Fraunhofer-Verbund Ressourcentechnologien und Bioökonomie VRB
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Infrastruktur und Anlagen

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Anlage zur Synthese von Polymilchsäure

Am Fraunhofer IAP wird aus Milchsäure, die aus alternativen Rohstoffen oder innovativen Fermentationsverfahren gewonnen wird, Polymilchsäure (PLA) synthetisiert. Mit langjähriger Expertise werden Kundinnen und Kunden bei der Entwicklung neuer PLA-Materialien unterstützt, wobei Synthesen bis in den Kilogramm-Maßstab ermöglicht werden. Der gesamte Prozess von der Milchsäure bis zum stabilisierten PLA wird abgedeckt. Dabei können verschiedene Milchsäurequalitäten aus biotechnologischen Prozessen getestet sowie Lactid hergestellt und aufgereinigt werden. Zusätzlich wird das chemische Recycling von PLA zu Lactid realisiert, wodurch Alt-PLA in neuwertige Produkte zurückgeführt werden kann. So wird ein nachhaltiger Materialkreislauf geschaffen und die Nutzung erneuerbarer Rohstoffe gezielt gefördert.

PLA-Mini-Plant
© Fraunhofer IAP / Till Budde
PLA-Mini-Plant

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Die PLA-Anlage am Fraunhofer IAP bietet eine durchgängige Plattform zur Entwicklung, Optimierung und Bewertung neuer PLA-Materialien. Aus biobasierter Milchsäure lassen sich unter praxisnahen Bedingungen Polymilchsäuren bis in den Kilogramm-Maßstab synthetisieren. Verschiedene Milchsäurequalitäten können getestet sowie Lactid gezielt hergestellt und aufgereinigt werden. Unternehmen profitieren von der umfassenden Expertise entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Rohstoffauswahl bis zum stabilisierten Endprodukt. Durch integrierte Recyclingprozesse, mit denen Alt-PLA in hochwertiges Lactid zurückgeführt wird, wird zudem ein geschlossener Materialkreislauf ermöglicht. Die Anlage unterstützt damit gezielt nachhaltige Innovationsprojekte in der kunststoffverarbeitenden Industrie.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • PLA-Synthese: Batch (Rührreaktor) und kontinuierlich (Doppelschneckenextruder)
  • Katalysator-Deaktivierung
  • PLA-Synthese mit einstellbarem Molekulargewicht; auch (Block-)Copolymere
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Biotechnikum

Die Infrastruktur des Fraunhofer IAP deckt die komplette biotechnologische Wertschöpfung ab: vom Gen zum Produkt. Dies umfasst die Entwicklung von Produktionsorganismen und das Biokatalysatordesign über Fermentations- und Biokatalyseprozesse bis zum Scale-up und zur Produkt- oder Rohstoffaufarbeitung und -aufschluss.

Biotechnikum
© Fraunhofer IAP / Till Budde
Biotechnikum

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Innovative, nachhaltige Bausteine (Enzyme, funktionale Proteine, PHA, Diamine, Dicarbonsäuren, Flammschutz­mittel, Tenside) zur Material- oder Produktfunktionalisierung.
  • Schnelle Skalierbarkeit: Industrierelevante Mengen beschleunigen Pilot- und Markteinführung.
  • Breite Anwendungsfelder: Kunststoffe, Beschichtungen, Textilien, Kosmetik, Medizin, Lebensmittel, Landwirtschaft.
  • Ressourceneffizienz: Nutzung von Biomasse und Reststoffen ermöglicht nachhaltige, kreislauffähige Lösungen.
  • Regulatorische Sicherheit: Arbeiten mit Wildtyp- und GMO-Stämmen (S1/S2) unter umfassendem Monitoring erfüllen Qualitäts- und Compliance-Anforderungen.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Fermentation und Scale-up

  • Automatisierte Edelstahl-Bioreaktor-Kaskade für Prozesse mit Kopfdruck: 2 L, 10 L, 100 L Volumen
  • Prozessmonitoring: pH-Wert, Temperatur, Druck, Luftzufuhr, gelöster Sauerstoff, Nährstoffzufuhr, vitale Biomasse
  • Methanol-Feed
  • Abgasanalytik
  • Batch- und Fed-Batch-Verfahren
  • Arbeiten mit Wildtyp- und gentechnisch veränderten Organismen (S1 und S2 (auf Anfrage))

Zellaufschluss und Separation

  • Hochdruckhomogenisation
  • Kontinuierliche Tellerseparation und Zentrifugation

Aufreinigung und Konzentration

  • Kontinuierliche Mikro- und Ultrafiltration
  • Präparative Chromatographie
  • Kontinuierliche Rotationsverdampfung
  • Gefriertrocknung: 20 L Kapazität

Analytik und Charakterisierung

  • Aktivitätstests: Fluoreszenz- und UV-VIS-Messungen
  • nanoDSF und weitere Bioanalytik
  • Mikroskopie: Fluoreszenz-, Elektronenmikroskopie (EM), Rasterkraftmikroskopie (AFM)
  • Chemische und physikalische Analytik

 

Demonstrationsanlage für die thermische Aufbereitung von teerhaltigem Straßenaufbruch

Demonstrationsanlage für die thermische Aufbereitung von teerhaltigem Straßenaufbruch

Demonstrationsanlage für die thermische Aufbereitung von teerhaltigem Straßenaufbruch
© Fraunhofer UMSICHT
Demonstrationsanlage für die thermische Aufbereitung von teerhaltigem Straßenaufbruch

Standort: Fraunhofer UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Die erfolgreichen Versuche in der Demonstrationsanlage (0,5 t/h) zeigen, dass organische Schadstoffe (PAK / Phenole) im Teerhaltigen Straßenaufbruch bereits bei Temperaturen von ca. 400°C innerhalb von 30 Minuten eliminiert werden können. Festigkeitsverluste im Gestein lassen sich so sicher vermeiden. Damit ist ein Wiedereinsatz des Gesteins in den Deckschichten einer Straße zulässig. Die Demonstrationsanlage ist die Basis für das Upscaling in den industriellen Maßstab.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Kapazität: 500 kg/h
  • Betriebstemperatur: ca. 400 Grad Celsius, Unterdruck
  • Primärer Einsatzstoff: Mit Teer belasteter Straßenaufbruch

Elektrochemische Co-Elektrolyse

Eine CO₂ Co-Elektrolyseanlage (inkl. Testinfrastruktur) wandelt CO₂ und Wasser in einem Schritt effizient in reines Synthesegas (CO / H2) um, das als Ausgangsstoff für vielfältige nachhaltige Chemikalien und E-Fuels dient. Durch die direkte Umwandlung entfallen zusätzliche Prozessschritte, was Energie spart und die Betriebskosten senkt. Der modulare Charakter von CO₂-Elektrolyseuren ermöglicht flexible Integration in bestehende Produktionsprozesse und eine bedarfsgerechte Skalierung. Werden die Anlagen mit erneuerbarem Strom betrieben und das CO₂ aus nachhaltigen Quellen gewonnen, können diese zur Defossilisierung der Industrie beitragen und einen klimaneutralen oder -negativen Fußabdruck für Treibstoffe oder Chemikalien ermöglichen. Es sind Testanlagen für die CO₂-Elektrolyse vom Labor- bis in den Pilotmaßstab verfügbar.

