API src

Found 6 results.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse durchgeführt. 2,5-Furandicarboxysäure (FDCA) ist eine biobasierende Alternative zur petrochemisch produzierten Terephtalsäure, welche zur Herstellung von PET und Polyestern für die Verpackungs- und Textilindustrie verwendet wird. Somit besteht ein großer Markt für diese Plattformchemikalie. Der Fokus des beantragten Vorhabens liegt auf der Entwicklung von maßgeschneiderten Enzymen unter Nutzung der nicht-pathogenen Hefen Arxula adeninivorans und Hansenula polymorpha. Ziel ist die Enzymkatalyse der Reaktion von 5-Hydroxymethylfurfural/5-Hydroxymethylfurfurol (HMF/HMFOH) zu FDCA, eine Nutzung von Roh-HMF direkt aus der Synthese von Zuckern als Substrat (und/oder HMFOH) sowie die effiziente biotechnischen Umsetzung, um einen ökonomischem Gesamtprozess zu ermöglichen. Am IPK werden zwei Ansätze verfolgt: (1) Intrazelluläre bakterielle HMF-Oxidase (HMFO) und (2) gentechnologisch maßgeschneiderte Arylalkoholoxidase (AAOm), sowohl als Ganzzell-Katalyse als auch isoliert/immobilisiert. Der Ansatz mit der höchsten Effizienz wird weiterentwickelt und optimiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten, die Etablierung eines effektiven und robusten enzymatischen Katalyse-Prozesses wird von ASA durchgeführt. Der zusätzliche innovative Aspekt ist die Nutzung alternativer Substrate. Der Fermentationsprozess wird an verschiedene Zucker aus der Lignozellulose angepasst, die durch den Organosolv-Aufschluss am Fraunhofer CBP produziert werden. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung eines wirtschaftlichen und nachhaltigen Verfahrens. Das ausgewählte Substrat für die Enzymkatalyse ist HMF (und/oder HMFOH). Daher ist dessen kostengünstige Produktion ebenfalls sehr wichtig und wird vom Fraunhofer CBP betrachtet. Der gesamte Prozess - von der Hefeanzucht und der Expression der rekombinanten Enzyme bis zur enzymatischen Umsetzung von HMF/HMFOH zu FDCA - wird einem Scale-up in den technischen Maßstab unterzogen, um die Machbarkeit des entwickelten Prozesses zu demonstrieren.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ASA Spezialenzyme GmbH durchgeführt. 2,5-Furandicarboxysäure (FDCA) ist eine biobasierende Alternative zur petrochemisch produzierten Terephtalsäure, welche zur Herstellung von PET und Polyestern für die Verpackungs- und Textilindustrie verwendet wird. Somit besteht ein großer Markt für diese Plattformchemikalie. Der Fokus des beantragten Vorhabens liegt auf der Entwicklung von maßgeschneiderten Enzymen unter Nutzung der nicht-pathogenen Hefen Arxula adeninivorans und Hansenula polymorpha. Ziel ist die Enzymkatalyse der Reaktion von 5-Hydroxymethylfurfural/5-Hydroxymethylfurfurol (HMF/HMFOH) zu FDCA, eine Nutzung von Roh-HMF direkt aus der Synthese von Zuckern als Substrat (und/oder HMFOH) sowie die effiziente biotechnischen Umsetzung, um einen ökonomischem Gesamtprozess zu ermöglichen. Am IPK werden zwei Ansätze verfolgt: (1) Intrazelluläre bakterielle HMF-Oxidase (HMFO) und (2) gentechnologisch maßgeschneiderte Arylalkoholoxidase (AAOm), sowohl als Ganzzell-Katalyse als auch isoliert/immobilisiert. Der Ansatz mit der höchsten Effizienz wird weiterentwickelt und optimiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten, die Etablierung eines effektiven und robusten enzymatischen Katalyse-Prozesses wird von ASA durchgeführt. Der zusätzliche innovative Aspekt ist die Nutzung alternativer Substrate. Der Fermentationsprozess wird an verschiedene Zucker aus der Lignozellulose angepasst, die durch den Organosolv-Aufschluss am Fraunhofer CBP produziert werden. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung eines wirtschaftlichen und nachhaltigen Verfahrens. Das ausgewählte Substrat für die Enzymkatalyse ist HMF (und/oder HMFOH). Daher ist dessen kostengünstige Produktion ebenfalls sehr wichtig und wird vom Fraunhofer CBP betrachtet. Der gesamte Prozess - von der Hefeanzucht und der Expression der rekombinanten Enzyme bis zur enzymatischen Umsetzung von HMF/HMFOH zu FDCA - wird einem Scale-up in den technischen Maßstab unterzogen, um die Machbarkeit des entwickelten Prozesses zu demonstrieren.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. 2,5-Furandicarboxysäure (FDCA) ist eine biobasierende Alternative zur petrochemisch produzierten Terephtalsäure, welche zur Herstellung von PET und Polyestern für die Verpackungs- und Textilindustrie verwendet wird. Somit besteht ein großer Markt für diese Plattformchemikalie. Der Fokus des beantragten Vorhabens liegt auf der Entwicklung von maßgeschneiderten Enzymen unter Nutzung der nicht-pathogenen Hefen Arxula adeninivorans und Hansenula polymorpha. Ziel ist die Enzymkatalyse der Reaktion von 5-Hydroxymethylfurfural/5-Hydroxymethylfurfurol (HMF/HMFOH) zu FDCA, eine Nutzung von Roh-HMF direkt aus der Synthese von Zuckern als Substrat (und/oder HMFOH) sowie die effiziente biotechnischen Umsetzung, um einen ökonomischem Gesamtprozess zu ermöglichen. Am IPK werden zwei Ansätze verfolgt: (1) Intrazelluläre bakterielle HMF-Oxidase (HMFO) und (2) gentechnologisch maßgeschneiderte Arylalkoholoxidase (AAOm), sowohl als Ganzzell-Katalyse als auch isoliert/immobilisiert. Der Ansatz mit der höchsten Effizienz wird weiterentwickelt und optimiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten, die Etablierung eines effektiven und robusten enzymatischen Katalyse-Prozesses wird von ASA durchgeführt. Der zusätzliche innovative Aspekt ist die Nutzung alternativer Substrate. Der Fermentationsprozess wird an verschiedene Zucker aus der Lignozellulose angepasst, die durch den Organosolv-Aufschluss am Fraunhofer CBP produziert werden. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung eines wirtschaftlichen und nachhaltigen Verfahrens. Das ausgewählte Substrat für die Enzymkatalyse ist HMF (und/oder HMFOH). Daher ist dessen kostengünstige Produktion ebenfalls sehr wichtig und wird vom Fraunhofer CBP betrachtet. Der gesamte Prozess - von der Hefeanzucht und der Expression der rekombinanten Enzyme bis zur enzymatischen Umsetzung von HMF/HMFOH zu FDCA - wird einem Scale-up in den technischen Maßstab unterzogen, um die Machbarkeit des entwickelten Prozesses zu demonstrieren.

