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TUM stärkt Forschung zur Authentizität und Sicherheit von Lebensmitteln

LGL-Präsident Walter Jonas (l.) und TUM-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann bei der Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung zur gemeinsamen Berufung einer Professur  Andreas Heddergott / TUM
LGL-Präsident Walter Jonas (l.) und TUM-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann bei der Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung zur gemeinsamen Berufung einer Professur Andreas Heddergott / TUM

Verbraucherinnen und Verbraucher in Bayern sollen künftig noch besser vor
lebensmittelbedingten gesundheitlichen Risiken geschützt werden. Dafür
richten die Technische Universität München (TUM) und das Bayerische
Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) eine gemeinsame
Professur ein, die neue lebensmittelchemische Analyseverfahren und deren
Anwendung in der behördlichen Kontrollpraxis entwickeln soll. Eine
entsprechende Vereinbarung wurde in München unterzeichnet.

Durch stetig steigende Erwartungen an die Lebensmittelqualität, sich
verändernde Ernährungsgewohnheiten und globalisierte Warenströme ergeben
sich fortlaufend neue Aufgabenfelder für die amtliche
Lebensmittelüberwachung. So rücken Lebensmittelsicherheit und Aspekte der
Authentizität der Lebensmittel zum Beispiel im Hinblick auf ökologische
Herstellungsmethoden oder die geographische Herkunft künftig noch stärker
in den Fokus.

Direkter Nutzen für die Bürgerinnen und Bürger

TUM-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann betonte: „Mit dieser gemeinsamen
Berufung mit dem LGL wollen wir innovative Analysemethoden zur Bewertung
der Sicherheit und Authentizität von Lebensmitteln effizienter in die
Praxis der amtlichen Lebensmittelüberwachung bringen. Davon profitiert der
wissenschaftliche Fortschritt ebenso wie die Bürgerinnen und Bürger in
Bayern.“

LGL-Präsident Walter Jonas sagte: „Moderne Analyseverfahren sind
essenziell, um die Lebensmittelsicherheit weiterhin auf einem hohen Niveau
sicherstellen zu können. Das LGL entwickelt die Methoden der
Lebensmittelüberwachung in enger Zusammenarbeit mit seinen Partnern aus
der Wissenschaft ständig weiter. Die Brückenprofessur zwischen der TUM und
dem LGL ist ein weiterer Schritt, um Wissenschaft und Praxis der
Lebensmittelüberwachung in Bayern eng zu vernetzen.“

Zwischen der TUM mit ihrer School of Life Sciences und dem LGL besteht
seit Jahren auf verschiedenen Feldern eine gute Zusammenarbeit. Die zu
berufende Person soll mit dieser „Brückenprofessur“ nun die Verbindung
zwischen Theorie und Praxis in Forschung und Lehre weiter ausbauen.

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Ein Re:Start für mehr Nachhaltigkeit und Klimaschutz: Umweltaktivitäten der Uni Kassel werden sichtbarer

Eingang des zentralen Campus Holländischer Platz  Uni Kassel
Eingang des zentralen Campus Holländischer Platz Uni Kassel

Die betriebliche Nachhaltigkeit der Universität Kassel wird weiter
ausgebaut und durch einen Re:Start noch sichtbarer. Dafür erhält die
Hochschule durch das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst
(HMWK) Unterstützung für sechs Projekte, die sich explizit mit der
nachhaltigen Entwicklung des Hochschulbetriebs und des Campus befassen.

Wie kann die Universität Studierende und Mitarbeitende besser am
Nachhaltigkeitsprozess beteiligen? Durch welche Gremien- und
Beteiligungsstrukturen wird mehr Transparenz ermöglicht? Wie kann die
Universität CO2-neutral werden? Bereits seit 2015 widmet sich das
betriebliche Nachhaltigkeitsmanagement der Universität Kassel diesen und
weiteren Fragen und führt nun mit einem Re:Start den betrieblichen
Transformationsprozess fort. Im Mittelpunkt steht der Aufbau eines Green
Office auf dem Campus Holländischer Platz als zentrale Kontakt-, Service-
und Koordinationsstelle.
Das Green Office wird den betrieblichen Nachhaltigkeitsprozess der
Universität koordinieren und die Ansprechpersonen und
Beteiligungsmöglichkeiten sichtbarer machen. Es bündelt, steuert und macht
Nachhaltigkeitsaktivitäten transparent. Mit seinem partizipativen Ansatz
bindet es alle Hochschulakteure und -bereiche in den Entwicklungsprozess
ein und setzt somit auf das Engagement aller. Damit soll zum einen die
Senkung des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen erreicht
werden.

