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EXIST-Forschungstransfer: IntFlow

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: IntFlow" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb, Fachgebiet Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Die metallverarbeitende Industrie setzt ungeachtet der vorliegenden umweltbelastenden und gesundheitsschädlichen Aspekte weiterhin Kühlschmierstoffe (KSS) in 85 % aller Bearbeitungsprozesse ein. Das Gründungsvorhaben INTFLOW SYSTEMS strebt durch die Entwicklung eines geschlossen-innengekühlten Werkzeugsystems daher eine vollständige Substitution von KSS, welche für die energie- und ressourcenintensive Überflutungskühlung genutzt wird, an. Die miniaturisierte und autark arbeitende Retrofit-Lösung besitzt einen geschlossenen Kreislauf mit einem biologisch abbaubaren Kühlfluid und kann herstellerunabhängig in den Arbeitsraum von Drehmaschinen ohne sicherheitskritische Modifikationen integriert werden. Durch den effizienten Wärmeaustausch wird im Vergleich zu derzeitigen Konkurrenzlösungen, wie der Minimalmengenschmierung und der kryogenen Kühlung eine höhere Werkzeuglebensdauer sowie eine erhöhte Produktivität ermöglicht. Die Retrofit-Lösung soll im Fokus kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) angeboten werden, um deren Wettbewerbsfähigkeit im Rahmen gesetzlicher und regulatorischer sowie wirtschaftlicher Anforderung im Hinblick auf Kosten-, Ressourcen- und Energieeinsparungen zu erhöhen. Ferner werden Engineering-Services angeboten, um die Retrofit-Lösung für kundenindividuelle Prozesse zu optimieren. Zur Erschließung weiterer Marktsegmente ist es zudem geplant, Werkzeugmaschinenherstellern eine Komplettintegration des geschlossen-innengekühlten Werkzeugsystems anzubieten. Mit einer Wachstumsrate von rund 148 % soll ein Umsatz von 5,6 Mio. EUR im Jahr 2028 erreicht werden. Zu diesem Zweck ist das Marketing des Produktportfolios essenziell, wobei Messeauftritte, Veröffentlichungen und Online-Marketing im Fokus der Markterschließung stehen. Das strategische Ziel des Gründungsvorhabens ist die Entwicklung innovativer Werkzeug- und Prozesslösungen zur Transformation der Produktionstechnik in eine saubere und nachhaltige Zukunft.

Verbesserung von Umwelt- und Arbeitsschutz bei der Hochleistungszerspanung durch 'trockenen Heißschnitt' mittels eines Duplex-Sprühsystems mit getrennter Kühlung und Schmierung als neuartiger MMKS-Technologie

