Das Projekt "Teil I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von energy of nature, Projektgesellschaft fuer umwelttechnische Anlagensysteme Leipzig, Bereich Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das vorgesehene Projekt befasst sich mit der Verwertung und Verbesserung des bei der Klaerschlammfaulung entstehenden Klaergases. Dabei soll durch eine biologische Reinigung das Klaergas bis auf Erdgasqualitaet verbessert werden, so dass ein hoeherer Brennwert, die Einsetzbarkeit von Erdgas-BHKWs und eine deutliche Erhoehung der Standzeiten der BHKW zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Klaergasverstromung in Klaeranlagen fuehren. Die Reinigung des Klaergases soll durch den biologischen Entzug des CO2 beim Durchstroemen eines Algenreaktors erfolgen, wobei CO2 durch die Algen als Kohlenstoffquelle fuer den Aufbau von Biomasse genutzt wird. Die Algenbiomasse kann sowohl einer energetischen Nutzung durch Rueckfuehrung in die Faulung (theoretischer Energiegewinn 10-12 Prozent) wie auch einer stofflichen Nutzung als Duenger und Futter oder zur Wertstoffextraktion unterworfen werden. Das Vorhaben soll in Kooperation mit der Technischen Dresden, ISIW, das einen eigenstaendigen Teil bearbeitet, realisiert werden.
Das Projekt "Teil Fraunhofer IGB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Der Ersatz von fossilen durch nachwachsende Rohstoffen ist eine zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Chitin, das zweithäufigste Biopolymer der Welt, hat das Potential zur Lösung dieser Herausforderung beizutragen. Chitin kann aus Pilzen, Insekten und Krustentierschalen gewonnen werden. Allein in Kanada fielen im Jahr 2016 mehr als 130.000 Tonnen Krustentierschalen als Abfallstoff der Fischereiindustrie an. In der EU fallen jährlich rund 750.000 Tonnen solcher Abfälle an. Aktuell wird dieser Abfallstrom kaum genutzt und landet größtenteils auf Deponien. Bei Entsorgungskosten von rund 7500 Euro /t, ist diese Vorgehen weder nachhaltig noch wirtschaftlich sinnvoll. Der daraus resultierende geringe Preis für dieses Abfallprodukt der Fischerei- und Lebensmittelindustrie in Verbindungen mit seinen natürlichen Eigenschaften wie Bioabbaubarkeit, Biokompatibilität, antimikrobielle Eigenschaften und der nicht vorhandenen Toxizität machen Chitin zu einem interessanten Rohstoff insbesondere für die Medizin- und Pharmabranche. Chitin kommt als Rohstoff sowohl für die Herstellung von neuen bio-basierten Materialen für den 3D-Druck, wie auch für die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen in der Tierernährung in Frage. Bisher ist der Einsatz von Chitin im Kunststoffbereich nicht möglich. Deshalb ist die Entwicklung von Verfahren zur selektiven Funktionalisierung von Chitin hin zu einem thermoplastischen Biopolymer von zentraler Bedeutung. Zusätzlich erprobt das ChitoMat-Projekt die Möglichkeit Antibiotika durch Chitin-Derivate zu ersetzen.
Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.
Das Projekt "Smart Water Future India (SWF India)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Die Bundesrepublik Deutschland und Indien sind wichtige Handelspartner, das bilaterale Handelsvolumen lag 2014/15 bei knapp 16 Mrd. Euro . Indien entwickelt sich sehr dynamisch, insbesondere die zunehmende Urbanisierung stellt das Land vor große Herausforderungen. Der Wassersektor spielt dabei eine bedeutende Rolle. Im letzten Jahrzehnt hat sich weltweit die Erkenntnis durchgesetzt, dass eine sektorale Sichtweise bei dynamischen Ent-wicklungen nicht zu optimalen Lösungen führt. Vielmehr sind integrierte, vernetzte Ansätze notwendig, um einer so komplexen Aufgabe wie der Stadtentwicklung gerecht zu werden (z.B. Nexus-Ansatz, Smart City, Morgenstadt). Diese integrierten Lösungen haben im Wassersektor das Potenzial, zahlreichen deutschen Unternehmen einen neuen bzw. erweiterten Absatzmarkt zu bieten, wenn diese in der Lage sind, sich darauf einzustellen.