Zum anderen können sich interessierte Studierende und Mitarbeitende in
zahlreichen Beteiligungsformaten für eine nachhaltigere Campusentwicklung
einsetzen. Geplant sind zum Beispiel Ideenwerkstätten, eine Ideen-
Plattform und eine Ideen-Sprechstunde.
Nachhaltigkeit wird dabei als kooperatives Querschnittsthema formuliert
und soll in sämtlichen Betriebsabläufen, nach innen und nach außen
gerichtet, verankert werden. Neu definierte Leitlinien zum nachhaltigen
Handeln im täglichen Betrieb sollen dazu beitragen, dass wichtige
strukturelle Entwicklungen und Änderungen in der Hochschule angestoßen und
die Umweltleistungen verbessert werden. Ein energetischer Masterplan legt
konkrete Maßnahmen fest und zeigt auf, mit welchen Ressourcen das
selbstgesteckte Ziel einer weitgehenden CO2-Neutralität der Universität
Kassel erreicht werden kann.

Ein weiteres Thema ist die nachhaltige Mobilität mit Maßnahmen wie
beispielsweise der Errichtung einer E-Ladeinfrastruktur oder die Anbindung
der Radwege an das städtische Radwegenetz. Studierende, Mitarbeiterinnen
und Mitarbeiter werden somit Anreize erhalten, auf das Fahrrad oder
alternative Verkehrsmittel umzusteigen. Zudem soll ein weiteres Konzept
die biologische Vielfalt erhöhen, für mehr Artenschutz und eine bessere
Aufenthaltsqualität auf dem Campus sorgen. Nicht zuletzt sollen der
technische Anlagenbetrieb optimiert, der Energie- und Ressourcenverbrauch
der Gebäude reduziert und die Energieeffizienz im Gebäudebetrieb
gesteigert werden.

Ermöglicht wird dieser Re:Start durch das HMWK. Es fördert innerhalb des
Innovations- und Strukturentwicklungsbudgets (2021 bis 2025) sechs
Projekte an der Uni Kassel zum Thema Nachhaltigkeit mit einem
Gesamtfördervolumen von 1,75 Millionen Euro.

1.      Aufbau eines Green Office (Nachhaltigkeitsbüro)
2.      Maßnahmen zur Beeinflussung Nutzungsverhalten
3.      Nachhaltiger Verkehr an der Universität Kassel – Konzept und
Maßnahmen für eine nachhaltige Mobilität und Logistik
4.      Klimaanpassungsmaßnahmen zur nachhaltigen
Freiflächenbewirtschaftung
5.      Energetischer Masterplan zur CO2-Neutralität
6.      Energetische Optimierung Anlagenbetrieb

Für die Projekte werden in der Abteilung Bau, Technik und Liegenschaften,
Sachgebiet Arbeitssicherheit und Umweltschutz der Uni Kassel sechs
Personalstellen geschaffen. Zwei weitere Personalstellen werden an den
Fachgebieten „Verkehrsplanung und Verkehrssysteme“ (Prof. Dr.-Ing. Carsten
Sommer) und „Landschaftsbau, Landschaftsmanagement und
Vegetationsentwicklung“ (Prof. Dr.-Ing. Stefan Körner) eingerichtet.

Die Projekte starten ab dem ersten Quartal 2022 und werden dazu beitragen,
dass die betriebliche Nachhaltigkeit der Universität Kassel verstärkt wird
und sich die Gesamtorganisation nachhaltiger ausrichtet. Ganz im Sinne der
an die Universitäten gestellten gesellschaftlichen großen Herausforderung.

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Online-Programm zur Weltraumforschung und Live-Schalte zur ISS mit ESA- Astronaut Matthias Maurer

ESA-Astronaut Matthias Maurer hat an der Universität des Saarlandes
Materialwissenschaft studiert und betreut derzeit Forschungsprojekte der
Saar-Universität auf der Weltraumstation ISS. Am 26. Januar wird er in
einer 20-minütigen Live-Schalte von seiner wissenschaftlichen Arbeit
berichten. Als Begleitprogramm gibt es Online-Vorträge über die
saarländische Weltraumforschung sowie Präsentationen der Deutschen Luft-
und Raumfahrtbehörde und ESA. Das Programm wird in der Aula der
Universität des Saarlandes aufgezeichnet und von 14:00 bis 16:15 Uhr live
gestreamt.