Das Projekt "Verbesserung von Umwelt- und Arbeitsschutz bei der Hochleistungszerspanung durch 'trockenen Heißschnitt' mittels eines Duplex-Sprühsystems mit getrennter Kühlung und Schmierung als neuartiger MMKS-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stutenz Metallverarbeitung GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der Großteil aller Bearbeitungsschritte in der Firma Stutenz wird auf kurvengesteuerten Drehautomaten durchgeführt. Auf diesen Drehautomaten und den vorhandenen Rundtaktmaschinen erfolgt die Schmierung und Kühlung der Werkzeugschneide mit Öl. Die Pflege dieser Öle ist unter den betrieblichen Bedingungen praktisch nicht möglich, so dass die Ölbäder in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden müssen. Eine stets anfallende Abfallmenge von 6.000 Liter Bearbeitungsöl pro Jahr ist sachgerecht zu entsorgen. Bedingt durch die Hochleistungsoperationen entstehen zudem Ölnebeldämpfe, die in die Arbeitsumgebung emittiert werden. Das Ziel besteht nun darin diese Emissionen zu senken und somit für Mensch und Umwelt verbesserte Voraussetzungen zu schaffen. Der Einsatz von MMKS bietet sich an, da dabei in der Größenordnung von 5 bis 50 ml/h für den gleichen Bearbeitungsprozess, nahezu rückstandsfrei, eingesetzt werden. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die spezifischen Anforderungen an die Bearbeitung auf Drehautomaten oder Rundtaktmaschinen, d. h. hohe thermische Belastungen durch Mehrstufenbearbeitung, unterschiedliche Bearbeitungstechnologien ist Grund dafür, dass üblicherweise Bearbeitungsöle für die Kühlschmierung eingesetzt werden. Ein Einsatz von MMKS ist bisher nicht bekannt geworden. Das Duplex-Sprühsystem mit einem besonders hochwertigen Schmierfluid und getrennter zusätzlicher Kühlung eröffnet vor diesem Hintergrund nach eigener Einschätzung erstmals eine erfolgversprechende Alternative, um die Möglichkeit MMKS auch in der kurzzyklischen Mehrstufenbearbeitung einzusetzen. Das Duplex-Sprühsystem bietet durch eine Regelung von Schmierung und zusätzlicher Kühlung als erstes MMKS-System eine Hochleistungszerspanung im kontrollierten Heißschnitt vorzunehmen. Die ausgezeichneten Schmiereigenschaften des Schmierfluids, das auch bei hohen Temperaturen wirksam bleibt, und eine effektive Kühlung mit Hilfe einer Temperaturüberwachung, die bereits in den Patentschriften vorgesehen ist, bieten ausgezeichnete Voraussetzungen für die Realisierung eines effektiven Prozessmanagement. Fazit: Da unter den gegebenen Umständen keine vollständigen Ergebnisse vorliegen, lässt sich nur auf die tendenzielle Möglichkeit der Substituierung der Überflutungskühlschmierung durch Minimalmengenkühlschmierung hinweisen. Jedoch treten Nebenwirkungen aus dem Gesamtanforderungsprofil des Zerspanungsprozesses auf, deren Erfüllung notwendige Voraussetzung für die Effektivität der Einzelmaßnahme Substitution des Kühlschmiermittelverfahrens ist.

Studien zum metabolischen Schicksal von 13C-Nonylphenol in Wasser und Sediment und entsprechenden mikrobiellen Systemen

Das Projekt "Studien zum metabolischen Schicksal von 13C-Nonylphenol in Wasser und Sediment und entsprechenden mikrobiellen Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. The aim of this research project is to study the metabolic fate of 13C-labelled nonylphenol in water, sediment and related microbial model systems. The main use of nonylphenol is the production of NP polyethoxilates. These nonionic surfactants have different application such as the production of industrial and household detergents. The most common route of nonylphenol to enter in the environment is through the wastewater. In fact NP polyethoxilates is most used in cleaners and for this reasons is discharged directly in the sewage system. Under anaerobic conditions NP polyetoxilates is degraded to NP. Laboratories studies on NP have demonstrated that NP can be classified as endocrine disrupter compound. Isomers highly branched in the alpha position of the nonyl chain show an higher estrogenic activity and that the para position is favorite as well for estrogenic activity.So far data on the metabolic fate of NP in water and soil are limitated in literature. Several studies have been performed in the laboratories about the metabolic fate of EDC using 14C labelled compounds. But this lead to 2 disadvantages: 1) the complete identification of the metabolites was not possible using GC/MS and 2) problems related with the discharge of radioactive compounds. For the previous reasons isomers of NP (353-NP, 363-NP, 33-NP) will be synthesised and labelled with 13C on the aromatic ring. An equimolar mixture of the labelled compound with the corresponding non labelled compound will yields a characteristic double peak with approximately the same abundance in MS analyses. Taking advantages of this it will be able to follow the degradation of nonylphenol in the experiments. The metabolic fate of NP exposed to different conditions will be studied: exposed to UV light, degraded by a recombinant yeast and in aerobic and anaerobic conditions. The first line of the project is to study the metabolic fate of NP exposed under condition of photo degradation. In fact NP can be exposed to sunlight when present in the aquatic environment. UV rays are of a short wavelength and have the energy to degrade products in sunlights. A lamp that had a ratio of UV-A and UV-B quite similar to the sun light was chosen. The NP degradation will be followed in a water/sediment system and in chlorinated water. The water sediment system and chlorinated water will be spiked with the nonylphenol, than the sample will be exposed to UV light at difference distance from the lamp and for different time. Than the metabolites will be extracted and analyzed via GC/MS. The second line of the project is to study the metabolic fate of NP after degradation with a recombinant yeast. The host used will be the yeast Saccharomyces cerevisiae, because it is well known and the genome of this yeast has been completely sequenced. The yeast will be transformed with an expression vector containing one cytochrome P-450 and the yeast reductase. Etc.

