Referenzprojekte

Förderung: BMBF || Laufzeit: April 2019 – März 2022 || Im Wachstumskern »abonoCARE®« haben sich neun kleine und mittlere Unternehmen (KMU) mit sechs Forschungsreinrichtungen zusammengeschlossen, um wirtschaftliche Wertschöpfungsketten für das Nährstoffrecycling aus organischen Reststoffen zu entwickeln und nachhaltige Hochleistungsdüngeprodukte für eine effiziente Landwirtschaft anzubieten. Hierzu werden unterschiedliche Technologien zur Aufarbeitung und Konfektionierung organischer Reststoffe entwickelt.

Förderung: Fraunhofer-Max-Planck-Kooperationsprogramm || Laufzeit: Januar 2019 – Dezember 2022 || Einen ambitionierten Ansatz, um CO2 mithilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen zu Chemikalien umzusetzen, verfolgt das Projekt Projekt »eBioCO2n«, das gemeinsam von Fraunhofer- und Max-Planck-Wissenschaftlern bearbeitet wird: CO2 soll – ähnlich wie in der Fotosynthese – mithilfe elektronenübertragender Biokatalysatoren fixiert und dann mit weiteren enzymatischen Umsetzungsschritten verknüpft werden.

Förderung: BMWi || Laufzeit: Juni 2018 – März 2021 || Membranbefeuchter spielen in der Brennstoffzelle als externe Komponente eine wichtige Rolle für das Wassermanagement. Im Projekt AMBITION wurde eine umfangreiche Infrastruktur und das notwendige Know-how aufgebaut, um Befeuchtermembranen umfassend zu charakterisieren. So kann mittlerweile der Wassertransfer von Hohlfaser- und Flachmembranen automatisiert (24/7) bestimmt werden und es stehen Tools für die rationale Membranauswahl zur Verfügung.

Förderung: BMU || Laufzeit: Novemver 2020 – Oktober 2022 || Indiens schnell wachsende Städte stehen vor der Aufgabe, ihre Wasserver- und Abwasserentsorgung zu modernisieren. Um deutsche Unternehmen bei der Erschließung des indischen Markts zu unterstützen, werden im Projekt AQUA-Hub zwei Water Innovation Hubs in ausgewählten »Smart Cities« realisiert und von Demonstrationen deutscher Messtechnik flankiert.

Förderung: »Fraunhofer vs. Corona« || Laufzeit: Oktober 2020 – September 2021 || Eine erhöhte Infektionsgefahr mit SARS-CoV-2 geht von Aerosolen aus. Hier setzt das Vorhaben Virus-Grill an: Durch die Inaktivierung von Viren mittels Erhitzung der Luft soll die Infektionswahrscheinlichkeit über in der Raumluft schwebende Tröpfchen vermindert werden. Das Vorhaben ist Bestandteil des Projekts AVATOR, in dem Wege zur Verminderung der Infektionsgefahr durch Aerosol-getragene Viren in geschlossenen Räumen untersucht werden.

Förderung: Fraunhofer-Gesellschaft || Laufzeit: Juni 2014 – Mai 2018 || Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »Theranostische Implantate« hat das Fraunhofer IGB eine Beschichtung aus Albumin für Titan-Implantate entwickelt, die eine deutliche Beschleunigung des Anwachsens von mesenchymalen Stammzellen bewirkt. Die Schichten können ohne Funktionsverlust mit Standardmethoden sterilisiert werden.

