HTWK-Projektideen Hydroponik und FiberFlow prämiert

Zwei Teams der Fakultät Ingenieurwissenschaften erhielten im Dezember 2023 für ihre Ideen zu ressourcenschonender Pflanzenzucht als Bildungsprojekt (Hydroponik) sowie einem innovativen Verfahren für Textil-Recycling (FiberFlow) den sächsischen »eku – ZUKUNFTSPREIS 2023«.

Mit dem »eku – Zukunftspreis für Energie, Klima, Umwelt 2023« zeichnet das Sächsische Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft (SMEKUL) jährlich Projekte aus, die vorbildhaft zu einer ökologisch nachhaltigen Entwicklung in Sachsen und zum Schutz von Klima, Ressourcen, Natur und Umwelt beitragen. Die Initiative will ebenso das vielfältige Engagement im Freistaat unterstützen, sichtbar machen und die Kommunikation mit und zwischen den Akteurinnen und Akteuren befördern.

In der Kategorie „Wissenschaft“ konnte sich in diesem Jahr das Team von Prof. Mathias Rudolph (Professur Industrielle Messtechnik, Fakultät ING HTWK Leipzig) über ein Fördergeld für das Projekt Hydroponik freuen.

Projektidee: Hydroponik | Urbane Lebensmittelversorgung

Ein Bildungsprojekt in kooperativen Projektgruppen

Ressourcenschonende, vor allem Wasser einsparende Pflanzenzucht ist aufgrund des Klimawandels mittlerweile unabdingbar geworden. Genau das verfolgt Hydroponik: Eine Form der Pflanzenzucht, die ohne Erde auskommt, indem Pflanzen über ihre Wurzeln mit einer Wasser-Nährstofflösung versorgt werden.

Ziel des Projektes ist es, die Bedeutsamkeit einer nachhaltigen Lebensmittelproduktion als Bildungsprojekt über die Hochschule hinaus zu vermitteln. Die Projektteilnehmerinnen und – teilnehmer, welche in kooperativen Gruppen bestehend aus Studierenden, Schülerinnen und Schülern sowie Auszubildenden etc. arbeiten, werden mit dem Aufbau und Betrieb von hydroponischen Systemen vertraut gemacht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den eingesetzten messtechnischen/automatisierungstechnischen Systemen zur Unterstützung eines nachhaltigen Pflanzenanbaus.

An der HTWK Leipzig sind bereits fünf komplexe Hydroponik-Versuchsstände entstanden, die sich hinsichtlich des angewendeten Hydroponik-Systems und der eingesetzten Mess- und Automatisierungstechnik unterscheiden. An einem der Versuchsstände soll im Projekt beispielsweise eine automatisierte Bewässerung für das aufgebaute Tropfensystem installiert werden. Um sicherzustellen, dass die Pflanzen immer ausreichend mit Wasser versorgt werden, erfolgt eine regelmäßige Überprüfung mithilfe eines Bodenfeuchtesensors. Des Weiteren wurden ein Ebbe-Flut-System, ein NFT-System, ein Docht-System sowie die Kratky-Methode aufgebaut. Bei diesen Systemen kommen unter anderem EC- und pH-Wert-Sensoren zum Einsatz, um die Nährstoffverfügbarkeit zu überwachen. Zudem werden die Auswirkungen des Einsatzes einer Pflanzenlampe sowie einer Sauerstoffpumpe untersucht.

Projektstart von Hydroponik soll Frühjahr 2024 sein. Von da an will das Team von Prof. Rudolph die Versuche mit Schülerinnen und Schülern sowie Auszubildenden aus verschiedenen Bildungseinrichtungen durchführen. Darüber hinaus sollen weitere Lernformate entwickelt werden, um unter anderem im Rahmen des Hochschulinformationstages an der HTWK Leipzig oder der Langen Nacht der Wissenschaften das Konzept der Hydroponik einer breiteren Öffentlichkeit spannend vorzustellen.

Das Projekt FiberFlow der Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler B. Eng. Lena Strobl (Energie-, Gebäude – und Umwelttechnik, Profil Umwelttechnik), B. Sc. Elena Richter (Masterstudentin Wirtschaftsingenieurwesen/Produktionswesen) und Ludwig Morgenstern (Bachelorstudent Energie -, Gebäude – und Umwelttechnik, Profil Energietechnik) wurde in der Kategorie „Unternehmen“ prämiert, denn mit ihrem innovativen Textilverfahren will das Team als Start-Up hochwertiges Textilrecycling ermöglichen.

Jede Europäerin und jeder Europäer produziert durchschnittlich 15 kg Textilabfall pro Jahr, Tendenz steigend. Der überwiegende Teil der Alttextilien wird exportiert bzw. wiederverwendet, z.B. in Secondhand-Shops oder Onlinemarktplätzen, und der Rest stofflich recycelt (z.B. zu Putzlappen), thermisch recycelt (Verbrennung) oder als Abfall beseitigt. Werden erdölbasierte Fasern verbrannt, entstehen, neben toxischen Verbrennungsprodukten, die klimaschädlichen Gase Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid, welche den anthropogenen Klimawandel weiter fördern.

Bisher schafft nur rund 1% des anfallenden Abfalls den Weg zurück in die Textilbranche.

Aufbereitungsverfahren, um aus Textilabfall wieder hochwertige neue Stoffe herstellen zu können, nennen sich Fiber-to-Fiber-Verfahren. Alle dieser bisher entwickelten Verfahren haben gemein, dass sie sensitiv auf die stoffliche Zusammensetzung der Eingangsstoffe reagieren. Vereinfacht gesagt: Reinstoffe aufbereiten ist möglich, Gemische schwierig. Genau hier kommt das neue Verfahren FiberFlow ins Spiel:

FiberFlow funktioniert wie eine Kläranlage für Textilmüll.

Im Verfahren wird nicht mehr wiederverwendbarer textiler Abfall zunächst bis hin zur Faserform zerkleinert. Bei der nachfolgenden Trennung handelt es sich um einen mehrstufigen Prozess, bei dem in jeder Stufe ein Material nach dem anderen abgetrennt wird. Am Ende des Verfahrens befinden sich sortenreine Fasern als Produkt. Diese werden anschließend getrocknet und können dem chemischen oder mechanischen Recycling zugeführt werden.

Mittels FiberFlow wird es somit nicht nur technisch umsetzbar Stoffgemische zu trennen, sondern auch der Einsatz von Fiber-to-Fiber-Verfahren ermöglicht. 

So wird aus Textilabfall tatsächlich wieder ein T-Shirt.

Das FiberFlow-Team wird aktuell von Startbahn 13, der Gründungsberatung der HTWK Leipzig, betreut, um eine Ausgründung als Start-Up zu realisieren.

Wir gratulieren allen Preisträgerinnen und Preisträgern und wünschen dem FiberFlow-Team viel Erfolg bei der Ausgründung.

LINKS

Hydroponik
FiberFlow Pitchdeck - Eine PDF mit wichtigen Infos zur Projektidee
eku Zukunftspreis - https://www.eku.sachsen.de