East Antarctic Ice Sheet dynamics during the late Quaternary inferred from marine sediment records of the Indian sector of the Southern Ocean

Das Projekt "East Antarctic Ice Sheet dynamics during the late Quaternary inferred from marine sediment records of the Indian sector of the Southern Ocean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Auf Grund ihres Einflusses auf Meeresspiegelschwankungen und die thermohaline ozeanische Zirkulation, beschäftigen sich Paläoklimaforscher zunehmend mit der Stabilität der antarktischen Eisschilde. Im Zuge der globalen Erwärmung wird sogar der komplette Zerfall des Westantarktischen Eisschildes befürchtet. Die Bedeutung und Dynamik des gewaltigen Ostantarktischen Eisschildes (EAIS) in Anbindung an rasche Klimaänderungen im Spätquartär wird jedoch wenig beachtet und bisher wenig verstanden. Im Rahmen des beantragten Projektes sollen marine Sedimentarchive in einer Schlüsselregion im indischen Sektor des Antarktischen Ozeans als Signalträger von Variationen der EAIS-Dynamik und ihres Einflusses auf die Bildung Antarktischen Bodenwassers (AABW) untersucht werden. Der methodische Ansatz erstrebt die Rekonstruktion des glaziomarinen Ablagerungsmilieus in der Region der zwischen Prydz-Bucht und dem südlichen Kerguelen-Plateau. Insbesondere wird die Herkunft und Verteilung von Eisfracht-Ablagerungen (IRD) sowie von Konturiten untersucht, die Aussagen über Eisbergdrift und Bodenwasseraktivität in der Vergangenheit gestatten. Die Realisierung des Projektes soll in enger Vernetzung mit dem Forschungsvorhaben von Melles & Wagner erfolgen, welches sich mit der Umweltentwicklung im Hinterland und auf dem Schelf der Prydz-Bucht befassen möchte. Der Förderantrag ist integraler Bestandteil des paläoklimatisch ausgerichteten BIPOMAC-Programms im Rahmen des Internationalen Polarjahres 2007/2008 (IPY).

Networking Forest Plantations in a crowded world - optimising ecosystem services through improved planning and management strategies (NETFOP)

Das Projekt "Networking Forest Plantations in a crowded world - optimising ecosystem services through improved planning and management strategies (NETFOP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. The natural forests of the world are under intense pressure as their area decreases from year to year. The loss of natural forest and its biodiversity goes along with a declining number of goods and services provided by these ecosystems. The establishment of forest plantations could provide one possible solution to influence this trend. However, these plantations cannot always compensate for the natural diversity and often do not meet the expected supply of goods and services. This project is cooperation between the Forest Research Institute Dehra Dun (India), Alterra Wageningen (the Netherlands) and the Silviculture Institute in Freiburg. It aims to develop suitable methodologies for the assessment of ecosystem goods and services provided by planted forests in selected study areas in India and Germany. The study areas in both countries cover different vegetation zones in the mountain areas (Forests of Himalayan Range in the State of Uttaranchal in India and in the Black Forest in Germany). These areas comprise of 20 km long and 30 km wide strips. Within the study area the requirements of local stakeholders as well as provision of actual ecosystem goods and services from different landscape units will be studied. In the former case, participatory appraisal methods will be applied to evaluate uses of ecosystem goods and services according to local perceptions. In India, this work will be mainly based on research at village level, while in Germany focus group discussions with representatives of different stakeholders will be organised. The actual ecosystem goods and services will be assessed through an inventory of each landscape unit (especially forests and plantations) within the action range of the villages. The collected data will be processed in a landscape model to assess the importance of forest plantations in providing goods and services, compared to other landscape units. On the basis of these results, management options will be identified to adjust plantation management according to the local demands of ecosystem goods and services. Furthermore, the results will promote general awareness about the importance of biodiversity in providing ecosystem goods and services.