IBÖ-03: Backkreislauf - Basischemikalien und Kohle aus Altbackwaren

Das Projekt "IBÖ-03: Backkreislauf - Basischemikalien und Kohle aus Altbackwaren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik (440), Fachgebiet Konversionstechnologie und Systembewertung nachwachsender Rohstoffe (440f) durchgeführt. Das Deutsche Bäckerhandwerk produziert und verkauft (kalkuliert auf Basis des Geschäftsjahres 2013-2014) etwa 1 Mio. Tonnen Brot und Backwaren im Jahr, wovon ein erheblicher Teil unverkauft bleibt. Nach Angabe der Produktionsbetriebe liegt die Retourenquote bei ca. 10 %. Die Verwertung von Backwarenabfällen seitens der Hersteller erfolgt zu ca. 17 % als Biogas und 20 % als Tierfutter. Für Deutschland ergibt sich damit schätzungsweise eine Menge von 100.000 Tonnen Backwarenretouren jährlich, die zum größten Teil ungenutzt verworfen wird. Altbackwaren bzw. die darin enthaltenen Kohlenhydrate sind jedoch ein sehr attraktives Ausgangssubstrat für die hydrothermale Umwandlung zu Plattformchemikalien, wie bspw. 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF), wobei ein kohleartiges Material als Nebenprodukt anfällt. In einer Größenordnung von bis zu 23.000 Tonnen HMF ist eine Weiterverwertung zu vergleichsweise hochpreisigen bio-basierten Spezialpolymeren das ökonomisch Sinnvollste. Eine wichtige Markteintrittsbarriere liegt in der fehlenden Demonstration der Technologie im Rahmen einer Pilotanlage begründet. Hierfür konnte die AVA Green Chemistry Development GmbH aus Deutschland, deren Schwester AVA-Biochem BSL AG in der Schweiz bereits eine Anlage zur 5-HMF-Produktion aus Fructose im industriellen Maßstab betreibt, als Konsortialpartner gewonnen werden. Kohleartige Materialien, oder auch Karbonisate, aus biogenen Reststoffen besitzen einerseits einen attraktiven Brennwert im Bereich von Braunkohle und andererseits können sie zu Adsorptionsmaterialien weiterverarbeitet werden, die z.B. in landwirtschaftlich genutzte Böden untergepflügt werden können, um deren Ertrag zu steigern.