CO2-Hochdruckelektrolyse-Laborteststand für den Betrieb bis 120 bar(g) CO2
© Fraunhofer UMSICHT / Mike Henning
CO2-Hochdruckelektrolyse-Laborteststand für den Betrieb bis 120 bar(g) CO2
CO2-Elektrolyse Einzelzellteststand im Technikumsmaßstab für die Testung von größeren Einzelzellen bis 500 cm².
© Fraunhofer UMSICHT / Kai junge Puring
CO2-Elektrolyse Einzelzellteststand im Technikumsmaßstab für die Testung von größeren Einzelzellen bis 500 cm².
CO2-Elektrolyse Stackteststand bis 30 kW Stackleistung
© Fraunhofer UMSICHT
CO2-Elektrolyse Stackteststand bis 30 kW Stackleistung

Standort: Fraunhofer UMSICHT

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Reduktion von CO₂-Emissionen und Nutzung als Wertstoff
  • Einsparung von Energie und Betriebskosten durch Prozessintegration
  • Zugang zu nachhaltigen Produkten und neuen Märkten (z.B. E-Fuels, grüne Chemikalien)
  • Flexibilität und Skalierbarkeit von CO₂-Elektrolyseuren für verschiedene industrielle Anwendungen
  • Zuverlässige und standardisierte Komponententestung für die Anwedung in der CO₂-Elektrolyse

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Labor- /Technikumsanlagen

  • Hochdruckelektrolyse für den Betrieb mit CO₂-Drücken bis 120 bar(g), max. 0,5 NL/min CO2, max. 30 A Strom, Verdünnung mit Inertgaskomponenten, On-line Gasanalytik über Gaschromatographie
  • Teststand für Einzelzellen bis ~ 500 cm², Strom bis max. 150 A, max. 5 NL/min CO₂, Dosierung von Störkomponenten (N2, O2, NOx, SOx), Druck bis 3 bar(g), Controlled Evaporation-Befeuchtungssystem zur präzisen Kontrolle der Gasfeuchte, On-line Analytik mit FTIR- und WLD-Gasanalysatoren zur Analyse der Produktgaszusammensetzung

Pilotanlagen

  • Stack-Test-Anlage bis 420 A / 200 V (max. 30 kW), max. 10 Nm³/h CO₂, CO₂-Druck bis max. 10 bar(g), Befeuchtungssystem zur Einstellung der Gasfeuchte, On-line Analytik mit FTIR- und WLD-Gasanalysatoren zur Analyse der Produktgaszusammensetzung
  • Pilotanlage zur Produktion von Synthesegas (CO, H2) mit hoher Produktreinheit bestehend aus einem Elektrolysestack und einer Druckwechseladsorption (PSA), CO₂ recycle-Betrieb bis 40 bar(g), CO₂-Konversion bis 25 t/a; On-line Gasanalytik der Produktgas-, Recyclegas- und O2-Qualität

Fermenterkaskade

Fermenterkaskade zur biotechnologischen Konversion im industrienahen Maßstab mit umfassender Mess- und Regeltechnik sowie integrierter Produktaufreinigung.

Fermenterkaskade zur biotechnologischen Konversion im industrienahen Maßstab mit umfassender Mess- und Regeltechnik sowie integrierter Produktaufreinigung
© Gunter Binsack / Fraunhofer CBP
Fermenterkaskade zur biotechnologischen Konversion im industrienahen Maßstab mit umfassender Mess- und Regeltechnik sowie integrierter Produktaufreinigung

Standort: Fraunhofer IGB / Fraunhofer CBP, Leuna

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Bereitstellung von Pilotanlagen und Infrastruktur zur Skalierung von Fermentationsprozessen in den industriellen Maßstab inkl. Prozessevaluierung, -entwicklung und -optimierung

  • Herstellung von Farbstoffen und Feinchemikalien, Monomeren für Werkstoffe und Kunststoffe
  • Herstellung von Vitaminen, Enzymen oder Proteinen (z. B. als Ersatz für Fleisch/Milchprotein)
  • Ersatz petrochemischer Stoffe 
  • Bereitstellung von Mustermengen im Kilogramm- bis Tonnen-Maßstab
  • Batch-, Fed-Batch und kontinuierliche Kultivierung von Bakterien, Hefen und Pilzen (bis 10 m³)
  • Aerobe und anaerobe Prozessführung möglich
  • Ausgelegt für Mikroorganismen der Risikogruppe 1 (S1)
  • Umfangreiche Ausstattung zur Aufreinigung der Produkte

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Fermenter zur Kultivierung

  • Fermenterkaskade mit Nennvolumen von 10, 100, 300, 1000 und 10 000 L
  • Geometrisch ähnlich und umfassend automatisiert
  • Mess-/Regeltechnik für Drehzahl, Temperatur, Kopfraumdruck, pH-Wert, gelöst-Sauerstoffkonzentration, Methanolkonzentration und Abgasanalyse (CO2/O2)
  • In-situ-Sterilisation (SIP) und -Reinigung (CIP)
  • Edelstahl-Vorlagebehälter für Säure, Base, Antischaum und Feed
  • Automatisierte Methanol-Dosierung
  • pH-Kontrolle durch Zufuhr von gasförmigem Ammoniak im 10-m³-Reaktor
  • 500-L-Bioreaktor in ATEX-Ausführung
  • Ultrahochtemperaturanlage (UHT) zur kontinuierlichen Medien-Sterilisation (1-2 m³/h, 60-134 °C, 120-240 s Haltezeit)

Produktaufarbeitung und Konfektionierung

  • Ernte der Fermentationssuspension sowie Zwischenlagerung von Produktlösungen über gerührte und temperierbare Behälter (2 x 500 (mobil), 2 x 2000, 2 x 5000 und 2 x 10 000 L)
  • Separationstechnik (Tellerseparatoren 0,5 – 2 m3 / h, Vakuumtrommelzellenfilter 0,5 m², Filterpresse 10 x 0,4 m² und Vakuumfiltertrockner (ATEX) 0,5 m²)
  • Zellaufschluss (Hochdruckhomogenisator 0,4 m3 / h, 1000 bar, optional mit anschließender Durchflusskühlung)
  • Membranfiltration (MF / UF) für Entsalzung und Produktkonzentrierung; flexibler Einsatz von Spiralwickelmodulen (Material, Cut-off)
  • Feinreinigung über Flüssigchromatographie (7-35 L Säulenvolumen)
  • Kristallisatoren 180 L, 800 L (ATEX)
  • Sprüh- (5 kg / h) und Gefriertrocknung (0,8 m2) zur Konfektionierung der Produkte

Großtechnische Pyrolyseanlage für die Konversion von biogenen Reststoffen in fortschrittliche Biokraftstoffe und die Abtrennung von Wasserstoff aus Synthesegas

Großtechnische Pyrolyseanlage (Fraunhofer TCR Verfahren) für die Konversion von biogenen Reststoffen in fortschrittliche Biokraftstoffe und die Abtrennung von Wasserstoff aus Synthesegas

Großtechnische Pyrolyseanlage für die Konversion von biogenen Reststoffen in fortschrittliche Biokraftstoffe und die Abtrennung von Wasserstoff aus Synthesegas
© Fraunhofer UMSICHT
Großtechnische Pyrolyseanlage für die Konversion von biogenen Reststoffen in fortschrittliche Biokraftstoffe und die Abtrennung von Wasserstoff aus Synthesegas

Standort: Fraunhofer UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Die Anlage ermöglicht die thermochemische Konversion von biogenen Rest- und Abfallstoffen zu hochwertigen Produkten mit dem Fraunhofer TCR-Verfahren (Thermokatalytisches Reforming).
  • Die großtechnische Umsetzung erlaubt die Erzeugung von signifikanten Produktmengen (z.B. Pyrolyseöl, Rohbenzin, Synthesegas, Wasserstoff, Bio-Karbonisate) für Tests unter realen Anwendungsbedingungen.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Kapazität: 500 kg/h
  • Betriebstemperatur Pyrolyse: 450 – 700 Grad Celsius
  • Primärer Einsatzstoff: Klärschlamm mit >90% TS
  • In kleineren Versuchsanlagen wurden bereits mehr als 90 biogene Reststoffe als Einsatzstoff getestet.

