Das Projekt "Ermittlung der Emissionen organischer Stoffe im Abgas von Schnitzeltrocknern an vier bayerischen Zuckerwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umweltschutz durchgeführt. Im Abgas der direkt beheizten Schnitzeltrockner wurden die in Ziffer 3.1.7 der TA Luft Paragraph 6 genannten Emissionskonzentrationswerte fuer die Schadstoffe Formaldehyd, Acetaldehyd, Acrolein, Furfural, Ameisensaeure und Essigsaeure nur bei Vortrocknung der Pressschnitzel im Bandtrockner unterschritten. Die Messungen zeigten, dass durch die Massnahmen - Absenkung der Trommeleintrittstemperatur; - Bruedenrueckfuehrung und - Reduzierte Melassierung ebenfalls eine deutliche Minderung der Emissionsfrachten erreicht werden kann. Der Stand der Technik soll diesbezueglich definiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Definition der Verfahrenskette und Umsetzung des Verfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SunCoal Industries GmbH durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens ab, welches aus biogenen Stoffströmen wettbewerbsfähig biobasierte Plattformchemikalien herstellen kann. Fokussiert werden produktseitig 5-HMF und Furfural. Bei 5-HMF besteht das Marktinteresse v.a. an der Verarbeitung zu einem Substitut für erdölbasiertes PET, für Furfural v.a. an einer Veredelung zu THF, welches heute erdölbasiert erzeugt wird. Außerdem könnten weitere Koppelprodukte, wie Essigsäure, wirtschaftlich interessant sein. Das Verfahren soll sich an die von SunCoal entwickelte CarboREN-Technologie anlehnen. Diese soll so angepasst werden, dass sie auf kohlenhydrathaltigen Stoffströmen aufsetzen kann. Als Ausgangsstoffe sollen Reststoffe und Vorprodukte der Zellstoff-, Zucker- und Stärkeproduktion sowie Hydrolysate aus dem Aufschluss von lignozellulosehaltigen Rest- und Abfallströmen genutzt werden. Entsprechende Aufschlussverfahren werden bereits vermarktet, zielen jedoch meist auf weniger wertschöpfendes Bioethanol ab. Das Vorhaben ist in 5 APs unterteilt. Im AP1 sollen unter Nutzung der vorhandenen Laborausrüstung am DBFZ verschiedene Einsatzstoffe hydrothermal umgesetzt werden. Die gewonnenen Lösungen sollen wiederum im Labor des CBP zu den angestrebten Plattformchemikalien abgetrennt und gereinigt werden. In AP3 sollen potenzielle Kunden mit den erzeugten Produktmustern beprobt werden, um die Verwertungsstrategien zu verifizieren. Des Weiteren dienen AP1 und AP2 dazu, in AP4 die optimale Verfahrenskette zu definieren und schutzrechtlich abzusichern. In AP4 wird auf Basis eines Reaktionsmodells und einer Massen- und Energiebilanz eine Investitions- und Betriebskostenschätzung für die industrielle Erzeugung erstellt. Ergänzt wird AP4 durch eine ökologische Bewertung, in der der Klimaeffekt durch die Substitution von erdölbasierten Produkten beziffert wird. In AP5 findet eine zusammenfassende Bewertung inkl. der Vorplanung einer Produktionsanlage im Pilotmaßstab statt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Abtrennung und Reinigung der Grundchemikalien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens ab, welches aus biogenen Stoffströmen wettbewerbsfähig biobasierte Plattformchemikalien herstellen kann. Fokussiert werden produktseitig 5-HMF und Furfural. Bei 5-HMF besteht das Marktinteresse v.a. an der Verarbeitung zu einem Substitut für erdölbasiertes PET, für Furfural v.a. an einer Veredelung zu THF, welches heute erdölbasiert erzeugt wird. Außerdem könnten weitere Koppelprodukte, wie Essigsäure, wirtschaftlich interessant