Den Livestream kann man auf dem Youtube-Kanal der Universität anschauen,
auch nach der Veranstaltung ist er dort verfügbar. Info: www.uni-
saarland.de/iss-live

ESA-Astronaut Matthias Maurer zeigt eine Materialprobe von Professor Frank Mücklich auf der ISS  ESA/NASA
ESA-Astronaut Matthias Maurer zeigt eine Materialprobe von Professor Frank Mücklich auf der ISS ESA/NASA

ESA-Astronaut Matthias Maurer ist nicht nur seiner saarländischen Heimat
eng verbunden, er pflegt auch besondere Beziehungen zur Universität des
Saarlandes. Daher wurde diese ausgewählt für eine 20-minütige Live-Schalte
zur Internationalen Raumstation ISS, bei der Matthias Maurer am 26. Januar
ab 15:30 Uhr von seiner aktuellen Forschungstätigkeit berichten wird. Die
Fragen dazu werden Ministerpräsident Tobias Hans, Universitätspräsident
Manfred Schmitt und Professor Frank Mücklich in der Aula der Universität
stellen. Von dort werden auch die Vorträge zur Weltraumforschung per
Videoaufzeichnung live übertragen, coronabedingt wird die Veranstaltung
ausschließlich online angeboten.

Bereits um 14 Uhr starten die jeweils zehnminütigen Vorträge, die von
Jürgen Rinner moderiert und durch Fragen begleitet werden. Sie geben auf
allgemeinverständliche Weise einen Einblick in die Weltraumforschung an
der Universität des Saarlandes und dem Deutschen Forschungszentrum für
Künstliche Intelligenz (DFKI). Zudem führen Vertreter des Deutschen
Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der Europäischen Weltraumbehörde ESA
in die „Cosmic Kiss“-Mission von Matthias Maurer ein und stellen die Erd-
und Umweltbeobachtung vor.

Informationen zu den Vorträgen zur Weltraumforschung:

Bei Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des
Saarlandes, hat Matthias Maurer sein Diplom abgelegt. Die beiden blieben
in Kontakt und tauschten sich immer wieder über materialwissenschaftliche
Fragestellungen aus. Ein glücklicher Zufall führte dazu, dass Professor
Mücklich im Rahmen eines ESA-Projektes im August 2021 Materialproben auf
die ISS schicken konnte, die nun in verschiedenen Experimenten von
Matthias Maurer persönlich betreut werden. Dabei geht es um neuartige
Oberflächen gegen Bakterien, die auch auf der Weltraumstation ISS zum
Problem werden können, wenn Astronauten wie Matthias Maurer über Monate
isoliert von der Erde dort leben. Über häufig kontaktierte Oberflächen
können sich die Bakterien vermehren und innerhalb der Raumstation
ausbreiten. Um dies zu unterbinden, haben Frank Mücklich und sein Team
verschiedene Materialoberflächen mit Lasern auf Mikroebene strukturiert.
Damit wird den Bakterien die Anhaftung an den Oberflächen erschwert.

Das Team um Ralf Busch, Professor für Metallische Werkstoffe, hat bereits
2020 die Zusage der Europäischen Raumfahrtagentur ESA erhalten, dass auch
sie an Bord der ISS experimentieren dürfen. Die Spezialisten für
"metallisches Glas" wollen eine neu entwickelte Legierung unter
Schwerelosigkeit untersuchen. Metallische Gläser zeichnen sich durch ihre
spezielle Zusammensetzung auf atomarer Ebene aus. Die heiße Metallschmelze
wird blitzartig abgekühlt, so dass keine klassische Legierung entsteht,
deren Atome sich während des lang andauernden Abkühlens in einem
regelmäßigen Kristallgitter anordnen.

Holger Hermanns, Informatik-Professor der Universität des Saarlandes,
beschäftigt sich mit Nano-Satelliten, die ungefähr so groß wie ein
Schuhkarton sind und hochtechnisiert bald zu Zehntausenden in der
Erdumlaufbahn herumfliegen. Diese können zum Beispiel hochauflösende Fotos
unseres Planeten schießen oder Telekommunikationsnetzwerke verstärken. Das
kostet jedoch Energie und diese Ressource ist bei den kompakten Hightech-
Geräten knapp. Holger Hermanns zeigt, wie der Energieverbrauch von Nano-
Satelliten so geplant werden kann, dass sie stets optimal arbeiten, ohne
ihre Batterien jemals zu überlasten. Der Informatik-Professor bietet zudem
jedes Jahr eine spezielle Weltraumvorlesung zum Thema „Space Informatics“
an.