Hochtemperatur-Ofentechnik mit zugehörigem Fasertransportequipment

Mit der Hochtemperatur-Ofentechnik und zugehörigen Fasertransportequipment des Fraunhofer IAP lassen sich verschiedenste Vorläufermaterialien in Kohlenstoffmaterialien u.a. Carbonfasern umwandeln. Die Entwicklung biogener und nachhaltiger Carbonfasern steht dabei im Fokus.

Carbonisierungsofen
© Fraunhofer IAP / Till Budde
Carbonisierungsofen

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Am Fraunhofer IAP wird seit vielen Jahren die Entwicklung und Herstellung von Carbonmaterialien bzw. -fasern vorangetrieben. Alle Kompetenzen (Technologie, Prozess, Material) entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden aus einer Hand bereitgestellt – vom Rohstoff, den Aufschluss über die Polymersynthese, die Formgebung der Vorläufermaterialien bzw. Faserspinnen bis hin zur thermomechanischen Umwandlung zu Carbonstrukturen bzw. -faser und der Weiterverarbeitung zu carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Begleitet wird der Gesamtprozess mit leistungsstarker und hochspezialisierter Analytik, um Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen aufzudecken. Diese Erkenntnisse sind die Basis dafür Materialien mit kunden- und anwendungsspezifischen Eigenschaften zu entwickeln.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Hochtemperatur-Batchprozesse bis 3.000 °C
  • flexible Prozessatmosphären: N₂, Ar, CO₂, Luft, Luftfeuchte u. a.
  • kontinuierliche Prozesse in Horizontal-Durchlauföfen für alle Temperaturbereiche:
    • Stabilisierung bis 400 °C
    • LT-Carbonisierung bis 1.100 °C
    • HT-Carbonisierung bis 2.000 °C
    • Graphitisierung bis 3.000 °C
  • Carbonfaser-Aktivierung, Sizing und Harzimprägnierung
  • umfassende Inline-Prozessdatenerfassung über alle Prozessstufen hinweg
  • Fasertransportsysteme für sämtliche Prozessschritte
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Hohlfaserziehanlage

Es stehen drei Hohlfaserziehanlagen für unterschiedliche Skalierungsstufen zur Verfügung. Abgebildet ist die kleinste Anlage, die speziell für das Screening von Herstellungsparametern konzipiert ist. Sie ermöglicht den Einsatz verschiedenster Polymere und Kernmedien, unterstützt unterschiedliche Produktionsverfahren und bietet einen variabel einstellbaren Air-Gap.

Hohlfaserspinnanlage
© Fraunhofer IAP
Hohlfaserspinnanlage

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit den Membrananlagen des Fraunhofer IAP lassen sich maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvolle Trennaufgaben realisieren — sei es bei der Aufreinigung von Wasser, der Trocknung von Gasen oder der gezielten Trennung komplexer Stoffgemische. Durch die flexible Einstellung der Membranmorphologie sowie den Einsatz von Komposit-, Mixed-Matrix- und Hohlfasermembranen wird eine präzise Anpassung an Ihre spezifischen Prozessanforderungen ermöglicht.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • vom Screening bis zum halbindustriellen Maßstab
  • einschichtige und mehrschichtige Hohlfasern
  • NIPS
  • dichte und poröse Hohlfasern
  • Post-Processing innerhalb der Systeme: recken, Temperaturvariation, Variation Lösemittel und Waschbädern
  • Inline-Trocknung und Nachbeschichtung
  • variabler Air-Gap von wenigen mm bis 50 cm
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Lignocellulose-Bioraffinerie

Lignocellulose-Bioraffinerie zum Aufschluss von lignocellulosehaltigen Rohstoffen und deren Fraktionierung in ihre chemischen Grundbestandteile Lignin und Zucker bzw. Faserstoffe

Lignocellulose-Bioraffinerie zum Aufschluss von lignocellulosehaltigen Rohstoffen und deren Fraktionierung in ihre chemischen Grundbestandteile Lignin und Zucker bzw. Faserstoffe
© Robert Hartmann / Fraunhofer CBP
Lignocellulose-Bioraffinerie zum Aufschluss von lignocellulosehaltigen Rohstoffen und deren Fraktionierung in ihre chemischen Grundbestandteile Lignin und Zucker bzw. Faserstoffe

Standort: Fraunhofer IGB / Fraunhofer CBP, Leuna

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Zur Erforschung und Entwicklung von Aufarbeitungs- und Fraktionierungstechnologien steht eine eigens entwickelte integrierte Pilotanlage zur Verfügung, die den Aufschluss mit organischen Lösungsmitteln unter erhöhten Drücken und Temperaturen, den sogenannten Organosolv-Technologien, ermöglicht.

  • Entwicklung und Pilotierung von Aufschlussprozessen für Lignocellulosen, z. B. von
    • Buche, Birke
    • Fichte
    • Eukalyptus
    • Abfallholz
    • Weizenstroh
    • Miscanthus
    • Rinde (verschiedene Arten)
  • Gewinnung von Lignocellulose-Inhaltsstoffen (Extraktstoffe, Hemicellulose, Lignin, Cellulose) mit spezifischen funktionellen Eigenschaften
    • Bereitstellung von Organosolv-Lignin für beispielsweise thermoplastische Kunststoffe, Kohlenstofffasern, aber auch kosmetische Anwendungen
    • Oxidation oder basenkatalytische Spaltung von Lignin (u. a. Organosolv-, Kraft-Lignin) zu aromatischen Monomer- und Oligomerbausteinen
    • Bereitstellung von Faserstoff, zum Beispiel zur Erzeugung von Faserverbundwerkstoffen
    • Extraktion weiterer Pflanzeninhaltsstoffe wie Rindenextraktstoffe

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Festbettreaktor (460 Liter, 36 bar, ATEX-konform) mit erzwungener Umwälzung und separaten Vorrats- und Entleerungsbehältern
  • Absetzbehälter (bis zu 1200 Liter, kühl- und rührbar, mit kontinuierlicher Lösungsmittelverdampfung, ATEX-konform)
  • Anlagen zum Auflösen, Waschen und Entwässern von Faserstoff
  • Behälter für die enzymatische Hydrolyse und Extraktion von Zellstoff mit Spiralrührern für hohe Feststoffbeladungen (2 x 800 Liter, pH- und Temperaturregelung)
  • Fallfilmverdampfer zur Aufkonzentrierung von Zuckerlösungen
  • Rektifikation zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln (1500 Liter, ATEX-konforme Anlage)

Membranteststation LSTA80

Die Membranteststation LSTA80 eignet sich für technische MF-, UF-, NF- und RO-Filtrationen von Wasser sowie aggressiven Medien. Sie ist für Betriebstemperaturen bis 80 °C und Drücke bis 80 bar ausgelegt. Zudem stehen verschiedene Module zur Verfügung, um unterschiedliche Membrangeometrien zu testen.