sein. Das Verfahren soll sich an die von SunCoal entwickelte CarboREN-Technologie anlehnen. Diese soll so angepasst werden, dass sie auf kohlenhydrathaltigen Stoffströmen aufsetzen kann. Als Ausgangsstoffe sollen Reststoffe und Vorprodukte der Zellstoff-, Zucker- und Stärkeproduktion sowie Hydrolysate aus dem Aufschluss von lignozellulosehaltigen Rest- und Abfallströmen genutzt werden. Entsprechende Aufschlussverfahren werden bereits vermarktet, zielen jedoch meist auf weniger wertschöpfendes Bioethanol ab. Das Vorhaben ist in 5 APs unterteilt. Im AP1 sollen unter Nutzung der vorhandenen Laborausrüstung am DBFZ verschiedene Einsatzstoffe hydrothermal umgesetzt werden. Die gewonnenen Lösungen sollen wiederum im Labor des CBP zu den angestrebten Plattform-chemikalien abgetrennt und gereinigt werden. In AP3 sollen potenzielle Kunden mit den erzeugten Produktmustern beprobt werden, um die Verwertungsstrategien zu verifizieren. Des Weiteren dienen AP1 und AP2 dazu, in AP4 die optimale Verfahrenskette zu definieren und schutzrechtlich abzusichern. In AP4 wird auf Basis eines Reaktionsmodells und einer Massen- und Energiebilanz eine Investitions- und Betriebskostenschätzung für die industrielle Erzeugung erstellt. Ergänzt wird AP4 durch eine ökologische Bewertung, in der der Klimaeffekt durch die Substitution von erdölbasierten Produkten beziffert wird. In AP5 findet eine zusammenfassende Bewertung inkl. der Vorplanung einer Produktionsanlage im Pilotmaßstab statt.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Hydrothermale Umsetzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens ab, welches aus biogenen Stoffströmen wettbewerbsfähig biobasierte Plattformchemikalien herstellen kann. Fokussiert werden produktseitig 5-HMF und Furfural. Bei 5-HMF besteht das Marktinteresse v.a. an der Verarbeitung zu einem Substitut für erdölbasiertes PET, für Furfural v.a. an einer Veredelung zu THF, welches heute erdölbasiert erzeugt wird. Außerdem könnten Koppelprodukte, wie Essigsäure, wirtschaftlich interessant sein. Das Verfahren soll sich an die von SunCoal entwickelte CarboREN-Technologie anlehnen. Diese soll so angepasst werden, dass sie auf kohlenhydrathaltigen Stoffströmen aufsetzen kann. Als Ausgangsstoffe sollen Reststoffe und Vorprodukte der Zellstoff-, Zucker- und Stärkeproduktion sowie Hydrolysate aus dem Aufschluss von lignozellulosehaltigen Rest- und Abfallströmen genutzt werden. Entsprechende Aufschlussverfahren werden bereits vermarktet, zielen jedoch meist auf weniger wertschöpfendes Bioethanol ab. Das Vorhaben ist in 5 APs unterteilt. Im AP1 sollen unter Nutzung der vorhandenen Laborausrüstung am DBFZ verschiedene Einsatzstoffe hydrothermal umgesetzt werden. Die gewonnenen Lösungen sollen wiederum im Labor des CBP zu den angestrebten Plattformchemikalien abgetrennt und gereinigt werden. In AP3 sollen potenzielle Kunden mit den erzeugten Produktmustern beprobt werden, um die Verwertungsstrategien zu verifizieren. Desweiteren dienen AP1 und AP2 dazu, in AP4 die optimale Verfahrenskette zu definieren und schutzrechtlich abzusichern. In AP4 wird auf Basis eines Reaktionsmodells und einer Massen- und Energiebilanz eine Investitions- und Betriebskostenschätzung für die industrielle Erzeugung erstellt. Ergänzt wird AP4 durch eine ökologische Bewertung, in der der Klimaeffekt durch die Substitution von erdölbasierten Produkten beziffert wird. In AP5 findet eine zusammenfassende Bewertung inkl. der Vorplanung einer Produktionsanlage im Pilotmaßstab statt.
