Das Projekt "Teilvorhaben 1: Logistik und ökonomisch-ökologische Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INEOS Styrolution Group GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein Logistik- und Anlagen-Konzept zur wirtschaftlichen Nutzung von Polystyrol-Abfällen als Rohstoff für hochwertige neue Kunststoffprodukte. Gegenüber der bislang üblichen thermischen Verwertung oder des sogenannten Downcyclings der Kunststoffabfälle wird mit diesem Vorhaben die tatsächliche Schließung eines Kreislaufs angestrebt. INEOS Styrolution leitet den Forschungsverbund mit dem Ziel, das bei der Depolymerisation als Hauptbestandteil entstehende Styrol-Monomer in der eigenen Produktion einzusetzen. Dazu wird der Gesamtprozess einer intensiven Bewertung unterzogen und die Voraussetzungen für eine Investition geprüft. Die Bearbeitung des Projektvorhabens gliedert sich in sechs Arbeitspakete (AP). Zunächst wird die Depolymerisation von Polystyrol im Labormaßstab abgebildet und untersucht. Anschließend wird der Prozess der Depolymerisation auf einen Doppelschneckenextruder übertragen. Während zu Beginn noch mit Modellsubstanzen gearbeitet wird, wird schon bald die technische Machbarkeit des Depolymerisationsprozesses mit realen Abfallproben demonstriert und Styrol von Nebenprodukten versuchsweise getrennt (Meilenstein 1). Parallel dazu widmet sich AP 2 den logistischen Herausforderungen der Rohstoffbeschaffung. In AP 3 und 4 werden zum einen die Prozessparameter optimiert, weiterhin verschiedenste Realproben, von post-consumer Proben bis hin zu Meeresmüll, auf ihre Eignung untersucht. In AP 5 wird insbesondere die Verwertung der einzelnen Fraktionen untersucht, die nach Auftrennung des Produktgemisches aus der Depolymerisation erhalten werden, insbesondere die Wiederverwendung des Styrols und das thermische Cracken von Nebenprodukten im Steamcracker. Abschließend wird im AP 6 die Prozesskette einer umfassenden ökologischen und ökonomischen Betrachtung unterzogen. INEOS Styrolution liefert maßgeschneiderte Produkte und bewertet die Qualität des erzeugten Styrols. Abschließend wird ein Logistik- und Standort-Konzept erarbeitet.
Das Projekt "Teilprojekt A 01: Reinigung von Abwaessern aus der Zellstoffindustrie: Einsatz von Pilzen zur Eliminierung von Abwasserligninen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fakultät III Prozesswissenschaften, Institut für Biotechnologie, Fachgebiet Angewandte Biochemie durchgeführt. Es werden vor allem ligninabbauende Weissfaeulepilze auf ihre Faehigkeit hin geprueft, modifizierte, biologisch sonst kaum abbaubare Ligninderivate aus Zellstoffabwaessern abzubauen. Untersucht werden: Depolymerisation hochmolekularer Ligninderivate, Aromatenabbau, Farbreduzierung, Dechlorierung (Bleichereiabwaesser) an unterschiedlichen Abwassertypen aus der Industrie. Besondere Schwerpunkte liegen bei dem artspezifisch unterschiedlichen Verhalten der Pilze gegenueber den verschiedenen Abwasserligninen und den am Abbau beteiligten Enzymen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Steamcracken von Nebenprodukten der Depolymerisation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INEOS Köln GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein Logistik- und Anlagen-Konzept zur wirtschaftlichen Nutzung von Polystyrol-Abfällen als Rohstoff für hochwertige neue Kunststoffprodukte. Gegenüber der bislang üblichen thermischen Verwertung oder des sogenannten 'Downcyclings' der Kunststoffabfälle wird mit diesem Vorhaben die tatsächliche Schließung eines Kreislaufs angestrebt. Die INEOS in Köln wird die Eignung von Nebenprodukten für das thermische Cracken im Steamcracker untersuchen und in einer Versuchsanlage einsetzen. Die Bearbeitung des Projektvorhabens gliedert sich in sechs Arbeitspakete. Zunächst wird die Depolymerisation von Polystyrol im Labormaßstab abgebildet und untersucht. Anschließend wird der Prozess der Depolymerisation auf einen Doppelschneckenextruder übertragen. Während zu Beginn noch mit Modellsubstanzen gearbeitet wird, wird schon bald die technische Machbarkeit des Depolymerisationsprozesses mit realen Abfallproben demonstriert und Styrol von Nebenprodukten versuchsweise getrennt (Meilenstein 1). Parallel dazu widmet sich Arbeitspaket 2 den logistischen Herausforderungen der Rohstoffbeschaffung. In Arbeitspaket 3 und 4 werden zum einen die Prozessparameter optimiert, weiterhin verschiedenste Realproben, von post-consumer Proben bis hin zu Meeresmüll, auf ihre Eignung untersucht. In Arbeitspaket 5 wird insbesondere die Verwertung der einzelnen Fraktionen untersucht, die nach Auftrennung des Produktgemisches aus der Depolymerisation erhalten werden, insbesondere die Wiederverwendung des Styrols und das thermische Cracken von Nebenprodukten im Steamcracker. Im abschließenden Arbeitspaket 6 wird die Prozesskette einer umfassenden ökologischen und ökonomischen Betrachtung unterzogen. Die Nebenproduktgemische aus der Depolymerisation werden bei der INEOS in Köln im Hinblick auf die Einsetzbarkeit zum Steamcracken analysiert und bewertet. Die Nebenprodukte werden in der Versuchsanlage umgesetzt und die Prozessparameter in Anbetracht der entstehenden Produkte optimiert.