a) Entwicklung eines Bleichverfahrens fuer Sulfitzellstoffe ohne Einsatz von Chlor. b) Ersatz der Chlorierungsstufe durch eine Alkali/Sauerstoff- oder Peroxidstufe mit Magnesium oder Natrium als Base. Einsatz von Chlordioxid an Stelle von Chlor. c) Die Sulfitzellstoffe werden in vier Stufen mit den erwaehnten Bleichmitteln behandelt und auf einen Weissgrad von 90 und hoeher gebracht. Bei Verwendung der gleichen Base in der Bleiche wie beim Aufschluss koennen die Bleichereiabwaesser zusammen mit der Kochereiablauge eingedampft und verbrannt werden und ein Grossteil der Chemikalien zurueckgewonnen werden. Die Abwasserbelastung durch Zellstoffabriken kann so erheblich reduziert werden.
Entwicklung einer Technologie zur wirtschaftlichen Erzeugung grosser Mengen von Ozon. Entwicklung von Methoden zur Reinigung, Entkeimung, Schonung von Trink- und Abwasser. Einsatz von Ozon in umweltschonenden Oxidations- und Bleichprozessen (z.B. Ersatz von Chlor).
Das Projekt REWASI leistet einen Beitrag zur Entwicklung einer neuartigen, für den Silizium-Wafersäger bisher ungeahnt kostengünstigen Sägeslurry auf Wasserbasis. Das hier beschriebene Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung der Slurry und dem Recycling der Gebrauchtslurry. Ebenso beschäftigt es sich mit dem Recycling des für Sägeprozesse bisher nicht mehr nutzbaren Abriebs (bestehend aus Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC) und Eisen (Fe)). AP 1 Herstellung einer wasserbasierten Slurry AP 1.1 Auswahl von Additiven zur Oberflächenmodifizierung der SiC-Partikel und zur Herstellung erster wasserbasierter Slurries im Labormaßstab AP 1.2 Entwicklung von Testprozeduren AP 1.3 Optimierung der Oberflächenmodifizierung der SiC-Partikel der wasserbasierten Slurry sowie Optimierung der Additive im Technikumsmaßstab AP 3 Entwicklung eines günstigen und effizienten Recyclingprozesses für SiC und Additive in Sägeschlämmen der wasserbasierte Slurry AP 3.1 Recycling von schneidfähigen SiC-Partikeln: Zyklonierung der Slurry, Zentrifugierung, Abwägen des wirtschaftlichen Nutzens beider Verfahren im Vergleich zur Qualitätsänderung; Bleichen des SiC mit Säuren oder Laugen und Filtration der gereinigten SiC-Partikel sowie des nicht nutzbaren Abriebs im Technikumsmaßstab AP 3.2 Recycling der Additive als Konzentrat oder umweltgerechte Zerstörung und Beseitigung der Additive im Technikumsmaßstab AP 3.3 Recycling der Bleichlösung; Reinigung des Wassers und Wiederverwertung in Neuslurry im Technikumsmaßstab AP 3.4 Begleitende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung AP 4 Entwicklung eines günstigen und effizienten Recyclingprozesses für Silizium aus SiC-haltigen Sägeschlämmen AP 4.1 Fest/Flüssig-Trennung im Technikumsmaßstab: Filtration des Abriebs. AP 4.2 Chemische Aufbereitung des Sägeabriebs durch Reinigung in Flüssigphase AP 4.3 Reduzierung des SiC-Gehaltes im Labormaßstab mit Schwerflüssigkeiten oder anderen Verfahren AP 4.4 Reduzierung des SiC-Gehaltes auf 10% im Technikumsmaßstab.