Entwicklung bioresorbierbarer Polymere auf der Basis von 5-Hydroxymethylfurfural fuer den Einsatz in der Medizintechnik

Das Projekt "Entwicklung bioresorbierbarer Polymere auf der Basis von 5-Hydroxymethylfurfural fuer den Einsatz in der Medizintechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Biomedizinische Technik durchgeführt. Auf der Basis von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF), einem Folgeprodukt der Zuckerindustrie, sollen Hochleistungspolymere entwickelt werden, die aufgrund ihrer Bioresorbierbarkeit in der Medizintechnik einsetzbar sind und gegenüber herkömmlichen Materialien verbesserte Eigenschaften aufweisen. Die aus HMF erhältlichen Furanderivate sollen zu neuartigen Polyestern umgesetzt werden. Die Produkte sollen zu Folien verarbeitet und hinsichtlich ihrer mechanischen und biologischen Eigenschaften charakterisiert werden. Die Auswahl geeigneter Werkstoffe erfolgt anschließend zunächst mit der Zielrichtung einer Anwendung in der Medizintechnik.

Herstellung der Basischemikalie 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus Zuckern als Ausgangsstoff für biobasierte Mehrweggetränkeflaschen und Weichmacher

Das Projekt "Herstellung der Basischemikalie 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus Zuckern als Ausgangsstoff für biobasierte Mehrweggetränkeflaschen und Weichmacher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Agrartechnologie und Biosystemtechnik, Abteilung Agrartechnologie durchgeführt. Im vorliegenden Projekt soll die Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus Kohlenhydraten in wässrigem Medium mit in-situ Extraktion, sowie die Weiterreaktion von HMF zu wichtigen Grundchemikalien untersucht und optimiert werden. Die Arbeit umfasst folgende Arbeitspakete: 1) Untersuchungen zum Phasenverhalten Extraktionsmittel/Wasser, 2) Etablierung von analytischen Methoden zur Identifizierung von Substraten, Produkten und eventuell auftretenden Wechselwirkungen zwischen dem Extraktionsmittel und HMF, 3) Screening nach geeigneten Katalysatoren für die Umsetzung von Kohlenhydraten zu HMF, 4) Untersuchung und Optimierung verschiedener Reaktionsbedingungen, 5) Aufbau und Optimierung von Reaktorsystemen und Untersuchungen zu verschiedenen Reaktionsführungen, 6) Abtrennung des Extraktionsmittels vom Reaktionsmedium und Durchführung von Untersuchungen zur Aufarbeitung und Wiederverwendung sowohl des Extraktionsmittels als auch der sauren Reaktionsphase, 7) Untersuchungen zur oxidativen und reduktiven Folgereaktion von HMF, 8) Übertragbarkeit auf andere Extraktionsmittel. Im Rahmen dieses Projekts könnte erstmals ein Verfahren zur Herstellung der industriell wichtigen Substanz HMF unter sauberen und wirtschaftlichen Bedingungen etabliert werden und somit bisherige ineffiziente Herstellungsverfahren deutlich verbessert werden. Neben der priorisierten Anmeldung von Patenten sind Präsentationen auf Fachkonferenzen sowie Veröffentlichungen in Fachzeitschriften vorgesehen. Darüber hinaus können die gewonnenen Erkenntnisse als Basis für weiterführende Projekte dienen.

1