Das Projekt "Aufbereitung von Molkereiabwaessern mit Chitosan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Milchforschung durchgeführt. Ziele: Verringerung der organischen Belastung von Molkereiabwaessern durch Chitosan; weitere Nutzung der ausgefuellten Milchbestandteile. Ergebnisse, vorlaeufig: Entfernung von 96 Prozent Fett und 60 Prozent Eiweiss aus Modellabwasser, CSB-Reduktion um ca. 50 Prozent.
Das Projekt "Bioökonomie International 2016: 'Smart Bios' - Smart Biostimulants für einen nachhaltigen Pflanzenschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen durchgeführt. Ziel des smartBioS Projektes ist die Entwicklung wirksamer und nachhaltiger, d.h. umweltverträglicher und verbraucherfreundlicher Pflanzenschutzstrategien durch synergistische Kombination verschiedener biologischer und chemischer Wirkprinzipien. Das Projekt baut auf einem erfolgreichen deutsch-indischen Vorläuferprojekt auf, in dem wir zeigen konnten, dass Chitosane als Pflanzenstärkungsmittel eine Reduktion der Dosis konventioneller Kupferfungizide ermöglichen können. Dies wiederum erlaubt die Kombination mit Kupfer- und Chitosan-toleranten Trichoderma-Stämmen als Biocontrol Agentien, die ihrerseits die Pflanzen stärken und gleichzeitig mögliche Krankheitserreger schwächen können. Wir haben kürzlich zeigen können, dass die Chitosan-Toleranz dieser Trichoderma-Stämme auf ihre Fähigkeit, Chitosan enzymatisch abzubauen, zurückzuführen ist. Gleichzeitig haben wir gefunden, dass spezifische Chitosan-Oligomere besonders wirksame Biostimulantien sind. Im smartBioS Projekt wollen wir diese Erkenntnisse nutzen, um Kupfer-tolerante Trichoderma-Stämme, die geeignete chitosanolytische Enzyme sezernieren, zu identifizieren und diese mit definierten Chitosan-Polymeren zu kombinieren, die als Reservoire für die enzymatische Bildung besonders bioaktiver Chitosan-Oligomere wirken können. Wir werden die Wirkung dieser Kombinationspräparate auf Kartoffeln gegen die Kraut-und-Knollenfäule und auf Weinreben gegen falschen Mehltau und Esca-Holzerkrankungen testen. Dabei wird ein Hauptaugenmerk auf der Verringerung der Kupferaufwandmenge liegen, um so dieses zur Zeit vor allem im Bioanbau noch unersetzliche Pflanzenschutzmittel auch bei den in Zukunft erhöhten europäischen und internationalen Umweltauflagen einsatzfähig zu erhalten.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von J.G. Knopf's Sohn GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. J.G. Knopfs Sohn GmbH & Co. KG ist beteiligt in den Arbeitspaketen 1, 3, 4, 5. AP 1: Projektmanagement AP 2: Chitosanmodifikation AP 3: Untersuchung der maßgeschneiderten hydrophoben Chitosane AP 4: Anwendungsspezifische Untersuchungen der Textilbeschichtungen AP 5: Feldtests und Herstellung von Musterproben.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lauffenmühle GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Molekülchemie durchgeführt. Im Vorhaben sollen Struktur-Wirkungsbeziehungen zwischen f-Elementen und naturstoffrelevanten Derivate, strukturanlogen tripodalen Ligandsystemen und Liganden auf Basis von funktionalisierten Chitosan in Hinblick auf eine mögliche Mobilisierung in der Umwelt untersucht werden. Zur Aufklärung solcher Wechselwirkungsmuster werden verschiedene Teilaspekte bearbeitet, die von der Synthese der verschiedenen Ligandentypen über experimentelle und theoretische Studien zum Komplexbildungsverhalten in Lösung bis hin zu exakten Bestimmung thermodynamischer Kenngrößen sowie der Beschreibung von