Zentrum für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming

Mit innovativen Technologien und Smart Farming lässt sich die biogene Wertschöpfung im Wasser und an Land steigern
© Fraunhofer IGD

Fortschritt für eine nachhaltigere Ernährungswirtschaft

Mit den gebündelten Kompetenzen von fünf Fraunhofer-Instituten plant die Fraunhofer-Gesellschaft mit dem »Zentrum für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming« die gesamte Wertschöpfungskette im Bereich Lebensmittel im Sinne der Nachhaltigkeit neu aufzustellen und Unternehmen der Ernährungswirtschaft in ihrem Transformationsprozess zu begleiten. Das Zentrum gliedert sich in zwei Teilinitiativen, die sich in mehreren Standorten in Bayern und Mecklenburg-Vorpommern organisieren. Im Mittelpunkt stehen dabei die Erforschung und Entwicklung innovativer Technologien für eine nachhaltige Erzeugung und Weiterverarbeitung landwirtschaftlicher Produkte, also die Steigerung der biogenen Wertschöpfung.

Das Fraunhofer IVV startet mit einer Reihe ausgewählter Projekte zu einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Nutzung unserer regionalen Rohstoffe.

Gemeinsam für ein Ziel

Das interdisziplinäre Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bringt eine umfassende Expertise aus den Bereichen Robotik und Automatisierung, Sensorik, Analytik und Aktorik, KI und Big Data sowie Konstruktion, Produktion und Verfahrenstechnik ein. Ziel ist es, die Kernkompetenzen zu bündeln und komplexe, systembedingte Herausforderungen für unterschiedliche Bereiche in der Land- und Ernährungswirtschaft zu lösen – auch gemeinsam mit regionalen und überregionalen Kooperationspartnern aus Industrie, Wissenschaft und Forschung. Im Fokus steht zudem der Transfer der universitären und außeruniversitären Forschung in die Praxis.

Biogene Wertschöpfung an Land und im Wasser

Die Graphik zum holistischen Ansatz beschreibt, dass nachhaltige Wertschöpfungsnetze an Land und im Wasser mithilfe datenbasierter, intelligenter Technologien optimert werden können.
© Fraunhofer IGD

Ressourcenschonende Landwirtschaft und Verarbeitung

Wir forschen, damit Agrarprodukte und biogene Rohstoffe nachhaltiger produziert und genutzt werden können und unterstützen damit den bereits politisch forcierten Paradigmenwechsel hin zu einer ökologischen und ressourcenschonenden Landwirtschaft und Produktion. Mit der Entwicklung intelligenter Technologien legen wir die Basis, um Nutztieren und Pflanzen optimale Wachstumsbedingungen zu bieten und damit sowohl ökologisch als auch ökonomisch hocheffizient zu produzieren.

Start-Forschungsprojekte des Fraunhofer IVV im
»Zentrum für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming«

Optimierte essbare Beschichtungen für Obst und Gemüse

Im Zuge der Zero-Waste-Initiative forschen wir an essbaren Verpackungsalternativen, die ähnliche Eigenschaften wie herkömmliche Verpackungen aufweisen und zum Qualitätserhalt beitragen sollen.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer funktionellen lipidbasierten Beschichtung mit antimikrobiell wirksamen Naturstoffen.

Die Gewinnung der funktionellen Pflanzenstoffe aus Rückständen der Lebensmittelverarbeitung trägt zur Nachhaltigkeit bei.

 

 

Oleogele aus regionalen Ölen

Durch die Kombination von flüssigen pflanzlichen Ölen mit pflanzlichen Polymeren (z. B. Kohlenhydrate und Proteine) und sekundären Pflanzenstoffen können streich- oder stichfeste Oleogele entstehen. Diese können in Lebensmitteln das umstrittene Palmfett ersetzen oder als nachhaltige, pflanzlich basierte Schmierstoffe eingesetzt werden.

Als Rohstoffe dienen regionale Öle sowie der als Reststoff anfallende Presskuchen. Das bedeutet für die heimische Landwirtschaft eine deutliche Steigerung der Wertschöpfung regionaler Pflanzenöle.

Wertschöpfung regionaler Fruchttrester

Fruchttrester wird derzeit hauptsächlich über Biogasanlagen und als Tierfutter verwertet. Wird der Fruchttrester mit Wasserkefir fermentiert, entsteht ein vitaminreiches Probiotikum, das durch seine antimikrobielle und entzündungshemmende Wirkung ein Boostern der Darmmikrobiota ermöglicht.  

Das probiotische Fermentationsprodukt könnte als Gesundheits-Präparat zur Sanierung der Darmflora Anwendung finden. Durch die ganzheitliche und nachhaltige Nutzung regionaler Rohstoffe wird die Wertschöpfung der Agrarproduke gesteigert.

Lignocellulose-Reststoffe für Spielzeuge

Die zunehmende Verknappung des Rohstoffs Holz drosselt den Aufschwung des beliebten Werkstoffs WPC (Wood Plastic Composite). Eine Alternative bietet Lignocellulose, die in großen Mengen in der Lebensmittelindustrie anfällt, z. B. Treber in Brauereien.

Ziel des Projektes ist es, Lignocellulose mit geeigneten Biopolyestern zu kombinieren und für die Spritzgussherstellung von Spielzeugen zu nutzen.

Mit diesem Projekt wird die Resilienz durch lokale Rohstoffquellen erhöht und CO2-Emissionen verringert.

Funktionelle Wasserdampf-Barriere für Fasersubstrate

60 % unserer Kunststoffabfälle sind Verpackungsmüll. Um diese Menge zu reduzieren, wird ein biobasiertes Beschichtungssystem mit einer hohen Wasserdampfbarriere für Fasersubstrate entwickelt. Als Verpackung bietet es für Lebensmittel einen optimalen Schutz. Die Rohstoffe werden aus Rinde gewonnen, die häufig thermisch als Seitenstrom der Holzverarbeitung verwertet wird.

Das Projekt leistet damit einen großen Beitrag zur Steigerung der Nachhaltigkeit.

 

Nachhaltigkeitsziele

Das »Zentrum für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming« adressiert insbesondere folgende Nachhaltigkeitsziele der EU (Sustainable Development Goals - SDG), um damit einen signifikanten Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung zu leisten:

  • SDG2 - Zero hunger
    Sicherung der Ernährung gestützt auf eine nachhaltige Landwirtschaft

  • SDG3 - Good health and well-being
    Gesundheit und Wohlbefinden für Menschen aller Altersstufen

  • SDG 6 - Availability and sustainable management of water
    Gewährleistung der Verfügbarkeit von Wasser und nachhaltiger Wasserbewirtschaftung

  • SDG 9 - Industry innovation and infrastructure
    Aufbau einer resilienten und nachhaltigen Infrastruktur und Unterstützung von innovativen Entwicklungen in der Industrie

  • SDG12 - Responsible consumption & production
    Förderung eines verantwortungsbewussten Konsumverhaltens und nachhaltigen Produktionsprozessen

  • SDG15 - Life on land
    Nachhaltige Nutzung von Landökosystemen und Erhaltung der Biodiversität
     
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