Regeneration of the Robinson Crusoe's island original Forest (Juan Fernandez Archipelago, Chile)

Das Projekt "Regeneration of the Robinson Crusoe's island original Forest (Juan Fernandez Archipelago, Chile)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. The Juan Fernandez Archipelago National Park, and World Biosphere Reserve, is composed of three oceanic islands located 680 km west of continental Chile at 33 degree S. Its biota and in particular the flora is characterised by its diversity and high degree of endemism (63,9 percent), resulting from a long process of local evolution without anthropic influence. The Robinson Crusoe Island (RCI) is the only permanently inhabited of the archipelago, presenting human influence since 1574 (629 inhabitants). From this moment on, fires, selective cuttings and the introduction of exotic species of flora and fauna have affected enormously the forest communities. Currently 75 percent of the endemic vascular flora is considered in verge of extinction, being urgent its conservation. The original forest communities of the RCI constitute an important part of the endangered species habitat. Unfortunately there is still unclear the natural ecology of the dominant tree species. This evidence is crucial to consider in any conservation and restoration proposal. The objective of this study is to analyse where occurs the regeneration of the main tree species of the RCI original forest (Myrceugenia fernandeziana (Hook. & Arn.) Johow, Fagara mayu (Bertero ex Colla) Engl., and Drimys confertifolia Phil.). Using a forest area as case study (Plazoleta el Yunque sector) it will be assesed i) if the regeneration follows a light gradient, ii) if the species demand certain characteristics on its regeneration habitat (e.g substrate, rocks, coverage) and iii) how the main weeds (Aristotelia chilensis (Molina) Stuntz, Rubus ulmifolius Schott) affect the natural regeneration in gaps. As expected outcomes is considered the understanding of regeneration niche characters for the main tree species, and the identification of key site aspects (indicators) for the original forest self replacement. This knowledge might contribute basic information, to propose further conservation and restoration activities for this ecosystem.

Microbial interaction of fluid and mineral phases at hydrothermal vents of the Mid-Atlantic Ridge II