Förderung: BMBF || Laufzeit: November 2020 – November 2023 || Durch die begrenzte Verfügbarkeit fossiler Ressourcen wird es für die Textilindustrie immer wichtiger, alternative Rohstoffe für die Herstellung von Fasern in Textilien zu identifizieren und zu entwickeln. Im Forschungsprojekt AlgaeTex werden verschiedene Polymere hergestellt, die zu einem möglichst hohen Anteil aus algenbasierten Fettsäuren bestehen sollen. Ziel dabei ist die Entwicklung von schmelzspinnbaren Polyestern und Polyamiden, um einen breiten Einsatz in der Textilindustrie zu ermöglichen.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Juli 2021 – Juni 2024 || Mit der Innovationsallianz Biotenside haben sich erstmals in Deutschland renommierte Firmen und Forschungseinrichtungen in einer strategischen Allianz zusammengeschlossen, um nachhaltige und skalierbar herstellbare Alternativen zu chemisch synthetisierten Tensiden zu finden, die bislang aus fossilen Rohstoffen hergestellt werden. Dafür erforschen und entwickeln wir in der Allianz die prozesstechnische Herstellung von Biotensiden mit biotechnologischen Methoden ausgehend von heimischen nachwachsenden Roh- und Reststoffen und untersuchen systematisch deren Anwendungspotenziale – etwa als Bestandteile von Wasch- und Reinigungsmitteln, in der Kosmetik, Bioremediation, Pflanzenschutz und Lebensmittel.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Januar 2018 – Dezember 2020 || Ziel der Allianz ist es, funktionsoptimierte Biotenside wirtschaftlich mit biotechnologischen Methoden aus heimischen nachwachsenden Roh- und Reststoffen herzustellen. Die Herstellung und Aufreinigung solcher Biotenside sollen so optimiert werden, dass diese in den Anwendungsbereichen Wasch- und Reinigungsmittel, Kosmetik, Bioremediation, Pflanzenschutz und Lebensmittel alternativ zu chemisch synthetisierten Tensiden eingesetzt werden können.

In dem Vorhaben »AquaBioTox« wurden Lösungen für die kontinuierliche Online-Überwachung von Trinkwasserleitungen erarbeitet. Dafür wurde ein ganzzellbasiertes Sensorkonzept mit immobilisierten Bakterien und mammalischen Zellen entwickelt.

Förderung: EU || Laufzeit: November 2011 – Oktober 2015 || Die Bereitstellung mehrlagiger Zellschichten, die über ein Versorgungssystem ähnlich dem natürlichen Gewebe mit Nährstoffen versorgt werden können, ist eine bislang ungelöste Herausforderung in der regenerativen Medizin.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Juli 2021 – Juni 2023 || Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) haben wegen ihres breiten industriellen Einsatzes (u. a. als Lösch- und Netzmittel) an zahlreichen Standorten Grundwasser und Böden verunreinigt. Herkömmliche Sanierungsverfahren sind aufwändig und kostspielig. Im Projekt AtWaPlas soll daher ein neues Verfahren zur Eliminierung von PFAS aus Grund-, Sicker- und Waschwasser entwickelt werden, das auf einer Atmosphären-Plasmabehandlung beruht.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Oktober 2014 – März 2018 || Im Verbundprojekt Auto-loop wird am Beispiel von entzündlichen Erkrankungen ein neues Prinzip zur gewebespezifischen Freisetzung von Arzneistoffen erarbeitet. Es beruht darauf, dass ein Wirkstoff erst dann an seinem Zielort freigesetzt wird, wenn mit der Erkrankung korrelierte Proteasen in ausreichend hoher Konzentration vorhanden sind und den über eine Peptidkette gebundenen Wirkstoff von seinem Trägerpolymer freisetzen. Die Soll-Schnittstelle für die jeweiligen Proteasen werden dabei über mithilfe der Click-Chemie eingebrachte indikationsspezifische Linker definiert.

Förderung: BMEL || Laufzeit: März 2015 – August 2017 || Für fermentativ hergestellte Kraftstoffe der zweiten Generation wie Butanol ist das Downstream Processing ein energie- und damit kostenintensiver Schritt. Durch den kombinierten Einsatz eines optimierten Gasstrippings und eines osmosegetriebenen Membranverfahrens wurde ein Prozess entwickelt, der eine Entwässerung des Produktstromes mit deutlich verringertem Energieaufwand erlaubt. Dazu wurden am IGB maßgeschneiderte TFC-Flachmembranen für die Vorwärtsosmose entwickelt.

Förderung: EU, Horizon 2020 || Laufzeit: Oktober 2016 – September 2020 || BIOCLEAN widmet sich dem dringenden Bedarf nach einem nachhaltigen Ausbildungsnetzwerk zwischen Wissenschaft, Industrie und dem Gesundheitswesen., um hochqualifizierte, multidisziplinäre junge Wissenschaftler mit Kompetenzen in den Bereichen Chemie, Ingenieurwesen und experimenteller Nasslaborbiologie hervorzubringen. Damit schließt es eine Lücke in Europa und darüber hinaus. Die im Rahmen des BIOCLEAN Netzwerks ausgebildeten jungen Wissenschaftler, werden ihre während der Projektzeit erworbenen und bewährten Fähigkeiten anwenden können, um Herausforderungen des realen Biofilm-Managements in Industrie und Gesundheitswesen zu bewältigen.