Membrananlage LSTA80
© Fraunhofer IAP / Murat Tutus
Membrananlage LSTA80

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Die Anlage bietet hohe Flexibilität durch den Einsatz verschiedener Modultypen – darunter Wickelmodule, Module für Flachmembranen (FS), FS-Stacks sowie Hohlfasermodule (HF). Sie kann sowohl im Dead-End- als auch im Crossflow-Modus betrieben werden. Zusätzlich ist der Betrieb im Feed-and-Bleed-Modus möglich. Langzeittests lassen sich im technischen Maßstab vollautomatisch durchführen – ideal für belastbare, praxisnahe Ergebnisse.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Betriebsdruck bis 80 bar
  • Betriebstemperatur bis 80 °C
  • geeignet für Wasser und aggressive Medien (Säuren, Basen und Lösungsmittel)
  • Inline-pH- und Leitfähigkeitsmessungen
  • Probenahme und Zudosierung während der Filtration
  • Untersuchungen zur Reinigung und Foulingverhalten von Membranen
  • Langzeitfiltrationen
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Membranziehanlage

Die Anlage ist für die Produktion von Flachmembranen konzipiert. Die Verarbeitungsparameter lassen sich gezielt anpassen, sodass die Membraneigenschaften prozessspezifisch optimiert werden können. Es können Flachmembranen mit einer Länge von bis zu 100 Metern und einer Breite von bis zu 0,4 Metern gefertigt werden; bei Bedarf sind auch längere Proben realisierbar. Die Herstellung umfasst Membrantypen wie MF, UF, NF sowie RO-Membranen. Zudem ist die Produktion von Membranstapeln, Wickelmodulen und Membrantaschen möglich.

Membranziehmaschine
© Fraunhofer IAP
Membranziehmaschine

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit den Membrananlagen des Fraunhofer IAP lassen sich maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvolle Trennaufgaben realisieren — sei es bei der Aufreinigung von Wasser, der Trocknung von Gasen oder der gezielten Trennung komplexer Stoffgemische. Durch die flexible Einstellung der Membranmorphologie sowie den Einsatz von Komposit-, Mixed-Matrix- und Hohlfasermembranen wird eine präzise Anpassung an Ihre spezifischen Prozessanforderungen ermöglicht.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • variable Trägersysteme
  • variable Polymere
  • variable Herstellungsparameter
  • Dimensionen: max. L = 100 m x B = 0,4 m (mit Vorlauf: 150 m x 0,4 m)
  • variable Fällbäder (Säuren, Basen und Lösungsmittel)
  • Fällbadtemperatur von 10 °C bis 60 °C
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Modulare Sortieranlage

Modular aufgebaute Sortieranlage im Pilotmaßstab zur Abscheidung bzw. Aufreinigung von Elektroschrott, Metallen, Kunststoffen, Papier und Pappe, mineralischen Abfällen und anderen komplexen Abfallströmen.

Modulare Sortieranlage
© Fraunhofer IWKS, Alzenau
Modulare Sortieranlage

Standort: Fraunhofer IWKS, Alzenau

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Durchführung von Auftragssortierungen für eine große Bandbreite fester Abfälle von wenigen Gramm bis zu mehreren Tonnen.
  • Entwicklung und Bewertung von praxisfähigen Sortierprozessen im Pilotmaßstab für eine kommerzielle Umsetzung.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Sortiermodule (und Zielmaterial): 

  • Magnetscheider (Eisenmetalle)
  • Wirbelstromscheider (Nichteisenmetalle, Leiterplatten)
  • Windsichter (Staub, Folien, Schäume)
  • Spannwellensieb (Feinmaterial, Übergrößen, Zielgröße)
  • NIR in Sensorsortiereinheit (Kunststoffarten, IR-Marker, Papiere)
  • Metalldetektion in Sensorsortiereinheit (Metalle, leitfähige Materialien)
  • RGB-Kameras in Sensorsortiereinheit (Farben, Größen, Objektarten)

Abfallströme (Auswahl): 

  • Produktionsabfälle oder Altprodukte: Kunststoffe, Metalle, mineralische Bestandteile
  • Schredderleichtfraktion (aus Automobilen und Elektroaltgeräten): Kunststoffe, Metalle, Schäume, Fasern
  • Elektroaltgeräte: Kunststoffe, Metalle, Holz, Leiterplatten, Elektronikbauteile, teilweise Glas
  • PV-Module: Glas, Kunststoffe, Metalle, Silizium
  • Bau- und Abbruchabfälle: Mineralische Materialien (Beton, Ziegel, Gips, …), Holz, Metalle, Kunststoffe
  • Altholz: Holz (behandelt, unbehandelt, beschichtet, Massivholz oder Holzspanwerkstoffe)
  • Papier: Papiere, Pappen, Kartons

Partikelgrößen: je nach Technologie ca. 1 mm bis 200 mm (Zerkleinerungstechnik vorhanden)

Durchsatz: wenige Gramm bis mehrere Tonnen je Stunde

MoTiV – Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen

Die Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen (MoTiV) ermöglicht die industrienahe Verarbeitung von Kunststofffolien. Damit können die Erwärmung, das Thermoformen, Siegeln und Schneiden der Materialien untersucht und analysiert werden. Die einzigartige Flexibilität der modularen Anlage ergibt sich durch die unbegrenzte Konfigurierbarkeit des Prozessablaufs, der Einsatz und die Kombination unterschiedlicher Technologien und der einfache Austausch der Formatwerkzeuge. Aufgrund dieser Eigenschaften wird die Anlage zur Entwicklung von neuen Verpackungen, neuartiger Technologien und Anlagenkonzepten sowie der Optimierung von Verarbeitungsfenstern genutzt. So können beispielsweise verschiedene Prototypen ab der Stückzahl 1 oder Maschineneinstellungen für recyclingfähige oder recycelte Materialien bestimmt werden. Siehe: https://youtu.be/Y8uoH6toZh4

MoTiV – Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen
© Fraunhofer IVV
MoTiV – Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen
MoTiV – Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen
© Fraunhofer IVV
MoTiV – Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen

Standort: Fraunhofer IVV

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Der Mehrwert der Anlage für Kund*innen besteht in der frühzeitigen und datengestützten Identifikation der relevanten Verpackungs- und Maschinenparameter zur Erzielung einer anforderungsgerechten Verpackung und eines effizienten Verarbeitungs- und Verpackungsprozesses. Darüber hinaus können neuartige Technologieansätze in einer Laborumgebung aufwandsarm getestet werden. Die Modellanlage ermöglicht Prototypenentwicklung und die Erprobung neuer Kunststoffe ebenso wie die Optimierung von Verarbeitungsprozessen.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Probenmaße 150 mm x 150 mm x 0,05 bis 2 mm
  • Formeinsatzgröße max. 100 mm x 120 mm
  • Heiztemperatur bis 200 °C
  • Heizzeit ab 1 s
  • Formdruck bis 6 bar
  • Formzeit ab 250 ms
  • Siegeltemperatur bis 200 °C

Nassspinnanlage

Neben drei Nassspinnanlagen (Lösungs- und Luftspaltspinntechnologie) steht am Fraunhofer IAP eine Anlage zum Schmelzspinnen zur Verfügung. Lösungs- und Schmelzspinnen können sowohl im Labor- als auch im Technikumsmaßstab durchgeführt werden.

Nassspinnanlage
© Fraunhofer IAP / Till Budde
Nassspinnanlage

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Mit den Anlagen zum Lösungs- und Schmelzspinnen des Fraunhofer IAP können maßgeschneiderte Fasern und Vliesstoffe entwickelt werden. Nachhaltige Biopolymere und effiziente Spinntechnologien werden eingesetzt, um optimale Materialeigenschaften zu erzielen. Strukturanalysen ermöglichen die gezielte Anpassung an spezifische Anforderungen. 

