An der TU Chemnitz stehen vor allem Insektenlarven der schwarzen Soldatenfliege „Hermetia illucens“ im Forschungsfokus. Hierfür bedienen sich die Forscherinnen und Forscher der mathematischen Modellierung auf der einen Seite und der experimentellen Validierung der Modelle auf der anderen Seite.
Im Rahmen der Modellierung wird das Larvenwachstum zunächst mathematisch beschrieben. Ausgehend von der Bilanzierung des Larvenstoffwechsels ergibt sich ein Satz von mathematischen Modellgleichungen, der die Mechanismen der Energie- und Ressourcenaufnahme, -umwandlung sowie -abgabe abbildet. Die Parameter in diesen Gleichungen werden durch experimentelle Daten bestimmt.
Das wichtigste Werkzeug der Forscherinnen und Forscher für diesen experimentellen Teil ist ein eigens konzipierter Bioreaktor im Miniaturformat, in dem die Insekten gezielt aufgezogen werden. Dafür ist der Bioreaktor einerseits mit Sensorik wie Temperatur-, Feuchte-, Kohlendioxid- und Sauerstoff-Sensoren zur Erfassung der metabolischen Larvenaktivität ausgestattet. Andererseits umfasst die Ausstattung des Bioreaktors ein breites Repertoire an Regelungsmöglichkeiten. Dazu gehören Beleuchtungsspektrum, Heizung, Kühlung sowie Be- und Entfeuchtung.
Darüber hinaus erhalten die Forscherinnen und Forscher aus der Analyse und Simulation der mathematischen Modelle ein tieferes Verständnis für die vielfältigen Wechselwirkungen bei der Insektenproduktion. Dieses ganzheitliche Verständnis stellt die „Grundlage für vorausschauende Regelungsmaßnahmen dar, mittels welcher die Energieeffizienz erhöht oder der Ressourceneinsatz optimiert werden kann“, erläutert Streif.