Das Projekt "Biogas production by treating sludge of a waste water treatment plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schwarting-Uhde GmbH Umwelt- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Objective: The subdivized project is concerned with the establishement and demonstration operation of a plant for gaining biogas from the sludge of a communal sewage plant and utilizing it to create electrical and thermal energy. By the process of gaining energy from the biological degradation of the organic substances of the sewage sludge, the corresponding amount of primary energy can be substitutes. At the same time, the quantity of dry matter for disposal is reduced by about 50 per cent. The sludge treated in this way can then be both deposited and used for recultivation. The aim of demonstration operation was to confirm and improve the turnover rates achieved in extensive preliminary investigations for microbial methane production from the sewage sludge of a communal sewage plant. General Information: The demonstration plant was based on the Schwarting/Udhe process. To ensure a high degradation rate even in peak load periods, this process operates in two successive stages. Moreover, it does not use fully mixed fermenters, but narrow standing containers. In these containers, there is a defined slug flow in which the necessary contact between the substrate and the biomass is created by a patented phase mixing system. In the degradation of communal sewage sludge in conventional single-stage plants, only 20-30 per cent of the dry organic matter could be converted to biomass. In extensive preliminary investigations carried out in cooperation with the Fraunhofer Institute for contact surface and bio-process technology, a modified variant of the Schwarting/Udhe process was developed which permits degradation rates of 50-60 per cent of the dry organic matter. Simultaneously, the residences time of 25-30 days in conventional singel-stage fermenters has been reduced considerably. Achievements: The installation for the 2-stage fermentation of sewage sludge, which was to be established in accordance with the project description, was constructed in 1993/94 after planning work in 1992/93, and it was taken into operation by September 1994. Demonstration operation of the plant was carried out from Oct.94 to Dec.95. For external reasons, the installation could only be operated in the difficult partial load area with extraordinary fluctuations in the intake volume and intake concentration during this period. In spite of the sometimes difficult operation under partial load, the plant shows a below average amount of wear. Up to now, only the explicit wearing parts have had to be replaced, and as a rule, even these parts had exceeded the anticipated service life. However, the components used were cheked and optimized in intensive cooperation with the operator with respect to their use; permanent operation under full load is possible without any restrictions. The device planned for holding back biomass in the second fermentation stage, which was implemented for the first time in this project, has shown its functionality. As anticipated, the degree of...
Das Projekt "Teil Fraunhofer IGB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel des Fraunhofer IGB innerhalb des VALORKON-Projektes ist es, einen Trennprozess für die volatilen Wertstoffe aus der Trocknung und Torrefizierung von Biomasse zu entwickeln und damit eine vollständige, neue Bioraffinerie zu realisieren. Diese soll, in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern, technisch, wirtschaftlich und ökologisch validiert werden. Dabei kann Fraunhofer IGB auf teilweise vorhandene Laboranlagen und bestehende Expertise in physikalisch-chemischen Trenntechniken zurückgreifen, jedoch müssen diese Verfahren signifikant weiterentwickelt und auf den Anwendungsfall neu ausgelegt werden, insbesondere um die geforderte Reinheit der rückgewonnenen Koppel- und Nebenprodukte zu erreichen. Fraunhofer IGB stärkt durch das VALORKON-Projekt und die damit realisierte neue Bioraffinerie-Prozesskette seine führende Rolle auf dem Gebiet der Bioökonomie.