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Hohlfasern, Bico-Fasern, Folien und Vliesstoffe
  • Nassspinnlinien mit Kapazitäten bis 3.000 Filamente
  • Schmelzspinnlinie für bis zu 120 Filamente
  • NMMO-Spinnlösung: Durchsatz bis 50 kg/h
  • Viskoseproduktion: Blaschke-Anlage mit 50 kg Batchgröße
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Ölsaaten-Bioraffinerie (EthaNa-Anlage)

Ölsaaten-Bioraffinerie zur ganzheitlichen Verwertung von Ölsaaten (z. B. Raps) durch Nutzbarmachung aller enthaltenen Fraktionen (Schalen, Öle, Proteine, sekundäre Pflanzenstoffe) in hoher Qualität und Reinheit

Dekanter für die Abtrennung der Feinst- und Schwebstoffe
© Fraunhofer IGB
Dekanter für die Abtrennung der Feinst- und Schwebstoffe
Schneckenpresse für Fest-Flüssig-Trennung
© Fraunhofer IGB
Schneckenpresse für Fest-Flüssig-Trennung
Rohrbündeltrockner für Trocknung und Ethanolrückgewinnung
© Fraunhofer IGB
Rohrbündeltrockner für Trocknung und Ethanolrückgewinnung

Standort: Fraunhofer IGB

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

In der Ölsaaten-Bioraffinerie kommt das milde EthaNa-Verfahren zur Aufarbeitung von Ölsaaten zum Einsatz, das bei Umgebungsdruck und maximal 70 °C gefahren wird, um eine Denaturierung der Proteine und andere qualitätsmindernde Reaktionen zu vermeiden. Dem Extraktionsanlagenkomplex ist eine Schälanlage vorgeschaltet, um Schalen von den Kernen zu trennen. So wird verhindert, dass Bitterstoffe aus den Schalen die Qualität des Öls mindern, und gleichzeitig die Nutzung der Schalenfraktion (z. B. als Dämmstoff) ermöglicht.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Anlage zur ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa)

  • Dispergierung der Rapskerne in Ethanol und Zerkleinerung
  • Modifizierte Schneckenpresse zur Abtrennung des Öls von Rapskernen
  • Dekantierbehälter zur Abtrennung des Öls von der Ethanolphase
  • Dekanter zur Extraktion des restlichen Öls von der festen Phase und zur Fest-Flüssig Trennung
  • Rohrbündeltrockner zur Trocknung des Rapskernkonzentrats und Rückgewinnung von Ethanol 

Plasmalyse von (Abfall-) Kohlenwasserstoffen

Zwei verschiedene Aufbauten von Mikrowellen-Plasmasystemen mit einer Leistung von bis zu jeweils 6 kW. Untersucht wird, inwiefern sich diese Technologie dazu eignet, verschiedenste Kohlenwasserstoffe möglichst effizient zu zersetzen. Die dadurch erhaltenen Produkte wie bspw. fester Kohlenstoff werden auf ihre weitere Verwendbarkeit, z.B. als Füllstoffe oder Pigmente, untersucht. Das Plasma wird mittels Mikrowellen rein elektrisch betrieben. Es ist also besonders gut für den Betrieb mit regenerativ erzeugter Energie geeignet.

Plasmalyse von (Abfall-) Kohlenwasserstoffen
© Fraunhofer IWKS
Plasmalyse von (Abfall-) Kohlenwasserstoffen
Plasmalyse von (Abfall-) Kohlenwasserstoffen
© Fraunhofer IWKS
Plasmalyse von (Abfall-) Kohlenwasserstoffen

Standort: Fraunhofer IWKS

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Durchführung von Untersuchungen zur Neutralisation von toxischen Dämpfen/Abgasen die während der Produktion entstehen
  • Untersuchungen zur Spaltung von Methan/Biogas zur Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenstoff
  • Untersuchungen zur plasmabasierten Zersetzung verschiedenster Polymere, die bspw. während eines Produktionsprozesses anfallen
  • Prozessevaluierung vom Labor bis in den Pilotmaßstab auf Mikrowellenplasma-Systeme über drei Größenordnungen (450 W, 6        kW, 75 kW)
  • Charakterisierungsmöglichkeiten sowohl des Plasmas als auch der Zersetzungsstoffe der Gase als auch der Feststoffe durch hervorragende Analytik
  • rein elektrisch betreibbar

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • vier verschiedene Mikrowellenplasma-Systeme über drei Größenordnungen (450 W, 6 kW, 75 kW) von verschiedenen Herstellern vorhanden
  • Gasflüsse von einigen hundert ml bis 3000 L pro Minute möglich
  • Plasmatemperaturen bis 2000 K möglich
  • Tests mit verschiedenen Gasen (Methan, Stickstoff, Luft, CO2, etc.) möglich
  • Zugabe verschiedenster flüssiger (Öle, Lösungsmittel) und fester (organische Reststoffe, Kunststoffe) Stoffe möglich

Teststation für Einzelgasmessung (EESR)

Die Teststation für Einzelgase ermöglicht die vollautomatische Analyse der Gasdurchlässigkeit dichter Gasmembranen. Dabei werden Timelag und Diffusionskonstante quantitativ und hochpräzise erfasst, um daraus Permeabilität und Selektivität zu berechnen. Derzeit sind die Gase He, H₂, CO₂, O₂, N₂ und CH₄ dauerhaft angeschlossen. Die Anlage ist modular erweiterbar, sodass weitere Gase je nach Anforderung eingebunden werden können. Zudem können Lösungsmitteldämpfe sowie deren Einfluss auf Membranen und Filtrationseigenschaften untersucht werden. Das Ergebnis der Messungen ist der ideale Trennfaktor.

Membran-Anlage EESR
© Fraunhofer IAP / Murat Tutus
Membran-Anlage EESR

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit der Teststation für Einzelgase können je nach Kundenbedarf ideale Trennfaktoren verschiedener Gase ermittelt werden. Dabei lassen sich unterschiedliche Membrangeometrien wie Flachmembranen (FS) und Hohlfasern (HF) untersuchen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, weitere Gase flexibel anzuschließen und vollautomatisch zu analysieren. Die Anlage erlaubt die präzise Bestimmung von Permeabilitäten und Diffusionskonstanten sowie die Untersuchung verschiedener Selektivitäten und des Alterungsverhaltens von Membranen. Darüber hinaus können auch der Einfluss von Temperatur und Herstellungsparametern auf die Gasdiffusion analysiert werden.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Probengröße: max. 47 mm und kleiner
  • Temperaturbereich: 20 - 90 °C
  • Lösemittelverunreinigungen und -dämpfe können berücksichtigt werden
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Teststation für feuchte Mischgase

Die Teststation für Mischgase ermöglicht die vollautomatische Analyse der Durchlässigkeit verschiedenster, auch feuchter Gaskombinationen. Dabei werden Permeabilität und Gaszusammensetzung quantitativ und mit hoher Präzision bestimmt. Es können unterschiedliche Membrangeometrien wie Flachmembranen (FS) und Hohlfasern (HF) sowie verschiedene Modultypen – darunter Dead-End-, Crossflow- und Wickelmodule – eingesetzt werden. Die Anlage ist modular erweiterbar, sodass weitere Gase je nach spezifischer Anforderung angeschlossen werden können. Auch die nachgeschaltete Gaschromatographie kann flexibel ergänzt werden. Das Ergebnis der Messungen ist der reale Trennfaktor.