Förderung: BMBF || Laufzeit: November 2017 – November 2018 || Eine Transformation unserer Wirtschaft zu nachhaltigen Produktionsweisen mit geschlossenen Kreisläufen und zukunftsfähigen Technologien erscheint dringender denn je. Sechs Fraunhofer-Institute haben daher im Projekt BIOTRAIN die Potenziale und Bedarfe einer »biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung«, insbesondere im Hinblick auf eine zukunftsfähige Wirtschaftsweise, untersucht.

Förderung: Umweltministerium Baden-Württemberg || Laufzeit: Oktober 2021 – Oktober 2024 || Mit rund 5,9 Millionen Euro fördern EU und Land den Bau einer Bioabfallraffinerie auf dem Gelände der kommunalen Biogasvergärungsanlage der Abfallwirtschaft Rems-Murr AöR (AWRM) in Backnang. Hier soll in Zukunft täglich eine Tonne Bioabfall zu Produkten und Rohstoffen wie zum Beispiel Fasern, Blumentöpfe, Dünger und Biogas verarbeitet werden.

Förderung: Fraunhofer-Gesellschaft || Laufzeit: Juni 2014 – Mai 2018 || Elektronische Bauteile in Implantaten müssen eingekapselt werden, damit sie einerseits vor der korrosiven Wirkung des Körpermediums geschützt werden und andererseits keine Stoffe in das Gewebe freisetzen können. Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »Theranostische Implantate« hat das Fraunhofer IGB hierzu biokompatible, nur wenige Mikrometer messende Schichten erzeugt, die eine gute Barriere gegenüber Metallionen und Wasser zeigen. Die ausgezeichnete Barrierewirkung und mechanische Stabilität wird dabei durch mehrere Lagen haftfest verbundener anorganischer und organischer Schichten erreicht.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Januar 2016 – Dezember 2017 || Amine werden in einer großen Vielfalt als Bausteine für Agro- und Pharmachemikalien sowie für Tenside, Beschichtungen und Schmierstoffe hergestellt. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt Bi-Amin sucht das Fraunhofer IGB zusammen mit seinen Projektpartnern nach biotechnologischen Reaktionsrouten und Katalysatoren, die die Produktionsverfahren nachhaltiger gestalten können. Ziel des Projektteams ist, enzymatische Reaktionsrouten für die Biosynthese von Aminen zu entwickeln und in einem weiteren Schritt in den Pilotmaßstab zu überführen.

Förderung: BMBF || Laufzeit: Juni 2017 – Mai 2020 || Ziel des bei Fraunhofer bearbeiteten Projektteils war die Optimierung der Synthese biobasierter Acrylsäure aus aktivierten Milchsäurederivaten. Der Projektpartner Auro Pflanzenchemie hat die Einsatzmöglichkeiten von biobasierter Acrylsäure in den Produkten des Unternehmens untersucht.

Förderung: BMWi; AiF; IGF || Laufzeit: April 2018 – März 2020 || In dem Projekt BioActiveMaterials werden Konzepte erarbeitet, um herkömmliche, mineralölbasierte und nicht recyclingfähige Lebensmittelverpackungen durch biobasierte Multischichtverbünde zu ersetzen. Diese neuen Materialien sollen hierbei geeignete Barrierewerte gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf und Mineralölen zeigen. Weiterhin sollen sie antioxidative und antimikrobielle Eigenschaften besitzen, um die verpackten Lebensmittel, aber auch die Verpackung selbst zusätzlich zu schützen.

Förderung: ERA CoBioTech; ERA Net Cofund on Biotechnologies; BMBF; EU || Laufzeit: April 2018 – März 2021 || Ziel des BioDiMet-Projekts ist die Entwicklung einer robusten und einfachen biokatalytischen Methyltransferase-Toolbox, die für die selektive Synthese neuartiger bioaktiver Stoffe oder ihrer Vorstufen im industriellen Umfeld eingesetzt werden kann. BioDiMet will Enzymkaskadenreaktionen mit S-Adenosyl-L-Methionin (SAM)-abhängigen Methyltransferasen (MT) in Kombination mit einem Cofaktor-Supply- oder Recyclingsystemen einsetzen, um die Zielverbindungen selektiv zu methylieren. Die strukturelle Diversifizierung ausgewählter Substrate wird zu neuen Produkten mit neuen funktionalen Eigenschaften führen.