Das Projekt "Microbial interaction of fluid and mineral phases at hydrothermal vents of the Mid-Atlantic Ridge II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Hansestadt Bremen, Materialprüfanstalt durchgeführt. Die mikrobielle Lebensgemeinschaft, die an hydrothermalen Quellen lebt, wird durch die Zusammensetzung der hydrothermale Fluide und ihre physikochemischen Parameter erheblich beeinflußt. Die räumliche und zeitliche Variabiltät der Fluide, die die reduzierten chemischen Verbindungen bereitstellen und die Durchmischung mit dem darüber liegenden Meerwasser führt zu scharfen Gradienten in diesen Habitaten. Als Konsequenz zeigt die mikrobielle Lebensgemeinschaft vergleichbare räumliche und zeitliche Veränderungen. Die Aktivität der Mikroorganismen veränderte die Zusammensetzung der hydrothermalen Fluide und beinflußt direkt oder indirekt die Mineralpräzipitation. Neben den Gasen und Fluiden, die durch die hydrothermale Aktivität freigesetzt werden, stellen Mineralphasen geeignete Habitate für Mikroorganismen dar. Daher setzen sich viele Mikroorganismen auf Oberflächen fest, um eine Auswaschung aus ihren Mikronischen zu vermeiden. Ein weiterer Grund für eine Anheftung an Festphasen kann das Vorhandensein geeigneter Elektronendonatoren sein. Metallsulfide, wie zum Beispiel Marcasit, Pyrit, Sparalit, Chalcopyrit und Galena können sich aufgrund mikrobieller Besiedlung umwandeln. Im Gegensatz zu terrestrischen Habitaten, die von acidophilen spezialisierten Mikroorganismen dominiert sind, ist nur sehr wenig über die mikrobielle Aktivität auf diese Mineralien an marinen Standorten bekannt. Alle bekannten Metallsulfid oxidierenden Mikroorganismen tolerieren keine erhöhten Salzkonzentration und benötigen Süß- oder Brackwasser. Trotzdem stellen diese Sulfidmineralien für marine chmeolithoautotrophe Mikroorganismen einen attraktiven Elektronendonator dar. Die Möglichkeit marine Mikroorganismen zu finden, die eine marine Erzlaugung (Leaching) durchführen, kann nicht ausgeschlossen werden. Die wichtigsten Ziele dieses Antrags sind Analyse der in den Fuiden, Sediment und auf Mineralphasen anhaftenden mikrobiellen Lebensgemeinschaft und deren räumliche und zeitliche Veränderung durch auf 16S rDNA gerichtete DGGE für Bakterien und Archaea Identifizierung von Schlüsselpopulationen und deren Nachweis über Fluoreszenz in situ Hybridisierung in den hydrothermalen Fluiden, Sediment und auf Mineralflächen Nachweis und Verteilung von sulfatreduzierenden und schwefeloxidierenden Mikroorganismen durch funktionelle Genanalysen über ein Fragment des aprA Gens Qunatifizierung, Anreicherung und Isolierung aerober und nitratreduzierender, chemolithoautotropher, schwefel- und wasserstoffoxidierender Mikroorganismen durch kultivierungsabhängige Methoden Quantifizierung, Anreicherung und Isolierung autotropher, sulfatreduzierender Mikroorganismen durch kultivierungsabhängige Methoden Anreicherung und Isolierung von Mikroorganismen, die mit Metallsulfiden wachsen können und eine 'Marine Erzlaugung (Leaching)' katalysieren könnten. Die Kombination von kultivierungsabhängigen mit unterschiedlichen molekularen wird eine Kontrolle der erhaltenen Ergebnisse erlauben

Energy+ Pumps - Technology Procurement for Very Energy Efficient Circulation Pumps

Das Projekt "Energy+ Pumps - Technology Procurement for Very Energy Efficient Circulation Pumps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Mit diesem von der EU (Intelligent Energy - Europe - Programm) geförderten Pilotprojekt wurde das Instrument der Kooperativen Beschaffung (englisch: co-operative procurement) am Beispiel hocheffizienter Umwälzpumpen länderübergreifend in neun Ländern Europas erprobt. Ziel des Projekts war es, den Marktdurchbruch für die neuen EC-Motor-Pumpen zu beschleunigen. Mit diesen Pumpen kann bis zu 80 Prozent des Pumpstroms und rund 1 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland eingespart werden. Ab 2013 werden sie der europäische Standard sein. Zweimal jährlich veröffentlichte das Projekt Listen mit interessierten Käufern und Unterstützer-Organisationen sowie mit Pumpen und Brennwertkesseln, die die Anforderungen an Energieeffizienz und andere Eigenschaften erfüllen. Energy+ Pumpen verbrauchen höchstens soviel Strom wie dem Grenzwert der Klasse A des freiwilligen Labels des Herstellerverbands Europump entspricht. Die jüngsten Listen vom November 2008 enthalten 26 Pumpen von acht Herstellern aus Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien und der Schweiz. Hinzu kommen rund 50 institutionelle Käufer und 27 Unterstützerorganisationen, die durch ihre Öffentlichkeitsarbeit als Multiplikatoren für das Projekt fungieren. Die ersten Listen wurden bei der führenden Messe ISH in Frankfurt am Main vorgestellt. Im März 2008 wurden die Gewinner eines Wettbewerbs für die effizienteste Pumpe (zwei Modelle von Grundfos, eines von WILO) und den stromsparendsten Brennwertkessel (Solvis Max) in Mailand präsentiert. Zudem wurde die Stadt Salzburg für die beste Kampagne zur Markteinführung der Energy+ Pumpen ausgezeichnet. Schließlich wurden Beratungshilfsmittel und ein Kurs für Installateure entwickelt und in den beteiligten Ländern eingesetzt. In Deutschland wurde das Projekt von der Verbraucherzentrale NRW, ProKlima Hannover, dem Bund der Energieverbraucher und E.ON Westfalen Weser unterstützt.