Teststation für feuchte Mixedgase
© Fraunhofer IAP / Murat Tutus
Teststation für feuchte Mixedgase

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit der Teststation für Einzelgase lassen sich reale Trennfaktoren verschiedener Gase bedarfsgerecht ermitteln. Untersucht werden können unterschiedliche Membrangeometrien – etwa Flachmembranen (FS) und Hohlfasern (HF). Darüber hinaus ist die Anlage flexibel erweiterbar, sodass weitere Gase entsprechend individueller Anforderungen angeschlossen und vollautomatisch analysiert werden können.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Probengröße: bis maximal 96 mm
  • Temperaturbereich: 20–100 °C
  • Druckbereich: bis 6 bar
  • erweiterbar für Lösungsmitteldämpfe
  • flexibel einsetzbar für verschiedene Gase und Gaskombinationen
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Verarbeitungstechnikum für Biopolymere Schwarzheide

Das Verarbeitungstechnikum für Biopolymere am Fraunhofer IAP bietet eine umfassende Infrastruktur zur industriellen Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe. Mit modernster Technik für Folienextrusion, Formgebung, Extrusion, Recycling und Compounding ermöglicht es die Entwicklung, Optimierung und Umsetzung innovativer Materialien – von der Idee bis zum seriennahen Prototyp.

Verarbeitungstechnikum für Biopolymere Schwarzheide am BASF-Standort Schwarzheide
© Fraunhofer IAP / Till Budde
Verarbeitungstechnikum für Biopolymere Schwarzheide
Verarbeitungstechnikum für Biopolymere Schwarzheide am BASF-Standort Schwarzheide-2
© Fraunhofer IAP / Steffen Rasche
Verarbeitungstechnikum für Biopolymere Schwarzheide am BASF-Standort Schwarzheide-2

Standort: Schwarzheide am BASF-Standort Schwarzheide

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Mit industrienaher Anlagentechnik und etablierten Verfahren der Thermoplastverarbeitung bietet das Fraunhofer IAP eine umfassende Plattform für die Entwicklung, Optimierung und Einführung zirkulärer, thermoplastischer Kunststoffe. Ob Biokunststoffe, Biopolymere, Rezyklate oder Neumaterialien – Kundinnen und Kunden profitieren von einem One-Stop-Service entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die hohe Fertigungstiefe ermöglicht die schnelle Umsetzung von Prototypen bis hin zur Demonstration unter realen Bedingungen. Neue Werkstoffe können flexibel und effizient bis zur produktionsreifen Anwendung geführt werden – ideal für Unternehmen, die Innovationen zügig und praxisnah in den Markt bringen wollen.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Folienverarbeitung: Blasfolien-, Flachfolienextrusion (1- und 3-Schicht)
  • Biaxiale Folienreckung, Papier- und Folienbeschichtung
  • Formgebung und Bauteilfertigung: Thermoformen, Extrusionsblasformen (EBM), Spritz-Streck-Blasformen (ISBM), Spritzgießen
  • Extrusionstechnologien: Profilextrusion, Extrusionsschäumen, Herstellung von 3D-Druckfilamenten
  • Materialentwicklung und -verarbeitung: Compoundierung, Kunststoffrezyklierung
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Verfahrenskonzept zur Kopplung eines elektrochemischen und thermokatalytischen Prozesses

Die Prozesskaskade vereint eine CO2-Elektrolyse und einen thermokatalytischen Festbettreaktor, um CO₂ in werthaltige Produkte umzuwandeln. Im ersten Schritt wird CO₂ mit H2O in dem elektrochemischen Prozess in Synthesegas umgesetzt. Anschließend wird das Synthesegas über eine Kompressorstation verdichtet und einem thermokatalytischen Prozess zu werthaltigen Chemikalien (z.B. höhere Alkohohle) umgesetzt. Die Anlagentechnik besteht aus einer CO2-Elektrolyse- und einer Thermokatalyse-Technikumsanlage, welche mit einer Kompressorstation verbunden werden. Die Anlagen sind mit Online-Analytik (FTIR, GC-FID / -WLD) und Sensorik (Druck, Temperatur, Leistung) ausgestattet, um die Massen- und Energiebilanzen der untersuchten Teilprozesse und der gesamten Prozesskaskade abzubilden.

Verfahrenskonzept zur Kopplung eines elektrochemischen und thermokatalytischen Prozesses
© Fraunhofer UMSICHT
Verfahrenskonzept zur Kopplung eines elektrochemischen und thermokatalytischen Prozesses

Standort: Fraunhofer UMSICHT

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Untersuchung von thermischen Katalysatoren im Einsatz mit Realgasen aus (CO2-)-Elektrolyseprozessen
  • Echtzeit-Überwachung für höchste Produktqualität und Prozesssicherheit
  • Nachweis der technischen Machbarkeit und Skalierbarkeit von gekoppelten Elektrolyse- / Thermokatalyse-Prozessen für den industriellen Einsatz
  • Untersuchung von Materialien und Komponenten im Einsatz in der Prozesskaskade sowie unter lastflexiblen Betriebsbedingungen

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Elektrochemische Testanlage

  • Teststand für Einzelzellen bis ~ 500 cm², Strom bis max. 150 A, max. 5 NL/min CO2, Dosierung von Störkomponenten (N2, O2, NOx, SOx), Druck bis 3 bar(g), Controlled Evaporation-Befeuchtungssystem zur präzisen Kontrolle der Gasfeuchte, On-line Analytik mit FTIR- und WLD-Gasanalysatoren zur Analyse der Produktgaszusammensetzung

Kompressorstation

  • Kompression von CO2, CO, H2 Gasgemischen, Eingangsdruck: 0,5-4,0 bar(g), Ausgangsdruck: max. 100 bar(g), Förderleistung 0,5-3,0 NL/min.

Thermokatalytische Testanlage

  • Katalytische Konversion von Synthesegasen, Temperatur: 500 °C bei 60 bar / 1.000 °C bei 1 bar, elektrisch beheizter 1 Zoll-Rohrreaktor, Online-Produktanalytik

NGS Facility

One-Stop-Shop der Next-Generation Sequencing Facility für die De-novo-Sequenzierung von Bakterien und Pilzen, Transkriptionsprofilanalysen, die Identifizierung relevanter Gene und das Screening nach Biomarkern für die (personalisierte) Diagnostik verschiedener klinischer Indikationen

NGS Facility
© Fraunhofer IGB
NGS Facility

Standort: Fraunhofer IGB

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Dreistufiger Arbeitsprozess, der die Schritte der Probenaufbereitung und der Sequenzierung im Labor wie auch die abschließende, bioinformatische Analyse abdeckt:

Probenaufbereitung

  • DNA/RNA Extraktionen aus verschiedensten Geweben/Umweltproben
  • Umfassendes Repertoire an spezifischen Protokollen (DNA, RNA)

Sequenzierung

  • Genomsequenzierungen 
  • Transkriptomsequenzierungen
  • Epigenetische Signaturanalysen
  • Targeted Sequencing

Bioinformatische Analyse

  • De-novo-Assemblierung
  • Annotation auf In-silico- oder nach Wunsch auch auf experimenteller Basis mithilfe von RNASeq-Daten
  • Mapping und Varianzanalysen
  • Differentielle Genexpressionsanalysen
  • Metagenom- und Metatranskriptomanalysen
  • Biomarker-Screening

Anwendungen

  • Sequenzierung humanen Erbmaterials für den Nachweis von Biomarkern zur Früherkennung von Tumorerkrankungen oder COPD
  • De-novo-Genom- und De-novo-Transkriptomsequenzierungen von Mikroorganismen als humanpathogene Erreger (Infektionen, Sepsis) oder biotechnologische Produktionsstämme
  • Erkennung antimikrobieller Resistenzen (AMR) und Monitoring von Resistenzen aus einer Vielzahl an biologischen Proben (Patienten, Umwelt, …)
  • Bestimmungen komplexer Bakterienpopulationen (Metagenome) in Biozönosen

