Ziel der Entwicklung
Das Präventionssystem beruht auf ein im Vorlaufprojekt VF090050 entwickelten biooptischen Sensor und ist fluoreszenzbasiert. Der weiterentwickelte Sensor ist in der Lage, von lebenden Zellen ausgehende Fluoreszenzsignale (zum Beispiel Pseudomonas fluorescens) als auch vom Organikhintergrund nach entsprechender Anregung ausgehende Fluoreszenzsignale zu erfassen und zu detektieren. Damit ist er in der Lage, sowohl eine beginnende Biofilmbildung auf wasserberührten Oberflächen als auch generelle Veränderungen der organischen Hintergrundmatrix von bewegten Wässern zu detektieren. Das System kann somit als Frühwarnsystem eingesetzt werden. Daher bietet es sich an, dieses Detektionssystem in bestehende Lebensmittelstandards als Monitoringsystem zur Überwachung von (kritischen) Lenkungspunkten einzubeziehen.
Der Sensor arbeitet mittels UV-LED-Technik und zeichnet sich durch eine hohe Empfindlichkeit aus, die in zwei Verstärkungsstufen je nach Bedarf eingestellt werden kann. Besondere charakteristische Eigenschaften sind die spezifische Anregungs- und Detektionswellenlänge, die speziellen Filter sowie weitere Entwicklungen zur Fremdlicht- und Rauschunterdrückung sowie zur Nullwerteinstellung.
Vorteile und Lösungen
Der Zielmarkt ist breit gefächert und umfasst alle Bereiche, in denen wasserführende Leitungssysteme betrieben werden. Somit sind sowohl öffentliche Gebäude wie beispielsweise Krankenhäuser und Restaurants als auch Betriebe der Getränkeindustrie im Blickpunkt der Anwendung. In all diesen Bereichen besteht zunehmender Bedarf nach einem kostengünstigen und verlässlichen Monitoringsystem zur Früherkennung von biologischen Problemen in wasserberührten Systemen. Besonders interessant ist dieses Monitoringsystem für die Mineralwasserbranche, deren Produkt keine Möglichkeit zur Desinfektion erlaubt und daher auf den Präventionsansatz angewiesen ist. Ein weiteres Anwendungsfeld ergibt sich bei der präventiven überwachung von Wasserspendern (Watercooler), die in vielen öffentlichen und gewerblichen Bereichen frei zugänglich sind. Durch den Einsatz der LED-Technik können die Herstellungskosten gering gehalten werden (je Sensor im unteren dreistelligen Bereich), so dass je nach Bedarf mehrere Sensoren, beispielsweise in einem Leitungsverlauf eingesetzt werden können. Das unterscheidet das entwickelte Monitoringsystem von bisher auf dem Markt befindlichen Erzeugnissen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Allein bei zirka 200 Mineralbrunnen in Deutschland mit zumeist zusätzlicher Produktion von Erfrischungsgetränken (d. h. noch ohne Berücksichtigung der weiteren Erfrischungsgetränkeindustrie) und zirka 3.300 Krankenhäusern als Beispiel für den öffentlichen Bereich (noch ohne Berücksichtigung anderer relevanter Bereiche wie z. B. die Gastronomie und das Hotelgewerbe) würden sich bei einem angestrebten Marktanteil von zehn Prozent zirka 350 Anwender des neuen Monitoringsystems ergeben – bei zirka zehn zu installierenden Biosensoren pro Anwender somit zirka 3.500 Biosensoren. Diese Abschätzung berücksichtigt nur einen Teil des möglichen nationalen Marktes und umfasst noch nicht den aufgrund klimatisch ungünstigerer Bedingungen als wesentlich lukrativer einzustufenden internationalen Markt. In Verbindung mit der kostengünstigen LED-Technik werden die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten positiv bewertet. Das Biosensorprinzip auf Basis von Fluoreszenz ist bereits Bestandteil weiterer Forschungsprojekte beziehungsweise Forschungsideen des Antragstellers/ der beiden Unterauftragnehmer OUT e. V. (www.out-ev.de ) und GERCID GmbH (www.gercid.de). Beispiele sind die Rückstandsproblematik bei Getränkewechseln in Abfüllbetrieben der alkoholfreien Getränkeindustrie oder das Legionellen-monitoring in aerosolproduzierenden technischen Anlagen.