Verteilungs- und Transportmechanismen in umweltrelevanten Systemen reichen und eine Ableitung der geltenden Struktur-Wirkungsbeziehungen erlauben. Zur Verwirklichung dieser Ziele müssen sowohl synthetische Arbeiten zur Darstellung der Liganden und deren Metallkomplexe als auch verschiedene Charakterisierungsmethoden für die Identifizierung der in Lösung und im festen Zustand vorliegenden Spezies durchgeführt werden: a) Synthese und Charakterisierung der vorgesehenen Ligandentypen sowie entsprechender Materialien b) Darstellung und Charakterisierung ausgewählter Ln- und Ac-Komplexe sowohl im festen Zustand (Kristallstrukturanalyse, TGA-DSC, Festkörper-NMR) als auch in Lösung (MS-, IR- Raman-, UV/Vis- und NMR-Spektroskopie, sowie Flüssig-Flüssig-Extraktion). c) Um ein möglichst vollständiges Bild von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der neu synthetisierten Komplexe zu erhalten, sind insbesondere auch die Bestimmung und Modellierung thermodynamischer Standarddaten der Komplexbildung erforderlich. Vor allem von Interesse sind in diesem Zusammenhang thermogravimetrische und dynamische differenzkalorimetrische Untersuchungen, um Aussagen über die Stabilität, Phasengleichgewicht und Zersetzungserscheinungen der synthetisierten Verbindungen und Komplexe treffen zu können.
Das Projekt "FunChi: Pilzliche Chitosane aus Fermentationsrückständen für biologischen PflanzenschutzTeilvorhaben 2: Fermentierung und Down-Stream-Processing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WeissBioTech GmbH durchgeführt. Ziel des FunChi-Projektes ist die Entwicklung eines alternativen Pflanzenschutzmittels auf Basis von Chitosan aus den Zellwänden des Pilzes Aspergillus niger, die in großen Mengen bei biotechnologischen Fermentationen anfallen. Diese Myzelien stellen ein hochwertiges, aber auch hochkomplexes Ausgangsmaterial dar, da das Chitin kovalent in die Matrix der Zellwand eingelagert ist. Wir werden einen Enzymcocktail entwickeln, mit dessen Hilfe wir das pilzliche Chitin/Chitosan mit guter Ausbeute und in hoher Qualität aus den Zellwänden extrahieren können. Parallel werden wir einen Aspergillus-Stamm entwickeln, dessen Chitin leichter zu isolieren ist und der gleichzeitig verbesserte Fermentationseigenschaften aufweist, unter Erhalt der ursprünglichen Produktivität, um so den Gesamtprozess energetisch und stofflich zu optimieren. Die Effizienz des Chitosans als Pflanzenschutzmittel oder als synergistische Verstärkung eines anderen Wirkstoffs, z.B. Kupfer, wird durch enzymatische Modifikation optimiert. Mit dem Teilvorhaben 1b/c zur Fermentierung und Down-Stream-Processing (DSP) des pilzlichen Myzels als Ausgangsmaterial für die Extraktion des Chitins, steht das KMU WeissBioTech (WBT) am Anfang der geplanten Wertschöpfungskette. Während der Schwerpunkt der anderen Arbeitspakete auf der Entwicklung neuer Aspergillus-Stämme sowie auf der Produktoptimierung für die landwirtschaftliche Nutzung liegt, befasst sich dieses Arbeitspakets mit der Fermentierung und der Abtrennung des Chitins. Dafür soll der Fermentationsprozess so optimiert werden, dass eine Abtrennung des Myzels kosten- und energieeffizient möglich ist. Zum anderen ist WBT für das Upscaling der Chitin-Extraktion und - Aufreinigung verantwortlich um ausreichende Mengen an Chitin für die Konsortialpartner zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig testet und optimiert WBT im weiteren Verlauf des Projektes die Fermentation der neu entwickelten Aspergillus-Stämme unter Industriebedingungen.