Daneben gibt es jetzt eine weitere regelmäßige Weltraumvorlesung an der
Universität des Saarlandes und zwar zur Weltraummedizin, die nicht nur
Medizin-Studierenden offensteht. Sie wird von Bergita Ganse angeboten, die
seit einem Jahr Professorin für Innovative Implantatentwicklung der
Universität des Saarlandes ist und sich schon viel länger für alles, was
mit dem Weltraum zusammenhängt, begeistert. Gemeinsam mit ihrem Bruder,
einem Astrophysiker, hat sie „Das kleine Handbuch für angehende
Raumfahrer“ geschrieben, das sich an ein junges Publikum richtet. Am 26.
Januar wird sie von ihrer Muskelforschung auf der ISS berichten, die sie
zusammen mit nationalen und internationalen Partnern betreibt. Beim
Aufenthalt in der Schwerelosigkeit kommt es bereits nach kurzer Zeit zu
einem deutlichen Verlust an Muskelmasse und Muskelkraft, einem Abbau der
Knochen sowie zu Veränderungen der Bandscheiben. Für zukünftige
Langzeitmissionen, zum Beispiel zum Mars, sucht die Forscherin nach
Gegenmaßnahmen und verbesserten Trainingsmethoden.

Volker Schmid ist ESA-Delegierter und "Cosmic Kiss"-Missionsleiter im
Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLF) in Bonn. Er wird in seinem
Vortrag zum Thema "Cosmic Kiss – Matthias Maurer auf der ISS" erläutern,
wie sich der ESA-Astronaut auf die Weltraummission vorbereitet hat. Zudem
wird er auf einige der hundert wissenschaftlichen Experimente eingehen,
die von Matthias Maurer auf der ISS betreut werden, darunter sind 36 mit
deutscher Beteiligung. Ihr Spektrum reicht von der Grundlagenforschung bis
hin zur Anwendung in Bereichen wie Lebenswissenschaften,
Materialwissenschaft, Physik, Biologie, Medizin, Technologieentwicklung
und Künstliche Intelligenz sowie Erdbeobachtung.

Die Europäische Weltraumorganisation ESA wird von Pascal Gilles,
Abteilungsleiter in der Direktion für Erdbeobachtung, präsentiert. Er wird
auf die Erd- und Umweltbeobachtung aus dem All eingehen, die von der ESA
bereits seit 1977 betrieben wird. Zuerst stand die Wetterbeobachtung durch
die Satelliten der Meteosat-Reihe im Mittelpunkt, inzwischen liefern auch
die Satelliten ERS-1, ERS-2 und Envisat eine Fülle wertvoller Daten über
die Erde, das Klima und die sich wandelnde Umwelt. Sie helfen
Wissenschaftlern dabei, die Auswirkungen der globalen Erwärmung besser
vorhersagen zu können. Der Europäischen Weltraumbehörde ESA gehören 22
Mitgliedstaaten in Europa sowie weitere assoziierte Mitglieder an.

Um Künstliche Intelligenz in der Erdbeobachtung wird es in dem
abschließenden Vortrag von Philipp Slusallek gehen. Der Informatik-
Professor und wissenschaftliche Direktor am Deutschen Forschungszentrum
für Künstliche Intelligenz (DFKI) zeigt, wie der Einsatz von KI dem
gesamten Spektrum der Raumfahrt neue Möglichkeiten eröffnen. So kann das
Wissen aus den enormen Datenströmen, die Erdbeobachtungssatelliten ebenso
wie Sonden in unserem Sonnensystem liefern, besser extrahiert werden.
Zudem können damit die Autonomie und Zuverlässigkeit von Satelliten
gesteigert werden. Um neue KI-Technologien und -Anwendungen für den
Einsatz in der zivilen Raumfahrt zu entwickeln, haben die Europäische
Weltraumorganisation ESA und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche
Intelligenz (DFKI) im vergangenen Jahr ein gemeinsames Forschungslabor,
das ESA_Lab@DFKI, gegründet.

