Das Projekt "Teilvorhaben 5: Gewinnung von Farbstoffen durch waessrige Extraktion -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umweltforschung Schlieben durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Substanzen, wie Chromverbindungen, sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Aufgabe dieses Teilprojektes war die Untersuchung der wäßrigen Extraktion von Färberpflanzen und die Stabilisierung der Extrakte als wasserlösliches Pulver. Dabei sollte auch die Verwendbarkeit der erheblichen Mengen von Pflanzenresten und die Behandlung von Prozeßabwässern untersucht werden. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von pflanzlichem Ausgangsmaterial, die Untersuchung anderer Extraktionsmethoden, die Entwicklung von Technologien zur Protein- und Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Nachdem sich die Versuche anfänglich auf die gelbfärbenden Arten, Reseda, Goldrute und Färberhundskamille konzentrierten, wurden ab 1999 Untersuchungen zur Extraktion von Krapp mit dem klassischen Lösungsmittel Wasser durchgeführt. Insbesondere wurden Versuche zur Optimierung der Extraktionsparameter (Temperatur, pH-Wert, Zeit, Zerkleinerungsgrad des Pflanzenmaterials, Vorextraktion zur Abfilterung der unerwünschten Stoffe u.s.w.) durchgeführt. Besonders die Vorextraktion bei Raumtemperatur ergab deutliche Verbesserungen der Färbungen mit Reseda, da durch dieses Verfahren erhebliche Mengen an unerwünschten Begleitstoffen ausgeschaltet werden konnten. Versuche zur Überführung der Laborergebnisse in den Technikumsmaßstab wurden in Kooperation mit der Fachhochschule Wildau durchgeführt. Dabei wurden in mehrstufigen Verfahren sehr gute Ausbeuten erzielt. Die Konservierung der Extrakte mittels Sprühtrocknung erwies sich als relativ unproblematisch. Bei der Lagerung ist jedoch das hygroskopische Verhalten der Farbpulver zu beachten. Eine Aufbewahrung in sorgfältig verschlossenen Gefäßen ist unerlässlich. Als problematisch erwies sich, dass Analysewerte (z.B. Farbstoffgehalt im Extrakt) häufig nicht mit den Färbeergebnissen korrelierten.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Verbesserung der Ertragsleistung und Qualitaet von Färberkrapp Rubia tinctorum L. durch Selektion und zuechterische Massnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Nachdem in den letzten Jahren der Anbau von Färberpflanzen in geringen Umfang in Deutschland wieder eingeführt wurde, hat das vorliegenden Verbundvorhaben zum Ziel, durch die züchterische Bearbeitung ausgewählter Färberpflanzen (Färberknöterich, Fräberhundskamille, Kanadische Goldrute, Krapp) Pflanzenmaterial mit einer reproduzierbaren, gleichmäßig hohen Qualität für die industrielle Verarbeitung zu liefern, und Absatzmärkte zu etablieren. Im wesentlichen sollen Möglichkeiten geschaffen werden, um der Farbstoffextraktverarbeitenden Industrie einen homogenen, dosierbaren und mustergetreuen Extrakt für den Einsatz in der Lederfärbung anbieten zu können. Neben dem Anbau und der züchterischen Bearbeitung der Pflanzen soll eine kleintechnische Extraktionsanlage weiterentwickelt werden. In einem Kooperationsbetrieb sollen die Ergebnisse von Probefärbungen auf Lichtechtheit und andere relevante Gebrauchseigenschaften überprüft werden. Darüber hinaus soll ein Vermarktungskonzept erarbeitet werden. Im Teilvorhaben 2 der Universität Gießen wird die Krappzüchtung bearbeitet. Daneben soll eine verbesserte Qualitätsanalytik für Färberpflanzen entwickelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Entwicklung von Verfahren zur Gewinnung und Stabilisierung von Farbstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Getreideverarbeitung GmbH durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und die mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Verbindungen wie Chromverbindungen sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Die Aufgaben dieses Teilprojektes lagen schwerpunktmäßig in der analytischen Bewertung der von den Partnern gelieferten Extrakte. Daneben sollten Versuche zur CO2-Extraktion von Farbstoffen durchgeführt werden. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von pflanzlichem Ausgangsmaterial, die Entwicklung von Technologien zur Protein- und Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Die abschließenden Ergebnisse lagen bei Redaktionsschluß noch nicht vor. Die Hauptaufgabe des Teilvorhabens war die analytische Bewertung der Extraktmuster, die von den Partnern gewonnen wurden. Hierzu waren zunächst methodische Vorarbeiten zu leisten. Bezüglich der Diskussion der Analysenergebnisse wird auf die Berichte der Verbundpartner verwiesen. Die Versuche zur CO2-Extraktion wurden im kleineren Maßstab durchgeführt. Es deutet sich an, dass die Methode keine für die Textilindustrie verwertbaren Farbstoffprodukte liefern kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Bereitstellung von Naturfarbstoffen aus Färberpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Thüringer Zentrum Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Das Verbundvorhaben zielt auf die Entwicklung neuartiger Druckfarben mit pflanzlichen Farbpigmenten. Im Rahmen des Teilvorhabens sollen die optimalen Parameter für die Erzeugung mustergetreuer Farbstoffextrakte entwickelt werden. Durch die Anwendung verschiedener Lösungsmittelsysteme gilt es, das für die