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Depolymerisation von Polystyrol und Konditionierung von Polystyrolabfällen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Aufbereitung und Recycling (I.A.R.) durchgeführt. In diesem Forschungsvorhaben wird ein Verfahren zum rohstofflichen Recycling von Polystyrol entwickelt. Beim rohstofflichen Recycling werden die Polystyrol-Abfälle in ihre Grundbestandteile zerlegt, die anschließend als Rohstoff für einen erneuten Polymerisationsprozess zur Verfügung stehen. Der zu entwickelnde Prozess besteht aus einem mehrstufigen Verfahren. Zunächst wird aus dem zu verarbeitenden Abfall ein sortenreines Konzentrat hergestellt, das dann dem eigentlichen Verwertungsprozess zugeführt wird. Dies schließt neben einer Reinigung und Sortierung auch einen eventuellen Zerkleinerungsprozess ein, damit eine Förderung des Materials in den Extruder ermöglicht wird. Im zweiten Schritt werden in einem Doppelschneckenextruder die zerkleinerten Polystyrol-Abfälle in Monomere und Oligomere thermisch aufgespalten. Monomere, Oligomere und weitere flüchtige Spaltprodukte werden kondensiert. Mittels fraktionierender Destillation sollen die Styrolmonomere aus dem Kondensat abgetrennt werden. Sie können anschließend direkt im Produktionsprozess eingesetzt und zu neuem Polystyrol verarbeitet werden. Im dritten Schritt werden die Oligomere und andere Spaltprodukte in einem Steamcracker weiter aufgespalten, sodass auch aus diesem Material noch weitere Ausgangsstoffe, wie etwa Ethen, Propen oder Benzol, für die Kunststoffherstellung gewonnen werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Untersuchung und Optimierung der Depolymerisationsbedingungen von Polystyrolabfällen im Labormaßstab und Aufbereitung zu verwertbaren Fraktionen mittels Destillation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Neue Materialien Bayreuth GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein Logistik- und Anlagen-Konzept zur wirtschaftlichen Nutzung von Polystyrol-Abfällen als Rohstoff für hochwertige neue Kunststoffprodukte. Gegenüber der bislang üblichen thermischen Verwertung oder des sogenannten 'Downcyclings' der Kunststoffabfälle wird mit diesem Vorhaben die tatsächliche Schließung eines Kreislaufs angestrebt. NMB: Durchführung der Depolymerisation im Labormaßstab zur Prozessoptimierung und zur Untersuchung des Einflusses verschiedener Verunreinigungen aus den Polystyrol-Abfällen. Durchführung der Destillationsversuche der Depolymerisationsprodukte mit dem Ziel der Gewinnung von Styrol und weiterer für eine Weiterverwertung geeigneter Fraktionen. Die Bearbeitung des Projektvorhabens gliedert sich in sechs Arbeitspakete (AP). Zunächst wird die Depolymerisation von Polystyrol im Labormaßstab abgebildet und untersucht. Anschließend wird der Prozess der Depolymerisation auf einen Doppelschneckenextruder übertragen. Während zu Beginn noch mit Modellsubstanzen gearbeitet wird, wird schon bald die technische Machbarkeit des Depolymerisationsprozesses mit realen Abfallproben demonstriert und Styrol von Nebenprodukten versuchsweise getrennt (Meilenstein 1). Parallel dazu widmet sich AP 2 den logistischen Herausforderungen der Rohstoffbeschaffung. In AP 3 und 4 werden zum einen die Prozessparameter optimiert, weiterhin verschiedenste Realproben, von post-consumer Proben bis hin zu Meeresmüll, auf ihre Eignung untersucht. In AP 5 wird insbesondere die Verwertung der einzelnen Fraktionen untersucht, die nach Auftrennung des Produktgemisches aus der Depolymerisation erhalten werden, insbesondere die Wiederverwendung des Styrols und das thermische Cracken von Nebenprodukten im Steamcracker. Abschließend wird im AP 6 die Prozesskette einer umfassenden ökologischen und ökonomischen Betrachtung unterzogen. NMB: Versuchsreihen zur Depolymerisation von Polystyrol und der Destillation der Depolymerisationsprodukte.