Das Projekt "FunChi: Pilzliche Chitosane aus Fermentationsrückständen für biologischen PflanzenschutzTeilvorhaben 1: Enzymatische Extraktionsmethode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen durchgeführt. Das FunChi-Projekt leistet einen Beitrag für eine nachhaltige Rohstoff- und Energiebereitstellung, indem es pilzliches Chitin aus den Zellwänden von Myzelien, die bei der biotechnologischen Produktion von z.B. Enzymen und organischen Säuren in zunehmend großem Maße anfallen, als wertvollen nachwachsenden Rohstoff erschließt. Es entlastet die Umwelt durch Ressourcenschutz und CO2-Emissionsverminderung, da aus dem so erhaltenen Chitosan ein alternatives, besonders umweltverträgliches Pflanzenschutzmittel entwickelt werden soll, das bisherige, ressourcen- und energieaufwändige sowie umweltbelastende chemische Mittel partiell ersetzen bzw. ergänzen kann. Gleichzeitig stärkt das Projekt so die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Landwirtschaft sowie der vor- und nachgelagerten Bereiche der Agro- und Nahrungsmittelindustrie, insbesondere im Bereich des biologischen Pflanzenbaus. Ausgangsmaterial für die Herstellung des Chitosan-basierten, alternativen Pflanzenschutzmittels sind Zellwände des Pilzes Aspergillus niger, die in großen Mengen bei biotechnologischen Fermentationen anfallen. Diese Myzelien stellen ein hochwertiges, aber auch hochkomplexes Ausgangsmaterial dar, da das Chitin kovalent in die Matrix der Zellwand eingelagert ist. Wir werden einen Enzymcocktail entwickeln, mit dessen Hilfe wir das pilzliche Chitin/Chitosan mit guter Ausbeute und in hoher Qualität aus den Zellwänden extrahieren können. Parallel werden wir einen Aspergillus-Stamm entwickeln, dessen Zellwände mehr Chitin enthalten, welches leichter zu isolieren ist, und der gleichzeitig verbesserten Fermentationseigenschaften aufweist, unter Erhalt der ursprünglichen Produktivität, um so den Gesamtprozess energetisch und stofflich zu optimieren. Die Effizienz des Chitosans als Pflanzenschutzmittel oder als synergistische Verstärkung eines anderen Wirkstoffs, z.B. Cu++, wird durch enzymatische Modifikation optimiert.
Das Projekt "Teilprojekt: Hamburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Spiess-Urania Chemicals GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen Kombinationsproduktes für den nachhaltigen, ökologisch verträglichen Pflanzenschutz, mit einem Schwerpunkt auf Krankheiten, die von Oomyceten verursacht werden. Diese richten Schäden in fast allen Kulturen an, sind jedoch schwierig zu bekämpfen. Heute sind die einzigen, im ökologischen Landbau zugelassenen Präparate solche auf Kupferbasis, die jedoch aufgrund der recht hohen benötigten Aufwandmenge zu Kupferrückständen im Boden führen. Durch die synergistische Kombination mit dem antimikrobiell wirkenden, pflanzenstärkenden Biopolymer Chitosan, das nachhaltig aus Chitin, einem nachwachsenden Rohstoff und Abfallprodukt der Krabbenfischerei gewonnen werden kann, wollen wir die benötigten Kupferaufwandmengen reduzieren. Um die Handhabung und Bioverfügbarkeit des Produktes zu optimieren, soll das Chitosan in Form von Nanopartikeln eingesetzt werden. Gleichzeitig wollen wir pflanzenstärkende Trichoderma-Stämme entwickeln, die aufgrund ihrer natürlichen Chitosantoleranz und einer erhöhten Kupfertoleranz mit den kupferhaltigen Chitosan-Nanopartikeln kombiniert werden können. Es soll ein pflanzenstärkendes Produkt entwickelt werden.
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| Förderprogramm | 32 |
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