilprozessen an 10x10cm2 Modulen ein Wirkungsgrad von ? = 17,5% zu erzielen. Die für die weitere Verbesserung der Wirkungsgrade relevanten Parameter werden an Testzellen kleiner Fläche (0,5cm2) mit statischen Laboranlagen identifiziert. Die jeweils entwickelten Teilprozesse werden danach auf den industrienahen inline Modus übertragen. Begleitend wird materialanalytisch und mit elektrischen und optischen Untersuchungsverfahren ein vertieftes Verständnis zu den Teilprozessen sowie ihren Einfluss auf das Bauelement gewonnen.
Das Projekt "GLANZ - Wiederaufladbare Lithium-Luft-Zelle mit glasbasierten Festkörperelektrolyten und geschützter Anode^GLANZ - Wiederaufladbare Lithium-Luft-Zelle mit glasbasierten Festkörperelektrolyten und geschützter Anode^GLANZ - Wiederaufladbare Lithium-Luft-Zelle mit glasbasierten Festkörperelektrolyten und durch Glas geschützte Anode^GLANZ - Wiederaufladbare Lithium-Luft-Zelle mit glasbasierten Festkörperelektrolyten und geschützter Anode^GLANZ - Wiederaufladbare Lithium-Luft-Zelle mit glasbasierten Festkörperelektrolyten und geschützter Anode, GLANZ - Wiederaufladbare Lithium - Luft - Zelle mit glasbasiertem Festkörperelektrolyten und geschützter Anode" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Schott AG.
Das Projekt "Entwicklung eines Niedertemperatur-Vakuumtrocknungsverfahrens zur Herstellung von Starterkulturen" wird/wurde gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto-von-Guericke' e.V. / Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie / Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Lebensmittelverfahrenstechnik und Molkereitechnologie.Starterkulturen werden zur gezielten Fermentation von Lebensmittelrohstoffen eingesetzt, um Fehlfermentationen zu vermeiden und eine reproduzierbare Produktqualität sicherzustellen. Die Verwendung von definierten Starterkulturen ist in der Milchverarbeitung Stand der Technik und löst auch in der Herstellung fermentierter Fleisch- und Backwaren zunehmend traditionelle Verfahren ab. Entscheidend für deren effektive Produktion und Distribution sind schonende Verfahren, die eine hohe Vitalität und Aktivität der Bakterien gewährleisten. Bei Probiotika steht dagegen das Überleben im Produkt oder als Nahrungsergänzungsmittel im Vordergrund. Das Gefrieren bzw. die Gefriertrocknung gelten bisher zwar als schonende Verfahren für die Präparation von Starterkulturen, jedoch ist der Energiebedarf der bei Produktion bzw. beim Transport sehr hoch. Zudem kann bereits durch das Gefrieren der Zellen eine Schädigung eintreten. Eine deutliche Reduktion der Energiekosten kann durch eine Niedertemperatur-Vakuumtrocknung knapp oberhalb des Tripelpunktes erreicht werden. Gleichzeitig ist es hiermit möglich, sowohl thermische als auch gefrierbedingte Schäden auszuschließen und eine höhere Vitalität und Aktivität zu erreichen. In der Gefriertrocknung verringert ein Einsatz von Schutzstoffen, wie Maltose, Sorbit oder Trehalose, Trocknungsschäden und erhöht die Überlebensfähigkeit der Organismen. Die Fähigkeit des Schutzstoffs, während der Trocknung ein Glas auszubilden, wurde als Schutzmechanismus für gefriergetrocknete Zellen während der Lagerung vorgeschlagen. Der physiologische Ausgangszustand beeinflusst ebenfalls die Überlebensrate. Er kann durch geeignete Wachstumsmedien (C-Quelle) sowie Vorkonditionierungen, wie subletalen Kältestress, gezielt beeinflusst werden, um die Vitalität und metabolische Aktivität zu verbessern. Zum Einsatz der Vakuumtrocknung bei der Herstellung von Starterkulturen gibt es bisher nur sehr vereinzelte Untersuchungen, die keine Informationen zum Einfluss der Prozessbedingungen, den Auswirkungen auf die Physiologie der Mikroorganismen oder die Wirkung von Schutzstoffen liefern. Eine industrielle Nutzung dieser Methode in der Starterkulturpräparation ist deswegen bisher nicht möglich. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, die Vakuumtrocknung für die Herstellung von Starterorganismen und probiotischen Kulturen nutzbar zu machen und durch eine geeignete Anzucht, Vorkonditionierung, Prozessführung sowie durch Schutzstoffzugabe eine hohe Überlebensrate sowie Lagerstabilität der Kulturen zu erreichen. Durch schonende Prozessführung sollte Energie gespart, die Überlebensrate, Revitalisierung und Performance bekannter Starterorganismen durch Feststellen der dafür optimalen Prozessbedingungen möglichst verbessert und die Nutzung neuer Stämme ermöglicht werden.