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • QIAcube (Qiagen); Qiasymphony: Automatisierte Probenvorbereitung mit Qiagen Kits bis zu 12 Proben
  • Fragment Analyzer: Qualitätskontrolle und Quantifizierung von RNA und DNA
  • Biomek Fx (Beckman Coulter): Pipettierautomatisierung – flexibel programmierbare Protokolle
  • NextSeq2000 (Illumina): Hochdurchsatzsequenzierung im High-Throughput oder Rapid Mode vielfältige Kits zur Probenvorbereitung je nach Fragestellung
  • Oxford Nanopore Sequenzierung: Sequenzierung langer Nukleinsäurefragmente in Echtzeit
  • HPC: High-Performance Rechencluster mit vier Recheneinheiten 

AJCsens – Adaptiver Zielstrahlreiniger mit hochintegriertem Verschmutzungs-Sensor

Der Adaptive Jet Cleaner (AJC) ist ein am Fraunhofer IVV entwickeltes, zweiachsig motorbetriebenes Zielstrahlreinigungssystem zur bedarfsgerechten Reinigung von Tanks, die bei der Herstellung viskoser Produkte in den Bereichen Lebensmittel-, Getränke-, Kosmetik- und Pharmaindustrie eingesetzt werden. Die weiterentwickelte Version »AJCsens« verfügt über eine hochintegrierte Verschmutzungssensorik und ermöglicht erstmals ein kontinuierliches Inline-Monitoring des Reinigungsprozesses – für eine hocheffiziente und ressourcenschonende Reinigung.

AJCsens – Adaptiver Zielstrahlreiniger mit hochintegriertem Verschmutzungs-Sensor
© Fraunhofer IVV
AJCsens – Adaptiver Zielstrahlreiniger mit hochintegriertem Verschmutzungs-Sensor

Standort: Fraunhofer IVV

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

Durch die Inline-Detektion der realen Verschmutzungen und Rückstände können Reinigungsprozesse vollständig dokumentiert, bedarfsgerecht angepasst und ein sich selbstoptimierendes System erzeugt werden. Der Reinigungsprozess erfolgt nicht mehr im Worst-Case-Szenario – das spart Ressourcen und erhöht Produktionszeiten.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • in verschiedensten kunden-/applikationsspezifischen Ausführungen verfügbar
  • Druck bis 160 bar
  • Temperatur bis 80°C (nächster Entwicklungsschritt bis 130°)
  • Volumenstrom 14m3/h @ 5 bar (Standardversion)

Aquakultur-Kreislaufanlage

Am Fraunhofer IME steht eine weltweit einzigartige RAS-Forschungsanlage (Recirculation-Aquaculture System) zur Verfügung, welche die Untersuchung der physikochemischen und biologischen Prozesse in RAS-Anlagen ermöglicht. Die aus Edelstahl gefertigte Anlage besteht aus sieben Einzelkreisläufen und lässt den Einsatz 14C-markierter Substanzen zu. Dadurch können wertvolle Informationen zum Verbleib futterbürtiger und biogener Stoffe in der Produktionskette gewonnen werden. Die Forschungsanlage kann somit helfen die Zusammensetzung von Fischfuttermitteln und die Eigenschaften von Futterzusatzstoffen zu optimieren, die Reinigungsleistung von Kreislaufanlagen zu verbessern und somit die Entwicklung von Produkten unterstützen, die einen hohen Grad an Sicherheit für Verbraucher und Umwelt bieten. Die Aquakulturkreislaufanlage kann im Süßwasserbetrieb laufen. Unterschiedliche Fischarten wie z.B. die Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) und die Niltilapie (Oreochromis niloticus) können im Rahmen der Fütterungsversuche eingesetzt werden.

Aquakultur-Kreislaufanlage
© Fraunhofer IME | Klaus-Peter Kappest
Aquakultur-Kreislaufanlage

Standort: Fraunhofer IME

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Stoffbewertung (Futterinhaltsstoff, Tierarzneimittel) in Kreislaufanalagen der Aquakultur
  • Versuche mit 14C-Markierung möglich
  • USP: hochauflösende Analytik und Metaboliten-Aufklärung sowie Studien zu Verbleib, Wirkung, Nebenwirkungen

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • 7 Kleinkreislaufanlagen mit 250 Liter Beckenvolumen
  • Anlagen aus Edelstahl ermöglichen Einsatz von 14C-markierten Substanzen
  • Online-Monitoring wichtiger Parameter zur Fischhälterung
  • Siehe auch: Aquakulturkreislaufanlage

Fischmetabolismusstudien in Durchflussanlagen

Teil der Forschungseinrichtung für Aquakulturstudien in Schmallenberg sind zwei moderne Durchflusssysteme aus Edelstahl, die die Technologie für die Durchführung von Fischstoffwechselstudien mit Tieren bis zur Marktgröße bereitstellen. Die Versuche können unter Durchflussbedingungen in großen Tankanlagen (2 m³) durchgeführt werden. Alle Tanks sind mit leistungsstarken Filtersystemen ausgestattet, um die Anreicherung von gelösten Testsubstanzen und ausgeschiedenen Metaboliten im Wasser während der Stoffwechselstudien zu vermeiden. Das Testsystem erfüllt alle Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen für Registrierungsstudien mit 14C-markierten Verbindungen. Als Testorganismen stehen Karpfen (Cyprinus carpio) und Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) zur Verfügung. Stabilisierte Versuchsfuttermittel, die mit radioaktiv markierten Testsubstanzen angereichert sind, können vor Ort hergestellt werden. Die Probenvorbereitung und die analytischen Untersuchungen werden am Fraunhofer IME in Schmallenberg durchgeführt. Für den Nachweis und die Identifizierung von Pestizidmetaboliten stehen modernste Analysegeräte zur Verfügung, darunter Radio-HPLC, LC/MS und NMR-Technologie. Das Fraunhofer IME bietet Prüfungen nach den Grundsätzen der Guten Laborpraxis (GLP) an.

Fischmetabolismusstudien in Durchflussanlagen
© Fraunhofer IME | Klaus-Peter Kappest
Fischmetabolismusstudien in Durchflussanlagen

Standort: Fraunhofer IME

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Stoffbewertung (Pflanzenschutzmittel, Futterinhaltsstoffe, Tierarzneimittel) in Durchflussanlagen: Studien nach SANTE/10254/2021 (Nature of pesticides residues in fish)
  • Versuche mit 14C-Markierung möglich
  • USP: hochauflösende Analytik und Metaboliten-Aufklärung sowie Studien zu Verbleib, Wirkung, Nebenwirkungen

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • 2 Versuchstankanlagen (2 m³)
  • Anlagen aus Edelstahl ermöglichen Einsatz von 14C-markierten Substanzen
  • Online-Monitoring wichtiger Parameter zur Fischhälterung
  • Siehe auch: Studien Fischmetabolismus
  • Weitere Informationen finden Sie hier.

Fischtest-Durchflussanlagen

Das System besteht aus zwei Temperierwannen, die jeweils mit bis zu 14 Testbecken (je 25 Liter) bestückt werden können. Die Testmedien sowie das Verdünnungswasser werden mit Hochleistungs-Dosierpumpen zugeführt. Die flexible Bauweise erlaubt eine spezifische technische Anpassung für alle denkbaren Substanzeigenschaften, wie z.B. geringe Wasserlöslichkeit, schnelle Abbaubarkeit oder hohe Lipophilität.