Das Projekt "Teilprojekt: Verbundkoordination und Prozessentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung eines langlebigen, vollständig biobasierten Thermoplastkomposits aus Biokunststoffen und Pulpfasern für Spritzgussanwendungen. Im ersten Schritt werden die Anforderungen an den neuen Werkstoff definiert. Anschließend wird die Polymermatrix entwickelt und mit verschiedenen Additiven wie Weichmachern, Kopplungsmitteln, Prozesshilfmitteln, Antioxidanzien etc. versetzt. Sowohl das Verhältnis von Fasern und PLA wird optimiert als auch Fasern verschiedener Qualität eingesetzt. Die Fasernqualitäten werden in enger Zusammenarbeit mit der Materialentwicklung weiter optimiert und verschiedene mechanische Vorbehandlungsmethoden geprüft. Um DuraPulp® als Rohstoff in herkömmlichen Förder- und Dosiereinrichtungen und Doppelschneckenextrudern einzusetzen, sind weitere Vorbehandlungsschritte notwendig. Verschiedene Zerkleinerungstechniken wie Schneidmühle oder Schredder als auch Verdichtungsmethoden werden getestet, um frei fließende Partikel zu erzeugen. Mehrere Strategien für schonendes Compoundieren werden betrachtet und Demonstratoren hergestellt. Funktionalität und Nachhaltigkeit, Qualität und Haptik werden ebenso wie mechanische Eigenschaften ermittelt. Darüber hinaus wird ein neues Recyclingsystem mit chemischen, thermischen und enzymatischen Depolymerisationsrouten erforscht. Das komplette Projekt wird begleitet von einer Nachhaltigkeitsbetrachtung, in der LCA und Nachhaltigkeitsindikatoren verwendet werden, um die Forscher in ihren Entscheidungen zu leiten.
Das Projekt "Teilprojekt: Validierung durch Industrieversuche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FKuR Kunststoff GmbH durchgeführt. Entwicklung eines langlebigen, vollständig biobasierten Thermoplastkomposits aus Biokunststoffen und Pulpfasern für Spritzgussanwendungen Im ersten Schritt werden die Anforderungen an den neuen Werkstoff definiert. Anschließend wird die Polymermatrix entwickelt und mit verschiedenen Additiven wie Weichmachern, Kopplungsmitteln, Prozesshilfmitteln, Antioxidanzien etc. versetzt. Sowohl das Verhältnis von Fasern und PLA wird optimiert als auch Fasern verschiedener Qualität eingesetzt. Die Fasernqualitäten werden in enger Zusammenarbeit mit der Materialentwicklung weiter optimiert und verschiedene mechanische Vorbehandlungsmethoden geprüft. Um DuraPulp® als Rohstoff in herkömmlichen Förder- und Dosiereinrichtungen und Doppelschneckenextrudern einzusetzen, sind weitere Vorbehandlungsschritte notwendig. Verschiedene Zerkleinerungstechniken wie Schneidmühle oder Schredder als auch Verdichtungsmethoden werden getestet, um frei fließende Partikel zu erzeugen. Mehrere Strategien für schonendes Compoundieren werden betrachtet und Demonstratoren hergestellt. Funktionalität und Nachhaltigkeit, Qualität und Haptik werden ebenso wie mechanische Eigenschaften ermittelt. Darüber hinaus wird ein neues Recyclingsystem mit chemischen, thermischen und enzymatischen Depolymerisationsrouten erforscht. Das komplette Projekt wird begleitet von einer Nachhaltigkeitsbetrachtung, in der LCA und Nachhaltigkeitsindikatoren verwendet werden, um die Forscher in ihren Entscheidungen zu leiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Pilzliche und enzymatische Depolymerisation von Braunkohle zur Gewinnung niedermolekularer Verbindungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Mikrobiologie, Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie durchgeführt. Es wird die Depolymerisation der makromolekularen Komponenten der Braunkohle (Huminsaeuren, Matrix) durch spezielle Pilze sowie durch deren extrazellulaere Enzyme untersucht. Ziel ist die Gewinnung niedermolekularer Produkte mit potentiellem Wertstoffcharakter fuer mikrobielle und chemische Folgesynthesen. Im Zentrum der Forschung stehen die katalytischen Eigenschaften der ligninolytischen Schluesselenzyme: Mangan-Peroxidase, Lignin-Peroxidase und Laccase. Hochaktive Produzenten dieser Enzyme stehen aus der vorangegangenen Projektphase zur Verfuegung. Die Prozesse der enzymatischen Kohledepolymerisation werden so optimiert, dass maximale Ausbeuten an niedermolekularen Produkten entstehen und die Repolymerisation minimiert wird. Die dem Depolymerisationsprozess zugrunde liegenden Regulationsmechanismen, insbesondere die Rollen niedermolekularer Mediatoren, werden aufgeklaert. Ziel ist die Klaerung der Frage, ob durch das komplexe System aus Enzymen und Cofaktoren produzierenden Pilz oder durch isolierte Enzyme eine effektivere Kohledepolymerisation erreicht werden kann.
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