Das Projekt "Entwicklung eines innovativen Sensorsystems zur ressourcenschonenden Steuerung alkoholischer Gärungen am Beispiel der Most- und Sektgrundweinverarbeitung - Förderschwerpunkt: Biotechnologie" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts.Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Herstellung von Wein ist ein Handwerk mit alter Tradition und wird bestimmt vom Wissen und der Erfahrung der Winzer. Die Biotechnologie hat in der Kellerwirtschaft bisher nur wenig Einzug gehalten. In den letzten Jahren kam es bei der Herstellung von Wein und Sekt zunehmend zu nicht aufgeklärten Gärstörungen, die aufgrund mangelnder Steuerung zu spät erkannt wurden und somit zur Produktion qualitativ minderwertiger Weine und Sekte oder zu Fehlchargen führten. Zielsetzung des Projekts war die Entwicklung eines Sensorsystems auf Basis der biologischen Aktivität der Hefen, das die Vergärbarkeit des einzusetzenden Gärsubstrats (Most oder Sektgrundwein) überprüft und zur Steuerung der alkoholischen Gärung eingesetzt werden kann. Eine Vorabprüfung der Vergärbarkeit soll eine Vorhersage von Gärstörungen ermöglichen und durch den gezielten Einsatz von Gärhilfsstoffen Fehlchargen vermindern. Aus ökologischer Sicht können aus den Erkenntnissen zur Qualität der Moste und Grundweine Strategien für eine umweltschonende Düngung und Bearbeitung der jeweiligen Rebanlagen abgeleitet werden. Zweites Ziel war die Entwicklung eines Sensors, mit dessen Hilfe die physiologischen Vorgänge bei der alkoholischen Gärung online oder zumindest zeitnah verfolgt werden können. Ein solches Messsystem existiert bislang nicht; die Gäransätze in den Kellereien werden vielmehr noch als black-box-Systeme gehandhabt. So können Gärstörungen erst dann festgestellt werden, wenn es für Maßnahmen zu ihrer Beseitigung in der Regel zu spät ist. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Das Messsystem beruht auf der amperometrischen Detektion redoxaktiver Stoffwechselintermediate der Hefen. Die Hefen oxidieren Fruktose und Glukose mittels verschiedener Enzyme zu Kohlendioxid und Ethanol. Enzyme, Reaktionsprodukte von Enzymreaktionen sowie die Moleküle der Elektronentransportkette sind elektrochemisch aktive Substanzen. Für erste grundlegende Arbeiten wurde eine Messzelle entwickelt, die mit standardisierten Elektroden ausgestattet wurde. Die Elektroden werden an einen Potentiostaten angeschlossen. Außerdem können weitere Elektroden eingesetzt werden, um Parameter wie das Redoxpotenzial parallel online zu messen. Die analogen Signale der Elektroden bzw. des Potentiostaten werden über einen Analog-/Digital-Wandler in einen Computer gespeist. Die Zelle besteht aus Glas und verfügt über einen Doppelmantel zur Temperierung des Inhalts. Das Volumen der Zelle beträgt etwa 270 ml. Es ist möglich die Zelle im Batchbetrieb zu führen oder einen Bypass anzuschließen. Es wurden erste Versuche zur Vergärbarkeit mit verschiedenen Medien und zum online-Monitoring in dieser Zelle durchgeführt. Nachteilig an dem Elektrodenaufbau ist die relativ schlecht reproduzierbare Anströmung der Elektrodenoberfläche, was zu Abweichungen in den absolut gemessenen Strömen führte. ...
| Origin | Count |
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| Bund | 13 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 13 |
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| License | Count |
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| offen | 13 |
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| Deutsch | 14 |
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