Fischtest-Durchflussanlagen
© Fraunhofer IME | Studio 95 | Frank Peinemann
Fischtest-Durchflussanlagen

Standort: Fraunhofer IME

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • bis Mehrgenerationentests nach GLP möglich, z.B. ZEOGRT, High-End-Fischtest für spezifische Wirkungen (z.B. endokrin)
  • Analytik im Ultraspurenbereich (pg/L), In-House Analytik
  • Erfassung von molekularen Indikatoren für Wirkmechanismen
  • Vergleich mit tPOD in Fischeiern (NOEC-Ersatz, Alleinstellung)

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • 6 Durchflussanlagen, die die Anforderung der OECD-Richtlinien erfüllen (z.B. Anzahl der Becken, Austauschraten)
  • 2 Durchflussanlagen für Tests im kleineren Maßstab, z.B. für Studien zur akuten Toxizität, Tests mit Invertebraten oder Studien, für die nur eine begrenzte Menge Substanz zur Verfügung steht
  • Temperierung kann Fischart-spezifisch angepasst werden (Kaltwasser, Warmwasser)
  • Vollständig alarmgesichert um Tierschutz-Anforderungen zu erfüllen

Hohlfaserziehanlage

Es stehen drei Hohlfaserziehanlagen für unterschiedliche Skalierungsstufen zur Verfügung. Abgebildet ist die kleinste Anlage, die speziell für das Screening von Herstellungsparametern konzipiert ist. Sie ermöglicht den Einsatz verschiedenster Polymere und Kernmedien, unterstützt unterschiedliche Produktionsverfahren und bietet einen variabel einstellbaren Air-Gap.

Hohlfaserspinnanlage
© Fraunhofer IAP
Hohlfaserspinnanlage

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit den Membrananlagen des Fraunhofer IAP lassen sich maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvolle Trennaufgaben realisieren — sei es bei der Aufreinigung von Wasser, der Trocknung von Gasen oder der gezielten Trennung komplexer Stoffgemische. Durch die flexible Einstellung der Membranmorphologie sowie den Einsatz von Komposit-, Mixed-Matrix- und Hohlfasermembranen wird eine präzise Anpassung an Ihre spezifischen Prozessanforderungen ermöglicht.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • vom Screening bis zum halbindustriellen Maßstab
  • einschichtige und mehrschichtige Hohlfasern
  • NIPS
  • dichte und poröse Hohlfasern
  • Post-Processing innerhalb der Systeme: recken, Temperaturvariation, Variation Lösemittel und Waschbädern
  • Inline-Trocknung und Nachbeschichtung
  • variabler Air-Gap von wenigen mm bis 50 cm
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Kläranlagensimulation

Kläranlagensimulation im Labor nach OECD 303A, die gleichzeitig mit 14C-markierten Substanzen betrieben werden kann und Verbleibsbilanzierung von Abbauprodukten ermöglicht!

Kläranlagensimulation
© Fraunhofer IME | Studio 95 | Frank Peinemann
Kläranlagensimulation

Standort: Fraunhofer IME

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Stoffbewertung nach GLP (REACH, EMA, EU-Pflanzenschutz)
  • Versuche mit 14C-Markierung möglich: Bilanzierung, hochauflösende Analytik
  • Metaboliten-Aufklärung: Wirkung auf Abbau, Verbleib

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Membranteststation LSTA80

Die Membranteststation LSTA80 eignet sich für technische MF-, UF-, NF- und RO-Filtrationen von Wasser sowie aggressiven Medien. Sie ist für Betriebstemperaturen bis 80 °C und Drücke bis 80 bar ausgelegt. Zudem stehen verschiedene Module zur Verfügung, um unterschiedliche Membrangeometrien zu testen.

Membrananlage LSTA80
© Fraunhofer IAP / Murat Tutus
Membrananlage LSTA80

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Die Anlage bietet hohe Flexibilität durch den Einsatz verschiedener Modultypen – darunter Wickelmodule, Module für Flachmembranen (FS), FS-Stacks sowie Hohlfasermodule (HF). Sie kann sowohl im Dead-End- als auch im Crossflow-Modus betrieben werden. Zusätzlich ist der Betrieb im Feed-and-Bleed-Modus möglich. Langzeittests lassen sich im technischen Maßstab vollautomatisch durchführen – ideal für belastbare, praxisnahe Ergebnisse.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • Betriebsdruck bis 80 bar
  • Betriebstemperatur bis 80 °C
  • geeignet für Wasser und aggressive Medien (Säuren, Basen und Lösungsmittel)
  • Inline-pH- und Leitfähigkeitsmessungen
  • Probenahme und Zudosierung während der Filtration
  • Untersuchungen zur Reinigung und Foulingverhalten von Membranen
  • Langzeitfiltrationen
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Membranziehanlage

Die Anlage ist für die Produktion von Flachmembranen konzipiert. Die Verarbeitungsparameter lassen sich gezielt anpassen, sodass die Membraneigenschaften prozessspezifisch optimiert werden können. Es können Flachmembranen mit einer Länge von bis zu 100 Metern und einer Breite von bis zu 0,4 Metern gefertigt werden; bei Bedarf sind auch längere Proben realisierbar. Die Herstellung umfasst Membrantypen wie MF, UF, NF sowie RO-Membranen. Zudem ist die Produktion von Membranstapeln, Wickelmodulen und Membrantaschen möglich

Membranziehmaschine
© Fraunhofer IAP / Till Budde
Membranziehmaschine

Standort: Fraunhofer IAP

Mehrwert der Anlagen für Kund*innen:

Mit den Membrananlagen des Fraunhofer IAP lassen sich maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvolle Trennaufgaben realisieren — sei es bei der Aufreinigung von Wasser, der Trocknung von Gasen oder der gezielten Trennung komplexer Stoffgemische. Durch die flexible Einstellung der Membranmorphologie sowie den Einsatz von Komposit-, Mixed-Matrix- und Hohlfasermembranen wird eine präzise Anpassung an Ihre spezifischen Prozessanforderungen ermöglicht.

Wesentliche Anlagenparameter sind:

  • variable Trägersysteme
  • variable Polymere
  • variable Herstellungsparameter
  • Dimensionen: max. L = 100 m x B = 0,4 m (mit Vorlauf: 150 m x 0,4 m)
  • variable Fällbäder (Säuren, Basen und Lösungsmittel)
  • Fällbadtemperatur von 10 °C bis 60 °C
  • Weitere Informationen finden Sie hier

Umweltsimulationsstudien gemäß OECD Richtlinien 307, 308 und 309

Detaillierte Bestimmung des Stoffverbleibs in Böden, Wasser/Sediment-Systemen und Oberflächenwasser. Bestimmung der vollständigen Massenbilanz inkl. volatile Abbauprodukte für jede Probe. Ermittlung der Halbwertzeit (DTso) und des Abbauweges der Testsubstanz.

Umweltsimulationsstudien OECD 307/308/309-Studien
© Fraunhofer IME | Klaus-Peter Kappest
Umweltsimulationsstudien OECD 307/308/309-Studien

Standort: Fraunhofer IME

Mehrwert der Anlage für Kund*innen:

  • Stoffbewertung nach GLP (REACH, EMA, EU-Pflanzenschutz)
  • Versuche mit 14C-Markierung, Bilanzierung, hochauflösende Analytik
  • Metaboliten-Aufklärung: Abbau, Verbleib

Wesentliche Anlagenparameter sind:

Siehe OECD-Guideline 307 / 308 / 309