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Technologietransferpreis der IHK Braunschweig für drei FAL-Forscher Produktion von kugelförmigen Partikeln bei hohem Durchsatz und gleichbleibender Qualität Das entwickelte Strahlschneider-Verfahren stellt eine völlig neuartige Basistechnologie in der Partikeltechnik dar. Es ermöglicht die Herstellung definierter und gleich großer Partikel aus verschiedenen Flüssigkeiten. Der zugängliche Größenbereich der Partikel liegt je nach verwendeten Geräteeinstellungen, die sich entsprechend dem theoretischen Modell des Verfahrens mit einem eigens dafür entwickelten Computerprogramm berechnen lassen, zwischen 0,2 und etwa 5 Millimetern, wobei innerhalb dieses Bereichs die Partikel jeweils gleich groß sind. Es dreht sich um kleine Kugeln. In unterschiedlichen Größen und aus ganz verschiedenen Materialien werden sie in Arzneimitteln ebenso verwendet wie bei der Kunststoffproduktion oder als Träger von Mikroorganismen in Biofiltern. Dass die kleinen Rundkörper so vielfältig einsetzbar sind, verdanken sie ihrer genial einfachen Form. Schwierig wird es allerdings, wenn es darum geht, die von der Industrie für eine Unzahl von Anwendungsgebieten benötigten perfekten Kugeln aus extrem zähflüssigem Material herzustellen. Drei Wissenschaftler der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) haben sich des Problems angenommen und es erfolgreich gelöst. Dafür erhalten sie den diesjährigen Technologietransferpreis der Industrie- und Handelkammer (IHK) Braunschweig. Präsident Dr. Klaus Schuberth verweist darauf, dass die IHK den mit 10.000 Euro dotierten Preis bereits zum 19. Mal verleiht. Ziel des Technologietransferpreises sei es, eine Brücke zwischen Wissenschaft und Wirtschaft zu schlagen, so dass aus Forschungsergebnissen "Innovationen" und Markterfolge in den Unternehmen werden. Was Professor Dr. Klaus-Dieter Vorlop, Dr. Ulf Prüße und Jürgen Breford vom FAL-Institut für Technologie und Biosystemtechnik entwickelt haben, gleicht einer kleinen Revolution. "Problematisch ist vor allem, dass wir mit Materialien arbeiten, die oft viel zäher sind als Honig. Die müssen dann sehr genau portioniert werden, damit wir Kugeln vom benötigten Durchmesser erhalten", beschreibt Vorlop die Situation. Bislang bedienten sich die Hersteller dazu zweier Methoden. Entweder entstanden die Kugeln durch ein zwar präzises, aber langwieriges Abtropf-verfahren. Oder das Ausgangsmaterial durchlief einen Atomizer, in dem es versprüht wurde. Die Produktion lief schneller, die Fertigungstoleranzen waren aber höher. Das an der FAL entwickelte Verfahren geht einen völlig anderen Weg. Ein feiner Strahl des Ausgangsmaterials wird durch ein schnell rotierendes Werkzeug geleitet, an dem dünne Drähte wie Speichen eines Rades befestigt sind. Die Drähte zerschneiden den Strahl in winzige Scheiben, die sich durch die Oberflächenspannung sofort zu vollendeten Kugeln verformen. Der so genannte Strahlschneider verbindet die Vorteile der bisherigen Verfahren: Die Technologie sorgt für schnellen Durchsatz bei sehr gleichmäßigen Ergebnissen. Der Weg dorthin sei allerdings lang gewesen, berichtet Professor Vorlop. Er hatte das Verfahren gemeinsam mit dem als technischer Angestellter bei der FAL tätigen Jürgen Breford bereits Anfang der Neunzigerjahre entwickelt und schon 1994 als Patent angemeldet. In der Praxis ergaben sich aber Probleme mit der richtigen Abstimmung von Durchfluss und Schneidgeschwindigkeit. Abhilfe schaffte Ulf Prüße im Rahmen seiner Doktorarbeit. Er schrieb speziell für das Verfahren ein Computerprogramm. Mittlerweile regelt die Software alle erforderlichen Parameter. Produkte des Strahlschneider-Verfahrens sind Kügelchen für alle Bedürfnisse. Die Durchmesser lagen bislang zwischen fünf und 0,2 Millimetern. "Jetzt schaffen wir auch 0,1 Millimeter", erklärt Vorlop. Die Kugeln könnten in Medikamenten ebenso Verwendung finden wie in kosmetischen Produkten, Nahrungsmitteln oder als Träger von Katalysatoren für chemische Prozesse. Man