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Grenzen verschieben: Standard-Klimakammern genügen oft nicht den extremen Anforderungen moderner biologischer Forschung.
Erfahren Sie in diesem Projektbericht, wie Team Funke eine hochpräzise Klimakammer für die Insektenforschung entwickelte, die den Stand der Technik neu definiert.
Team Funke hat mit der Entwicklung der „ClimaInsect“-Klimakammer seine Expertise in der Konzeption und Umsetzung hochspezialisierter TGA-Lösungen eindrucksvoll bewiesen. Durch die Kombination innovativer Ansätze in der Klimatisierung, Luftführung, Sensorik und Materialwissenschaft wurde eine Forschungsumgebung geschaffen, die neue Horizonte in der Insektenforschung eröffnet.
Temperaturtoleranzen von nur ±0,5°C und Luftfeuchtigkeitstoleranzen von nur ±5% statt der bisher üblichen ±1°C und ±10%
Gleichmäßige Temperatur- und Lichtverteilung im gesamten Kammerraum
Einsetzbar im Temperaturbereich von -5°C bis 40°C und Luftfeuchtigkeitsbereich von 20-90%
Präzise 600 µmol/m²/s-Ausleuchtung mit definierter Spektralverteilung
Die entwickelte Klimakammer überzeugt durch höchste Präzision, Homogenität und insektenfreundliche Gestaltung. Sie ermöglicht erstmals reproduzierbare Forschungsergebnisse in der Insektenforschung unter streng kontrollierten Umgebungsbedingungen.
Die Erforschung des Verhaltens und der Physiologie von Insekten unter Laborbedingungen stellt höchste Anforderungen an die Umgebungssteuerung. Standard-Klimakammern stoßen hier an ihre Grenzen:
Ungenügende Regelgenauigkeit: Typische Toleranzen von +/- 1°C bei der Temperatur und +/- 10% bei der relativen Luftfeuchte sind für sensitive Studien oft nicht ausreichend.
Störende Luftströmungen: Signifikante Luftbewegungen in Standardkammern beeinflussen das natürliche Verhalten der Insekten und verfälschen Forschungsergebnisse.
Materialinkompatibilität: Oberflächenmaterialien können chemische Ausdünstungen abgeben oder Reflexionen erzeugen, die das Verhalten der Tiere unnatürlich beeinflussen. Zudem können aggressive Substanzen, wie von Ameisen abgesonderte Säuren, Standardmaterialien angreifen.
Ziel war es daher, eine Klimakammer zu entwickeln, die diese Limitierungen überwindet und eine bisher unerreichte Präzision und Stabilität der Umgebungsbedingungen für die Insektenforschung ermöglicht.
Team Funke konzipierte und realisierte eine maßgeschneiderte Klimakammer („ClimaInsect“), die technologisch neue Maßstäbe setzt:
Ultrapräzise Klimatisierung: Entwicklung eines kombinierten Systems aus einem Wasser-Sole-Direktverdampfer (mit Ethylen-Glykol) zur Temperaturregelung (-5°C bis 40°C mit +/- 0,5°C Genauigkeit) und einer Einheit aus Adsorptionstrockner (Edelstahl, vollisoliert) und Dampfbefeuchter zur Feuchtigkeitsregelung (20-90% rF mit +/- 5% Genauigkeit).
Minimierte Luftbewegung: Konzeption und Umsetzung einer speziellen Luftführung mittels einer großflächigen Lochwand (8 m²) mit integriertem Wabengleichrichter. CFD-Simulationen und Rauchgas-Tests optimierten das Design für einen 300-fachen Luftwechsel pro Stunde bei minimalen Strömungsgeschwindigkeiten (< 0,2 m/s), wodurch Zugluft und Verwirbelungen vermieden werden.
Intelligente Sensorik & Regelung: Integration eines komplexen Sensornetzwerks (20 Temperatur-, 6 Feuchtesensoren) und Entwicklung einer spezifischen Regelungssoftware. Diese berücksichtigt dynamische Einflüsse wie Abwärme der Beleuchtung und die Trägheit der Systemkomponenten, um Übersteuerungen zu verhindern und höchste Homogenität zu gewährleisten.
Angepasste Materialauswahl & Beleuchtung: Durchführung von Materialuntersuchungen zur Auswahl korrosionsbeständiger und verhaltensneutraler Oberflächen. Ergänzt durch eine spezielle 600 µmol/m²/s-Ausleuchtung mit definierter Lichtfarbe zur Simulation natürlicher Bedingungen ohne Beeinflussung der Insekten.
Mit der „ClimaInsect“-Kammer hat Team Funke eine Forschungsumgebung geschaffen, die den Stand der Technik signifikant übertrifft:
Verdoppelte Regelgenauigkeit: Die erreichte Präzision bei Temperatur und Feuchte ermöglicht hochsensitive Forschungsansätze.
Zugluftfreie Umgebung: Die innovative Luftführung erlaubt erstmals Langzeitstudien an Insekten ohne verhaltensverfälschende Luftströmungen.
Homogene und stabile Bedingungen: Die intelligente Regelung und das durchdachte Design garantieren gleichmäßige Temperatur-, Feuchte- und Lichtverhältnisse im gesamten Kammervolumen.
Materialtechnische Optimierung: Die verwendeten Materialien gewährleisten Langlebigkeit und minimieren Störeinflüsse auf die Versuchstiere.
Das Projekt wurde aufgrund seines innovativen Charakters, der technischen Herausforderungen und der planmäßigen Vorgehensweise erfolgreich von der Bescheinigungsstelle Forschungszulage (BSFZ) geprüft und positiv beschieden, was die technologische Höhe und Neuartigkeit der Entwicklung unterstreicht.
©2025 Team Funke