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.
Der Einsatz von Altpapier fuer die Papierherstellung ist in den letzten Jahren auf ein hohes Niveau gestiegen, wobei sich die Altpapiereinsatzquote bei der Produktion verschiedener Papiersorten deutlich unterschied. Waehrend Verpackungspapiere bereits zu mehr als 90 Prozent aus Altpapier hergestellt werden, bestehen bei der Produktion graphischer Papiere noch einige Reserven fuer den vermehrten Altpapiereinsatz. Gerade in diesem Bereich ist die entsprechende Quote besonders durch Altpapiereinsatz fuer Zeitungsdruckpapiere stark angestiegen, waehrend sie bei sonstigen graphischen Papieren nahezu konstant blieb. Dies ist unter anderem mit der Struktur der deutschen Papierindustrie zu erklaeren, die zu einem grossen Anteil qualitativ hochwertige Schreib- und Administrationspapiere herstellt. Die angestrebte weitere Erhoehung dieser Quoten stoesst auf qualitative und technische Grenzen. Eine qualitative Verbesserung des Altpapiers kann durch Fortschritte in der Deinking- und Bleichtechnologie erreicht werden. Eine der technischen Grenzen fuer einen hoeheren Altpapiereinsatz in allen Bereichen ist die schlechte Entwaesserung des Altpapierstoffs auf der Papiermaschine und die unvollstaendige Abloesung der Druckfarben beim Deinkingvorgang. In beiden Problembereichen koennen Enzyme moeglicherweise Abhilfe schaffen. Im Rahmen eines von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefoerderten Projektes soll am Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst - und Holzwirtschaft der Einsatz von Enzymen als alternatives Mittel zur Druckfarbenentfernung (Deinking) untersucht werden. Ziel der Arbeiten ist ein teilweiser oder vollstaendiger Verzicht auf den Einsatz konventioneller Deinkingchemikalien. Hierzu gehoeren Natronlauge, Wasserglas, Komplexbildner, Tenside und Wasserstoffperoxid. In der Regel gelangen diese konventionellen Deinkingchemikalien ins Abwasser oder reichern sich im Papier an.
Ausgangssituation/Problemstellung: Holzstoffe mit vergleichsweise hohen Festigkeiten und guten optischen Eigenschaften sind vor allem für Dünndruckpapiere geeignet. Diese Vorteile, verbunden mit der hohen Ausbeute von Holzstoffen machen Holzstoffe zu attraktiven Primärrohstoffen vor allem für Zeitungs- und Magazinpapiere. Der Einsparung von Holzressourcen durch die Nutzung von Hochausbeutefaserstoffe steht jedoch sowohl der hohe Energiebedarf als auch der hohe und steigende Energiepreis entgegen. Für stark fibrillierte Holzstoffe wird ein spezifischer Energiebedarf von mindestens 2 MWh/t benötigt. Mit dem hier untersuchten ETMP-Verfahren wird eine Netto-Energieeinsparung von 30 % bis 50 % angestrebt. Dies wird durch eine Bestrahlungsbehandlung der Holzhackschnitzel in Kombination mit einer Imprägnierung erreicht. Mit der Imprägnierung vor der Hackschnitzelbestrahlung soll zusätzlich eine gleichbleibende oder verbesserte Faserqualität erzielt werden. Forschungsziel/Forschungsergebnis: Das Projekt beweist sehr gut die Möglichkeit einer Implementierung von ETMP in eine bestehende TMP-Anlage. Mit einer Energieeinsparung von 30 % bei der TMP-Erzeugung würde die Papierindustrie einen wichtigen Schritt für die von der Politik geforderten ehrgeizigen Energieziele beitragen. Die Eigenschaften des Holzstoffs nach dem Großversuch sind mit unbehandelten Stoffen vergleichbar. Das hergestellte Papier konnte ohne Verlust in der Produktionsqualität verarbeitet und verkauft werden. Der Drucker konnte das Zeitungspapier erfolgreich bedrucken und seinerseits auf den Markt bringen. Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung: Durch den Einsatz des Verfahrens mit dem um ca. 100 GWh geringeren Energiebedarf in einer Papierfabrik werden die Emissionen von CO2, das als Treibhausgas zur Erderwärmung beiträgt, um jährlich ca. 51.000 Tonnen reduziert. Der Betreiber einer TMP-Anlage erhält mit dem Bau eines Bestrahlers die Möglichkeit, bei einer durchschnittlichen TMP-Anlage ca. 7 Mill. €/a an Betriebskosten zu sparen. Bei einer Investition von 10 Mill. € für den Bau einer solchen Anlage ergibt sich eine sehr günstige Investitionsgrundlage. Weitere Einsparungen sind darüber hinaus bei der Bleiche möglich, da während der Bestrahlung Ozon produziert wird, welches ein hervorragendes Bleichmittel darstellt und auch die Abwärme aus dem Kühlkreislauf des Bestrahlers kann zur Aufheizung des Prozesskreislaufes einer Papierfabrik genutzt werden. Die Bezifferung derartiger weiterer Einsparungen ist allerdings erst in weiteren angestrebten Langzeitversuchen möglich. Das Ziel ist es, ETMP in die Praxis einzuführen und dafür werden Mut und Investitionen seitens der Industrie dringend benötigt. Erste Verhandlungen verlaufen positiv, es fehlt aber noch ein großer Schritt zur Realisierung einer ersten Demonstratoranlage direkt in der Papierindustrie.
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).
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 | 59 |
| Wissenschaft | 32 |
| Zivilgesellschaft | 12 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 59 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 59 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 54 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 47 |
| Webseite | 12 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 40 |
| Lebewesen und Lebensräume | 49 |
| Luft | 36 |
| Mensch und Umwelt | 59 |
| Wasser | 38 |
| Weitere | 59 |