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Ingenieurwissenschaften, Institut für Naturstofftechnik, Professur für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Hauptziel ist die Erforschung eines industriell relevanten, biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung komplexer HMO. HMO haben aufgrund ihrer präbiotischen Wirkung positive Effekte auf die menschliche Gesundheit und helfen bspw. als Zusatz in Säuglingsnahrung, schwerwiegende Komplikationen bei Früh- und Neugeborenen zu verhindern. Es fehlt jedoch bisher an möglichen Produktionswegen, die im Projekt SiaHMO am Beispiel von DSLNT erstmalig erschlossen werden sollen. c-LEcta GmbH will, unterstützt durch die TU Dresden, das skalierbare Prinzip einer Plattform für die enzymbasierte Herstellung von sialylierten HMO entwickeln, welches auf eine Reihe weiterer komplexer HMO übertragbar ist. Die Erreichung dieses Ziels wird nur möglich durch die Kooperation, aus der ein effizientes, kostengünstiges ATP-Recyclingsystem ohne negativen Einfluss auf die Produktausbeute hervorgehen soll. Damit sollen die bisherigen technischen Probleme der ATP-Regenerierung gelöst werden, was eine unbedingte Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit der Synthese ist. Darüber hinaus kann das neue Reaktionssystem auch in anderen zellfreien ATP-abhängigen Synthesen eingesetzt werden. Im Ergebnis werden erhebliche Vorteile gegenüber z.B. fermentativen Verfahren erzielt und die erstmalige Herstellung eines von Medizin und Industrie als bedeutend eingeschätzten HMO ermöglicht. Dieses kann in Säuglings- und medizinischer Ernährung zum Einsatz kommen und birgt ein enormes Potenzial für den Nahrungsmittelmarkt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. Mikroplastikpartikel, definiert als Kunststoffpartikel kleiner als 5 mm, werden zunehmen als Belastung der Umwelt gesehen. Derzeit fokussiert die Forschung auf eine eher deskriptive Erfassung dieser Belastung. Die Dynamiken, wie Eintragswege und deren mögliche Beeinflussung, werden kaum untersucht. MiKoBo betrachtet das vergleichsweise wenig erforschte Umweltsystem Boden. Ein bekannter Eintragsvektor für Mikrokunstsloffe (MKS) in Böden ist Klärschlamm. Dieser Eintragsweg kann durch rechtliche Vorgaben relativ einfach verschlossen werden. Bislang noch kaum erfasst ist dagegen die mögliche Belastung der Böden durch MKS in organischen Düngern. ln Deutschland werden Bioabfälle getrennt gesammelt und stofflich bzw. stofflich-energetisch verwertet. Die Komposte und Gärreste aus den Bioabfallverwertungsanlagen sind wertvolle organische Dünger. Gleichzeitig finden sich im Bioabfall immer auch Kunststoffverunreinigungen, vor allem Plastiktüten. lm Teilprojekt 1 von MiKo- Bo, soll abgeschätzt werden, inwieweit organische Dünger aus Bioabfallvenvertungsanlagen zur MKS-Belastung von Böden beitragen. Hier ist eine sehr sorgfältige Abwägung notwendig, da je nach Sachlage der potentielle Nutzen des Düngers deutlich höher als der mögliche Schaden durch die MKS-Belastung sein kann. ln Teilprojekt 1 wird die gesamte Prozesskette vom Bioabfall über die technische Anlage bis zur Kompostnachbehandlung in Anhängigkeit von verfahrenstechnischen und mikrobiologischen Parametern erfasst. Besondere Aufmerksamkeit wird biologisch abbaubaren Kunststoffen gewidmet, die eventuell eine Teillösung für die Problematik darstellen. Die Ergebnisse der technischen Anlagen werden in Satellitenanlagen mit standardisierten MKS verifiziert und sollen in die Bodenexperimente aber auch in Handlungsempfehlungen einfließen.
Das Projekt "Vom Naturstoff zum Wertstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik durchgeführt.
Das Projekt "Energie statt Klaerschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Klaerschlaemme stellen einerseits ein Abfallproblem dar, andererseits ist die darin enthaltene organische Substanz ein Speicher fuer regenerative Energie. Kann man die organische Substanz vollstaendig zu Biogas umsetzen, reduziert sich das Abfallproblem auf anorganische Farbstoffe, die wesentlich geringere Probleme bei einer Ablagerung verursachen. In der Natur gelingt dies mit einem allerdings nicht unbetraechtlichen Zeitaufwand. Innerhalb des Projektes soll versucht werden, die Leistung der Natur zu kopieren und sie, soweit zu ertuechtigen, dass sich eine technische Umsetzung wirtschaftlich rentiert.