Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-Das Projekt ELBION hatte zum Ziel, die phytosanitäre Behandlung von Saatgut mit Elektronen und Biowirkstoffen zu kombinieren und die Verfahren auch für Saatgutproduzenten mit geringeren Jahresmengen wirtschaftlich attraktiv zu machen. Dafür entwickelte das Fraunhofer FEP eine kompakte, zylindrische Elektronenquelle, während die RAUSSENDORF GmbH für den Bau einer mobilen, modularen Kleinanlage zuständig war und die Wirkung bioaktiver Substanzen untersuchte.
Die phytosanitäre Behandlung von Saatgut mit beschleunigten Elektronen bietet eine rein physikalische, umweltfreundliche Alternative zur chemischen Beize. Während Krankheitserreger auf und in der Samenschale durch dieses Verfahren zuverlässig inaktiviert werden, bleibt der Embryo unbeeinträchtigt. Dies ist möglich, da die Eindringtiefe der Elektronen durch die Beschleunigungsspannung des Generators präzise eingestellt werden kann. Je nach Saatgutsorte sorgen maßgeschneiderte Rezepte dafür, dass die empfohlene Energiemenge mit der nötigen Oberflächengleichmäßigkeit und Tiefenverteilung appliziert wird. Die ökologischen Vorteile und phytosanitäre Wirksamkeit der Elektronenbehandlung wurden in Langzeit-studien mit deutschen Bundesbehörden sowie in Jahrzehnten praktischer Erfahrungen in der Landwirtschaft nachgewiesen.
Um die Elektronenbehandlung in die Prozessabläufe der Saatgutproduktion zu integrieren, hat das Fraunhofer FEP in den vergangenen Jahren mehrere Container-basierte Anlagen („ISABEL“) entwickelt und überführt. Diese werden in Großbetrieben stationär oder an verschiedenen Standorten kleinerer Unternehmen mobil betrieben. Sie sind hochproduktiv und können (je nach Saatgutsorte) bis zu 25 Tonnen pro Stunde behandeln, erfordern jedoch erhebliche Investitionen. Daher bestand das Hauptziel des ELBION-Projekts darin, die Elektronenbehandlung auch für Kunden mit geringeren Jahresmengen (unter 5.000 Tonnen) wirtschaftlich attraktiv zu machen und ihren Marktanteil zu steigern. In Zusammenarbeit mit der RAUSSENDORF GmbH wurde zu diesem Zweck eine mobile, modulare Kleinanlage in Containerbauweise entwickelt, die nach der Elektronenbehandlung auch den Einsatz von Biowirkstoffen ermöglicht. Diese enthalten in der Regel organische Düngemittel oder nützliche Bakterien und Pilze, die das Wachstum fördern, die Nährstoffaufnahme verbessern oder vor bodenbürtigen Schädlingen schützen.
Als Schlüsselkomponente zur Umsetzung dieses Konzepts hat das Fraunhofer FEP eine neuartige, zylindrische Elektronenquelle entwickelt, die Elektronen radial nach außen in die Atmosphäre und den umgebenden Vorhang aus freifallendem Saatgut abgibt. Dies ermöglicht einen Durchsatz von etwa 10 t/h, was gut zur typischen Produktivität vor- und nachgelagerter Prozesse in kommerziellen Saatgutaufbereitungsanlagen passt. Wie die bisher verfügbaren Bandstrahler ist auch die neue Quelle für Beschleunigungsspannungen bis 150 kV und eine Ausgangsleistung von maximal 30 kW ausgelegt. Durch Unterbringung aller Komponenten der Elektronenerzeugung und -beschleunigung im Inneren des Zylinders wurden jedoch erhebliche Einsparungen hinsichtlich Platzbedarfs und Herstellungskosten erzielt. Ein Prototyp dieser neuen, patentierten Quelle wurde erfolgreich auf einem Prüfstand des Fraunhofer FEP in Betrieb genommen und damit Saatgut für Feldversuche behandelt. In der nächsten Entwicklungsphase wird er mit Steuerung- und Versorgungseinrichtungen integriert und in einen mobilen Kleincontainer produktions-bereit eingebaut.
