Smart Farming

Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen, die aus dem Klimawandel und der Verknappung natürlicher Ressourcen resultieren. Um Erträge zu steigern, Kosten zu senken und gleichzeitig Umweltbelastungen zu minimieren, sind innovative Ansätze erforderlich. Die smarte Landwirtschaft setzt hier an und leitet durch den Einsatz modernster Technologien eine neue Ära der Nachhaltigkeit ein.

Das Fraunhofer FEP konzentriert sich im Bereich Smart Farming auf fortschrittliche Elektronenstrahl- und Plasmatechnologien, die zahlreiche Vorteile bieten. Unsere Technologien tragen nicht nur zur Effizienzsteigerung der Produktion bei, sondern reduzieren auch die Umweltbelastung erheblich. Die Reduzierung des Chemikalieneinsatzes und die verbesserte Ressourcennutzung schaffen die Basis für eine nachhaltigere Zukunft in der Landwirtschaft.

Saatgutbehandlung

© iStockphoto.com/fhgfep

Hygiene gewinnt vor allem in der Landwirtschaft und im Lebensmittelsektor immer stärker an Bedeutung. Das Fraunhofer FEP verfügt über eine ausgereifte Methode, um Saatgut sowie Futter- und Nahrungsmittel innerhalb von Sekunden zuverlässig von Krankheitserregern zu befreien.

Das Verfahren nutzt niederenergetische Elektronen, um Keime dauerhaft zu deaktivieren. Das Verfahren ist rein physikalisch - Krankheitserreger können daher keine Resistenzen ausbilden. Zudem stellen chemische Rückstände kein Problem dar, sodass beispielsweise nicht-ausgebrachtes Saatgut bedenkenlos verfüttert werden kann.

Das Fraunhofer FEP bietet hierzu folgende technologische Lösungen:

  • Phytosanitäre Behandlung von Saatgut mit Elektronenstrahlen zur Bekämpfung von Krankheitserregern
  • Nachgewiesene Wirksamkeit durch Langzeitstudien in Zusammenarbeit mit deutschen Bundesbehörden
  • Über 20 Jahre praktische Erfahrung im Einsatz durch Landwirte in Deutschland
  • Keine chemischen Zusätze, ideal für den ökologischen Landbau
  • Vermeidet die Verschmutzung von Luft, Boden und Wasser sowie Gesundheitsrisiken für Anwender
  • Mobile Aufbereitungsanlagen mit einer Kapazität von bis zu 25 Tonnen pro Stunde
  • Kombination der Elektronenbehandlung mit Biostimulanzien und Nährstoffdüngern

Entwicklung nachhaltiger Substitutionsverfahren und Materialien

Die Landwirtschaft steht vor der Herausforderung, nachhaltige Verfahren zur Verwertung von Biomasse und Abfallströmen zu entwickeln. Um diese Bedarfe zu decken, bietet das Fraunhofer FEP innovative technologische Lösungen an. Dazu gehören unter anderem:

  • Verfahren zur Verwertung von Restbiomasseströmen durch niederenergetische Elektronenbestrahlung
  • Nachhaltige Verfahren für das Nährstoffrecycling, z.B. Phosphatrückgewinnung mit mikrobiell hergestellten Chelatbildnern
  • Hygienisierungskonzepte für biologische Hydrokultur und Aquakultur
  • Elektronenstrahl-Technologie als Vorbehandlungsschritt für nachhaltige Extraktionsverfahren, z.B. für Proteine
  • Substitutionsprozesse und Beschichtungen auf Basis biogener Materialien
  • Anwendung ionisierender Strahlung zur Desinfektion in der Landwirtschaft

Landwirtschaftliche Abwasserbehandlung mit Elektronen

Beseitigung von Krankheitserregern und Schadstoffen in Abwässern

Krankheitserreger und persistenten Schadstoffe, wie Arzneimittelrückstände aus Abwässern erfordern Technologien zu deren sicherer und effektiver Entfernung, um Mensch und Umwelt zu schützen. Insbesondere hochkonzentrierte Abwässer benötigen lokale und flexible Behandlungsansätze beispielsweise in mobilen Containermodulen. 

Das Fraunhofer FEP bietet dazu folgende technologische Lösungen:

  • Erzeugung hochreaktiver Radikale in Abwässern durch niederenergetische Elektronenbestrahlung
  • Effiziente Energieübertragung auf das wässrige Medium zur schnellen und effektiven Schadstoffbeseitigung

Kreislaufwirtschaft

Partner im Technologie- und Kompetenzzentrum organisches Reststoffrecycling (TKoR)

© Natalia Garidueva / shutterstock

Das Fraunhofer FEP ist als Partner im Technologie- und Kompetenzzentrum organisches Reststoffrecycling (TKoR) aktiv. Ziel ist es, den Wissenstransfer im Bereich der Kreislaufwirtschaft zu fördern und durch innovative Forschungsprojekte nachhaltige Lösungen zu schaffen. Schwerpunkte sind die Elektronenstrahlbehandlung und Beschichtungsentwicklung für Agrar- und Recycling-Anwendungen.

  • Elektronenstrahlbehandlung von Polymerfolien: Optimierung der Materialeigenschaften für Agraranwendungen (z. B. E-Modul-Modifikationen, Steuerung der Biodegradation)
  • Beschichtungen mit Wirkstoffdepots: Entwicklung für Mulchfolien zur gezielten Wirkstofffreisetzung
  • Polymerbasierte Barrierefolien: Fokus auf biobasierte Materialien (z. B. cellulose-basierte Systeme, Papier)
  • Rezyklierfähige Barrierefolien: Innovative Ansätze für AlOx- und SiOx-Beschichtungen
  • Faulschlamm-resistente Folien: Erhöhung der Lebensdauer und Einsatzmöglichkeiten
  • Abwasserdesinfektion: Beitrag zur Kreislaufwirtschaft durch belastungsarme Wasseraufbereitung
  • Kooperation im TKoR-Netzwerk: Entwicklung umweltfreundlicher und ressourcenschonender Lösungen in Partnerschaftsprojekten

Weitere Informationen: Technologie- und Kompetenzzentrum organisches Reststoffrecycling (TKoR)

Weitere Technologien zur Oberflächenfunktionalisierung und -modifikation

  • Entwicklung nachhaltiger biologisch abbaubarer Silagefolien oder Bodenabdeckungen 
  • Entwicklung von Antifouling / Antimikrobiellen Oberflächen
  • Entwicklung von intelligenten Pflanzenschutzsystemen in Form von schädlingsspezifischen Beschichtungen von Folien und Textilien für Pflanzenhüllen
  • Entwicklung spezifischer Schichten für Sonnenschutz- und Wärmeschutzverglasung für eine optimierte Beleuchtung und energieeffiziente Heizung / Kühlung in Gewächshäusern 
  • Funktionalisierte Verglasung mit flexiblem Ultradünnglas oder Polymeren für vertical farming
  • Schichten für Energy Harvesting Lösungen für autarke Sensoren und Systeme

Das könnte Sie auch interessieren:

 

Biogene Wertschöpfung und Smart Farming bei Fraunhofer

 

REAMODE

Laboranlage zur Modifizierung von organischen Materialien mit beschleunigten Elektronen