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Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB entwickelt Konzept für »Digitalen Zwilling«

Die Forschenden der Fraunhofer FFB und des Fraunhofer IPT identifizierten erstmalig drei konkrete Anwendungsgebiete für die Batteriezellfertigung: den Gebäudezwilling, den Anlagenzwilling und den Produkt- beziehungsweise Batteriezellzwilling.  © Fraunhofer FFB
Die Forschenden der Fraunhofer FFB und des Fraunhofer IPT identifizierten erstmalig drei konkrete Anwendungsgebiete für die Batteriezellfertigung: den Gebäudezwilling, den Anlagenzwilling und den Produkt- beziehungsweise Batteriezellzwilling. © Fraunhofer FFB

Der digitale Aufbau der Fraunhofer-Einrichtung
Forschungsfertigung Batteriezelle FFB schreitet voran. Nachdem sie vor
kurzem eine Misch- und Beschichtungsanlage für Elektroden in Betrieb nahm,
hat ein Team der Fraunhofer FFB und des Fraunhofer-Instituts für
Produktionstechnologie IPT gemeinsam mit Partnern des Projekts »FoFeBat«
ein Konzept für die zukünftigen »Digitalen Zwillinge« der Fraunhofer FFB
entwickelt. Die Forschenden identifizierten erstmalig drei konkrete
Anwendungsgebiete für die Batteriezellfertigung: den Gebäudezwilling, den
Anlagenzwilling und den Produkt- beziehungsweise Batteriezellzwilling.

Der Begriff »Digitaler Zwilling« wird unterschiedlich definiert. Das Team
der Fraunhofer FFB hat sich daher mit Expertinnen und Experten aus
relevanten Bereichen der Batteriezellfertigung ausgetauscht, um ein
individuelles Digitalisierungskonzept für die Fraunhofer FFB zu entwickeln
und die »Digitalen Zwillinge« zu konzipieren. Daraus ergibt sich erstmals
eine gemeinsame und einheitliche Definition des »Digitalen Zwillings« im
Kontext der Batteriezellfertigung in drei verschiedenen Ausprägungen sowie
das Zusammenspiel dieser mit dem gemeinsamen Ziel der
Datendurchgängigkeit.

Als Voraussetzung und Grundlage für den »Digitalen Zwilling« erarbeiteten
die Forschenden ein Traceability-Konzept auf Zellebene. Mit diesem Konzept
können sie zukünftig einzelne Bestandteile einer Batteriezelle während der
gesamten Produktion verfolgen und die dazugehörigen Daten im »Digitalen
Zwilling« aggregieren. Diese Daten dienen dazu, die Batteriezellproduktion
im digitalen Raum abzubilden und weiterzuentwickeln, um die erarbeiteten
Konzepte im nächsten Schritt in die physische Produktion zu übertragen.

Identifizierung qualitätskritischer Parameter

Die projektbeteiligten Wissenschaftler/-innen identifizierten erstmals
eine Reihe von Parametern, die einen maßgeblichen Einfluss auf die
Qualität der Zelle haben. Zu diesen Parametern zählen unter anderem
bestimmte Eigenschaften der Eingangsmaterialien – zum Beispiel die
Bestandteile der Elektrodenpaste – oder etwaige Lösemittelreste in den
Elektroden. Dadurch kann nun festgelegt werden, welche Parameter vom
digitalen Produkt- und Anlagenzwilling abgebildet werden müssen.

Die entwickelten Maßnahmen dienen als Rahmen zur Implementierung des
dreigliedrigen »Digitalen Zwillings« der Fraunhofer FFB, bestehend aus dem
Produkt-, Anlagen- und Gebäudezwilling. Die nun vorliegende gemeinsame und
einheitliche Basis ermöglicht den direkten Austausch von Daten und
Informationen zwischen den beteiligten Partnern und den verschiedenen
Zwillingen.

Die erstmalige Konkretisierung des Begriffs »Digitaler Zwilling« im
Kontext der Batteriezellfertigung befähigt Unternehmen zur Ableitung
gezielter Maßnahmen für den Aufbau eigener digitaler Abbildungen. Die
ganzheitliche Betrachtung von der Datenaufnahme über die Traceability bis
zum späteren Mehrwert ermöglicht es darüber hinaus, die
Betriebsbereitschaft des digitalen Gesamtkonzeptes zu überprüfen. Die
Erkenntnisse der Forschenden der Fraunhofer FFB dienen der
Weiterentwicklung des Portfolios, sind Grundlage für IT-Unternehmen und
Dienstleister zur Entwicklung eigener Services und können Anwender,
Produzenten und Anlagenbauer im Umfeld der Batteriezellfertigung
unterstützen.

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