Schwerpunkt: Prozess-Entwicklung eines NC-Code-Analysemoduls zur bedarfsgerechten Ansteuerung der Maschinenkomponenten

Das Projekt "Schwerpunkt: Prozess-Entwicklung eines NC-Code-Analysemoduls zur bedarfsgerechten Ansteuerung der Maschinenkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von C A M A I X GmbH durchgeführt. Entwicklung eines Postprozessors für NC-Programme zur energetisch bedarfsgerechten Ansteuerung von CNC Fräs- und Drehmaschinen. Auswertung einer von den Projektpartnern erstellten Datenbank bezüglich relevanter Parameter für den Energieverbrauch. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Konzeption eines Modells zur energiebedarfsgerechten Parametrisierung der CNC-Maschinen auf Basis dieser Parameter. Implementierung des Parametrierungsmoduls in Form eines Postprozessors. Dazu Einbindung des ermittelten Prozesswissens aus dem Analysemodul Maschinenlast. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern dann Entwicklung eines Transfermodells auf andere Maschinentypen.

LEPOCUT - Entwicklung schadstoffarmer Schneideverfahren

Das Projekt "LEPOCUT - Entwicklung schadstoffarmer Schneideverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Manufacturing companies and factories are affected by environmental issues in every conceivable area of their business. This applies particularly to manufacturing. Increasing environmental awareness and pressure to reduce costs are now compelling companies to develop strategies to react on this. Greatest problems in this field arise nowadays as a result of the deployment of cooling lubricants. Total costs combined with the use of cooling lubricants can already reach up to 20 percent of the part costs in metal cutting processes. The increasing incidence of occupational diseases is putting further pressure on both company and national budgets. Manufacturing companies are therefore seriously looking for machining technologies which allow to avoid or at least to considerably reduce the amount of cooling lubricants. This strong need forms the starting point for a broadly based research project aiming to make less pollutant cutting technologies available to industry. The general objective will be to develop cutting technologies which will enable manufacturing companies to reduce cost combined with the use of cooling lubricants to about one third of its present value. The industrial objectives of the development activities in detail will be: - dry machining concepts for precision turning of steels and bronzes, - dry machining sequences of aluminium parts, - minimal lubrication techniques for machining, - environmental friendly cooling lubricants, - alternative gaseous coolant techniques for machining, - machine tools adapted to the requirements of dry machining, - coated cutting tools for dry machining application. Although abundant research is already done in this area, a thorough study of ongoing projects in Europe indicates a concentration on very specific, limited problems of metal cutting resulting in island solutions. In order to come to a solution of general validity regarding processes and materials to be machined, an integrative approach considering every component of a machining system will be set up. After completion of the RTD work therefore not only technologies, machine tools, cooling lubricants and cutting tools will be available, but also a methodology for the systematic improvement of environmental compatibility of metal machining processes. Within the proposed project, the knowledge and the experience of a cutting tool manufacturer (Kendu), coating specialists (Hauzer and Tekniker), machine tool manufacturer (Danobat) and a cooling lubricant supplier (Fuchs) will be combined to a 'machining system' and optimized aiming to drastically reduced use of cooling lubricants. Dry cutting machining technologies, minimized lubrication machining and machining with gaseous cooling lubricants will be developed (WZL) and optimized aiming to high part accuracy and high production rates.

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