findet sie als Substanzträger in Waschpulvern oder in Farben und Lacken. Besonders breit gestreut sind auch die Möglichkeiten in der Landwirtschaft. Kugeln helfen Saatgut, Dünger und Pflanzenschutzmittel einfach zu dosieren. Auch bei der biologischen Schädlingsbekämpfung leisten sie beste Dienste. Das hat eine Versuchsreihe der FAL bewiesen. Es galt, Zuckerrüben vor dem ertragsmindernden Befall mit Nematoden zu bewahren. Dazu verwendeten die Forscher in winzige Kugeln eingebettete Nutzpilze. Sie wurden mit dem Saatgut in den Boden eingebracht. Dort wuchsen die Pilze aus den Kugelkörpern und töteten die Fadenwürmer ab. Das Beispiel beweist, wie intensiv die FAL die Entwicklung aktueller Hochtechnologie betreibt. "Es handelt sich um einen unserer bedeutendsten Arbeitsschwerpunkte", sagt Vorlop, der designierte Präsident der Forschungseinrichtung. Ein Gebäude auf dem FAL-Gelände in Braunschweig-Völkenrode beherbergt derzeit auch noch das Unternehmen, das die von den Preisträgern entwickelte Technologie eingesetzt. Die geniaLab Biotechnologie Produkte und Dienstleistungen GmbH ist ein Spin Off im besten Sinne. Sie wurde 1998 von Ulrich Jahnz und Peter Wittlich, zwei von Professor Vorlop betreuten Doktoranden gegründet. Zunächst wollte die Firma die Strahlschneider-Technologie vermarkten. Aus einer Reihe von Gründen gestaltete sich der Geschäftsverlauf aber schleppend. Ein mutiger Schritt brachte den Wandel. geniaLab entschloss sich, auf die Produktion von Kugeln umzusteigen. Jetzt boomte die Auftragslage. Derzeit produziert geniaLab rund 40 Tonnen Kügelchen jährlich. Sie gehen an industrielle Abnehmer, die zu mehr als 95 Prozent im Ausland ansässig sind. Aus der in einem 40 Quadratmeter kleinen Raum untergebrachten Zwei-Mann-Firma wurde ein florierendes Unternehmen mit jetzt acht Mitarbeitern. "Das Transferteam hat sich weder beirren noch entmutigen lassen", lobte der Juryvorsitzende Professor Werner Gramm bei der Verleihung des Technologietransferpreises. Schlüssel zum positiven Verlauf sei "der Wille zum Erfolg in Form der Übernahme von finanziellen und erheblichen unternehmerischen Risiken". Die Belegschaft dürfte sich in absehbarer Zeit ebenso vergrößern wie der Platzbedarf. Ein Umzug ist bereits geplant, denn im Gebäude auf dem FAL-Gelände droht drangvolle Enge. Die Expansion ist vorgezeichnet. Anfragen und Zusagen aus der Industrie kündigen eine Vervielfachung des Absatzes an. Die weiter engen Kontakte zwischen geniaLab und dem Institut für Technologie und Biosystemtechnik zahlen sich für beide Seiten aus. Sie sorgen dafür, dass das Strahlschneider-Verfahren kontinuierlich sowohl nach technischen als auch wirtschaftlichen Anforderungen weiterentwickelt wird. Darüber, dass die erfolgreiche Neuerung mit dem Technologietransferpreis 2003 ausgezeichnet wird, hatte trotz der anderen hochkarätigen Beiträge Einigkeit bei der Jury geherrscht. Den Kontakt zu den Organisatoren des Wettbewerbs hatten Vorlop, Prüße und Breford anlässlich einer Auftaktveranstaltung der IHK hergestellt. Der Technologietransferpreis wird seit 1985 jährlich von der IHK Braunschweig vergeben. Ausgezeichnet werden neue Technologien, die von Forschern aus der Region Braunschweig entwickelt und von Unternehmen erfolgreich umgesetzt wurden. Bildunterschrift: Das grundlegende Prinzip des Verfahrens ist sehr einfach und beruht auf der mechanischen Zerteilung eines Vollstrahles der Flüssigkeit, der aus einer Düse gedrückt wird, mittels eines rotierenden Schneidwerkzeuges, in das kurze Drähte eingespannt sind. Dabei wird der Strahl von den Drähten in gleich große Segmente zerteilt, die aufgrund der Oberflächenspannung nach kurzer Fallstrecke kugelförmige Tropfen bilden, welche durch geeignete physikalische oder chemische Verfahren zu Partikeln verfestigt werden können. Kontaktinformationen: Peter Peckedrath IHK Braunschweig Tel.: +49 (0) 531 4715 281 http://www.braunschweig.ihk.de/ttp_vpb.htm (Multimedia-Dokumentation)
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