jeweilige Pflanzenart und Farbnuance optimale Extraktionsmittel zu bestimmen. Weitere wichtige Einflußgrößen auf die Extraktausbeute und -zusammensetzung, wie z.B. die Prozeßtemperatur und -dauer, müssen ebenfalls optimiert werden. Während mit Krapp für Rotfärbungen und Färberknöterich für Blaufärbungen jeweils nur eine Färberpflanze unter unseren Bedingungen Anbauberechtigung findet, sind es für Gelbfärbungen mehrere. Vor allem hier müssen die besten gelbfärbenden Arten hinsichtlich ihrer Farbstärke, Lichtechtheit und Deckungsfähigkeit identifiziert werden. Die Farbstoffe werden dem Verbundpartner bis zum kg-Maßstab zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Zuechterische Bearbeitung von Färberpflanzen sowie Extraktion der Farbstoffe und deren Einsatz in der Lederfaerbung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Thüringer Zentrum Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Nachdem in den letzten Jahren der Anbau von Färberpflanzen in geringen Umfang in Deutschland wieder eingeführt wurde, hat das vorliegenden Verbundvorhaben zum Ziel, durch die züchterische Bearbeitung ausgewählter Färberpflanzen (Färberknöterich, Färberhundskamille, Kanadische Goldrute, Krapp) Pflanzenmaterial mit einer reproduzierbaren, gleichmäßig hohen Qualität für die industrielle Verarbeitung zu liefern, und Absatzmärkte zu etablieren. Im wesentlichen sollen Möglichkeiten geschaffen werden, um der Farbstoffextraktverarbeitenden Industrie einen homogenen, dosierbaren und mustergetreuen Extrakt für den Einsatz in der Lederfärbung anbieten zu können. Neben dem Anbau und der züchterischen Bearbeitung der Pflanzen soll eine kleintechnische Extraktionsanlage weiterentwickelt werden. In einem Kooperationsbetrieb sollen die Ergebnisse von Probefärbungen auf Lichtechtheit und andere relevante Gebrauchseigenschaften überprüft werden. Darüber hinaus soll ein Vermarktungskonzept erarbeitet werden. Im Teilvorhaben 1 der Thüringischen Landesanstalt für Landwirtschaft sollen Färberknöterich, Färberhundskamille und Kanadische Goldrute züchterisch bearbeitet werden. Daneben soll eine vorhandene kleintechnische Extraktionsanlage für die Gewinnung der Farbextrakte weiter ausgebaut und optimiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Faerben von Proteinfaserstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Substanzen, wie Chromverbindungen, sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Aufgabe dieses Teilvorhabens war die Entwicklung von Lösungsvarianten zur Färbung von Textilien aus Proteinfaserstoffen. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von Färberpflanzenmaterial, die Entwicklung von Verfahren zur Gewinnung und Stabilisierung von Farbstoffextrakten, die Entwicklung von Technologien zur Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Die Forschungsziele wurden im wesentlichen erreicht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die von den Partnern bereitgestellten Farbstoffextrakte mit gutem Echtheitsniveau auf proteinische Fasermaterialien applizieren lassen. Lediglich gelbfärbende Extrakte aus Färberhundskamille und Goldrute konnten hinsichtlich der erreichten Lichtechtheit nicht befriedigen. In Versuchen zum Einsatz verschiedener Beizen sowie zur Mischung bzw. Überfärbung mit verschiedenen Extrakten konnte die Farbpalette erweitert werden. Die Übertragbarkeit der im Labor gewonnenen Ergebnisse in die industrielle Praxis konnte gezeigt werden. Die Farbstoffe ließen sich mit gutem Erfolg in modernen Färbeapparaten einsetzen. Als wesentliche Voraussetzung für die Überführung in vermarktungsfähige Produkte wird die Information von Herstellern und Verbrauchern über die ökologischen Vorteile der mit Pflanzenfarben gefärbten Textilien gesehen. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen ergeben sich aus den Ergebnissen gute Chancen für die Erschließung neuer Marktsegmente, die eine Abgrenzung von Billiganbietern ermöglichen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Produkt- und Verfahrensentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Huber München durchgeführt. Im Rahmen des Projektes sollen für die Nutzung von Farbmitteln aus Färberpflanzen, wie z.B. Färberknöterich, Krapp, Waid und Reseda, Methoden und Technologien wissenschaftlich untersucht und entwickelt werden, die den Einsatz gewonnener Extrakte für neuartige umweltfreundliche Druckfarbensystem technisch wie wirtschaftlich ermöglichen. Das Vorhaben umfaßt dabei umfangreiche Untersuchungen zur Bestimmung und Qualifizierung anforderungsgerechter Naturfarbstoff-Extrakte und deren Derivate in Wechselbeziehung mit Druckfarben-Rezepturspezifikationen. Es erfordert systematische Veredelungs- und Applikationsentwicklungen an Extrakten, Farbensystemen wie auch Verfahren, um die relevanten Gebrauchseigenschaften, die Umweltverträglichkeit und Recyclingfähigkeit ebenso wie die erforderlichen Technologieparameter zur reproduzierbaren Herstellung, Verarbeitung, Anwendung wie auch Lagerung zu bestimmen und zu bewerten. Bei erfolgreicher Realisierung des Projektes sollen einsatztaugliche Rezepturen für neuartige Druckfarben auf Naturfarbstoffbasis und die notwendigen Applikationstechnologien vorliegen, die eine technisch praktikable und wirtschaftlich interessante Anwendung gestatten.
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