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Die Wirkung des als Bleichmittel diskutierten Kaliumpermanganats (KMnO4) auf ungeloeste Cellulose in verduennter Schwefelsaeure wurde am Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft 1. kinetisch und 2. durch Analyse der chemisch veraenderten Cellulose untersucht. Variationen der Reaktionsparameter ergaben: Die Geschwindigkeit des KMnO4-Verbrauchs haengt linear von der Cellulosekonzentration ab und zeigt einen positiven (Neutral-)Salzeffekt. Die Reaktionsordnung in KMnO4 ist komplex und steigt von 0,4 auf 0,8 im gemessenen Konzentrationsbereich. Aehnlich entspricht die Abhaengigkeit von der Schwefelsaeurekonzentration unterhalb 1n einer niedrigen Reaktionsordnung und befindet sich erst oberhalb davon - wie erwartet - in Uebereinstimmung mit der Hammettsaeurefunktion. Oberflaechen- bzw. Diffusionseffekte bei der heterogenen Reaktion duerften hierfuer verantwortlich sein, die auch mit der (niedrigen) Aktivierungsenergie von 71 KJ/Mol (bei Umsetzungen zwischen 30 und 70 Grad Celsius) in Einklang stehen. Die nach Einwirkungen unterschiedlicher Schwefelsaeurekonzentrationen mit und ohne KMnO4 auf Cellulose erhaltenen Rueckstaende wiesen erhoehte Carboxyl- und Carbonylgehalte auf, waehrend ihre Viskositaet in Cu-en, d.h. die Polymerisationsgrade, herabgesetzt waren. Unter der Saeureeinwirkung allein (0,1-2,5 n; 20 min.; 50 Grad Celsius) waren diese Veraenderungen gering, z.B. die Viskositaet um hoechstens 22 Prozent vermindert. Bei gleichzeitiger Aktion von KMnO4 (0,004 molar) dagegen stiegen die COOH-Gehalte kontinuierlich auf das Fuenffache, die CO-Gehalte auf das Zwoelffache, und die Viskositaet sank auf ca. 25 Prozent derjenigen unbehandelter Cellulose. Diese analytischen Ergebnisse indizieren erhebliche oxidative und hydrolytische Veraenderungen von Cellulose durch Kaliumpermanganat unter milden Bedingungen, die bei einem etwaigen Einsatz als Bleichmittel zu bedenken sind.
Ziel dieses Vorhabens ist die Herstellung verschiedener Peroxidasen und die Entwicklung unterschiedlicher Verfahren zur Immobilisierung des Enzyms an textile Trägermaterialien. Die immobilisierten Enzyme sollen dann in Kooperation mit den Projektpartner zur Bleiche von Molke eingesetzt werden. Dabei wird zunächst das Verfahren zunächst im Batch und danach im kontinuierlichen Betrieb entwickelt. Eine Optimierung des Verfahrens hinsichtlich Enzymeinsatz und Effektivität sowie ein Scale-up wird unter ökonomischen Aspekten durchgeführt. Abschließend erfolgt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Zunächst werden verschiedene Peroxidasen hergestellt und den Projektpartnern für Versuche zur Verfügung gestellt. Weiterhin werden Testsysteme zur Messung der Aktivität der immobilisierten Enzyme auf den verschiedenen Trägermaterialien entwickelt. Je nach Ergebnissen der Immobilisierungsversuche werden weitere Peroxidasen entwickelt oder die Produktion der bereits erfolgreich eingesetzten Enzyme optimiert. Danach wird ein Testsystem zur Beurteilung der Wirkung der Peroxidase in Molke entwickelt und gemeinsam mit den Projektpartnern das Verfahren zur Bleichung von Molke konzipiert und optimiert.
Das Hauptziel des Teilvorhabens, Peroxidasen aus Pilzen, die entweder aus Submers Kulturen von Basisdiomyceten selbst isoliert oder von den Partnern ASA und AB Enzymes (assoziierter Partner) zur Verfügung gestellt werden, nach der Immobilisierung an geeigneten Trägertextilien bzgl. ihrer Enzymaktivitäten zu untersuchen. Zur biochemischen Charakterisierung der immobilisierten Peroxidasen (Km, kcat) dienen dabei neben allgemeinen Peroxidase-Modellsubstraten wie ABTS insbesondere Bixin und beta-Carotin. Ein besonderes Augenmerk liegt daneben auf der Bereitstellung des erforderlichen Cofaktors H2O2 in geeigneter Konzentration. Darüber hinaus werden die immobilisierten Peroxidasen im wiederholten oder dauerhaften Einsatz zur Bleichung von Molke erprobt. Die Bleichung der Molke wird mittels CIELab-System quantitativ erfasst. Zur biochemischen Charakterisierung der freien und textil-geträgerten Peroxidasen dienen photometrische und elektrophoretische Untersuchungen. Wichtige Parameter sind die Erfassung der (Rest)aktivität der Peroxidasen nach der Immobilisierung, die Detektion eines eventuellen Übergangs des Enzyms in die Lebensmittelmatrix Molke, sowie die Einstellung einer optimalen Konzentration des Cofaktors H2O2.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 57 |
| Wissenschaft | 15 |
| Zivilgesellschaft | 11 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 57 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 57 |
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| Deutsch | 52 |
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| Webseite | 12 |
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| Boden | 38 |
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