Förderung: BMBF || Laufzeit: März 2021 – August 2023 || Bei BioFraMe handelt es sich um innovative, breit anwendbare Trägermaterialien zur Herstellung von biobasierten heterogenen Metallkatalysatoren. Die Zusammensetzung und Eigenschaften der Trägermaterialien und die Beladung mit den gewünschten Metallen lassen sich einfach anhand der Auswahl der Startmaterialien für die geplanten Anwendungen maßschneidern.

Förderung: EU || Laufzeit: Juli 2022 – Juni 2026 || Viren und virale Vektoren stellen eine neue Therapieklasse dar, die enormes Potenzial besitzt, Erkrankungen wie Gendefekte oder Krebs zu therapieren oder zu heilen. Um sie in stärkerem Maße klinisch verfügbar zu machen, sind Entwicklungen zu ihrer effizienten biotechnologischen Produktion erforderlich. Im EU-Projekt BioProS wird hierzu eine kontinuierliche und echtzeitfähige Sensortechnologie zur Detektion der Virusaktivität entwickelt und als Plattformtechnologie mit weiteren Analyten kombiniert.

Förderung: EU || Laufzeit: Januar 2014 – Dezember 2017 || Im EU-Projekt Bio-QED forschen das Fraunhofer IGB und sein Institutsteil Fraunhofer CBP an fermentativen Produktionsprozessen zur Herstellung von Basischemikalien sowie an deren Scale-up. Das Institut konzentriert sich dabei insbesondere auf die Itaconsäure-Wertschöpfungskette. 2017 hat das Fraunhofer CBP zu diesem Thema einen Demonstrationsworkshop ausgerichtet, in dem Projekthighlights und -ergebnisse vorgestellt wurden.

Förderung: ERA-NET Industrial Biotechnology 2nd Joint Call || Laufzeit: März 2011 – Februar 2014 || Tenside sind ein fester Bestandteil unseres täglichen Lebens mit Anwendungen, die weit über unseren hygienischen Bedarf hinausgehen, vom Asphalt über Kraftstoffzusätze bis hin zu Lebensmitteln und Verbindungen mit antibiotischer Wirkung. Ziel des Projekts ist es, petrochemisch hergestellte Tenside verstärkt durch Biotenside aus nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen.

Förderung: Fraunhofer; Ministerium für Wirtschaft Baden-Württemberg || Laufzeit: Juni 2019 – Dezember 2021 || Für den wirtschaftlichen Einsatz biologischer Geruchssensoren wird im Projekt »Biohybride Geruchs- und Geschmackssensorik« eine neue Plattformtechnologie entwickelt, die zellbasierte Biosensoren automatisiert herstellt. Die Biosensoren könnten Maschinen einen Geruchssinn verleihen und für verschiedenste Anwendungen weiterentwickelt werden, etwa die Detektion von Sprengstoffen, die Ortung von Gaslecks oder die Diagnose von Krankheiten aufgrund des Atems der Patienten. Das Projekt stellt einen prototypischen Anwendungsfall für die Fraunhofer-Initiative »Biologische Transformation« dar, in deren Rahmen sich die Institute IGB und IPA verstärkt der Verbindung von biologischen und technischen Systemen widmen.

Förderung: Carl-Zeiss-Stiftung || Laufzeit: März 2020 – Februar 2023 || Sind Luft und Wasser mit gesundheits- oder umweltgefährdenden Stoffen belastet, müssen diese entfernt werden. Ziel des Projekts »Bionische Filter« ist die Entwicklung hochinnovativer intelligenter Filter mit optimierten bionischen Strukturen, die hinsichtlich Filterwirkung wie auch Energieeffizienz deutlich besser sind als die auf dem Markt verfügbaren Produkte. Im Projekt stehen dabei die Entfernung von Mikroplastik aus Abwasser, die Filterung von Partikeln (z. B. Stäuben, Pollen) aus Innenraumluft sowie die Trennung unterschiedlicher Flüssigphasen als Leitanwendungen im Fokus.