Das Projekt "Nebenproduktverwertung bei der Zellstoffherstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Es gibt aktuelle Plaene, in Deutschland ein neues Zellstoffwerk zu errichten. Vor diesem Hintergrund hat die Fachagentur fuer Nachwachsende Rohstoffe (FNR) die finnische Beratungsfirma Jaakko Poeyry und das Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes (BFH, Hamburg) beauftragt, die umweltvertraeglichen Verfahren zur Zellstoffgewinnung Alcell, Asam, Formacell, Milox, Organocell, Steamexplosion, Aqualsolv und modifizierte Kraftverfahren kritisch zu beleuchten. Im Mittelpunkt der BFH-Studie standen die technisch oekonomischen Aspekte der Neben- und Koppelproduktverwertung. Die Auswertung ergab, dass fuer die stoffliche Verwertung der bei den Sulfitprozessen anfallenden wasserloeslichen Lignosulfonsaeuren etablierte Maerkte in der Groessenordnung von ca. 1 Mio. t/Jahr gibt. Die Ablaugen der Sulfatverfahren werden hingegen ueberwiegend thermisch genutzt. Der thermische Gegenwert der Lignine betraegt 0,08-0,12 DM/kg. Durch die stoffliche Verwertung der Lignosulfonate sind Preise von 0,20-0,75 DM erzielbar; Spezialprodukte sind teurer. Fuer Asam-Lignosulfonate bestehen gute Verwertungschancen als Dispergiermittel. Der Bedarf fuer Lignosulfonate in Deutschland steigt. Die schwefelfreien Lignine aus den anderen neuen Verfahren eignen sich auch ohne Modifizierung zur Herstellung von wetterbestaendigen Bindemitteln fuer Holzwerkstoffe (PF-Harze). Weiterhin koennen nach einfacher Alkoxylierung Polyurethanschaeume (5-6 DM/kg) mit hervorragenden Eigenschaften hergestellt werden. Fuer solche Produkte gibt es einen grossen entwicklungsfaehigen Markt. Die Nutzung von Hemicellulosen ist z. Z. nur bei sauren Holzaufschlussverfahren moeglich. Die wichtigste Verwertung ist nach wie vor die Vergaerung von Hexosen zu Alkohol (ca. 0,85 DM/kg). Die Verhefung von Hexosen und Pentosen ist eine weitere Alternative. Der fuer die Futterhefe erzielbare Preis ist indes seit Jahren ruecklaeufig. Aus dem Laubholzxylan der Sulfitablauge wird der Zuckeraustauschstoff Xylit (ca. 9 DM/kg) sowie Furfural (ca. 2 DM/kg) gewonnen.
Das Projekt "BioFoamBark: Aufwertung von Nadelholzrinden zu isolierenden Schäumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltwissenschaften, Professur für Forstliche Biomaterialien durchgeführt. Die Forschungsschwerpunke liegen in der Entwicklung der Chemie und Technologie zur Herstellung vollständig bio-basierter Tanninschäume um auf Petroleum basierene Schäume zu ersetzten. Die Tannine werden aus der Rinde weit verbreiteter fNadelholzarten extrahiert. Weitere Komponenten für die Schaumzubereitung wie Glycerol und Furfural sind Nebenprodukte aus der Biodiese- sowie Holz- und Papierindustrie. Ein Ziel besteht darin, Schäume mit exzellenten Eigenschaften zur Verwendung in isolierende Baumaterialien und zur Umwandlung in Synthesegas am Ende des Produktlebens zu entwickeln. In diesem Projekt ist ebenfalls geplant die Auswirkungen auf die Umwelt, die technisch-ökonomische Durchführbarkeit sowie das Marktpotential dieser Produkte zu entwickeln.
Das Projekt "Biobasierte Schäume aus Baumrinde (Biofoambark) - Isolierenende Schäume und Bioenergie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltwissenschaften, Professur für Forstliche Biomaterialien durchgeführt. Der Fokus richtet sich auf die Entwicklung neuer bio-basierter Wertstoffe aus Rinde, Biopolymeren und Nanozellulose von in der EU häufig vorkommenden Bäumen. Die Erstellung und der Prozess sollen nachhaltig durch die LCA-Analyse erfolgen.
Das Projekt "Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Beurteilung der Akkumulation und Wirkung von organischen Luftschadstoffen im Blattorgan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist es zu pruefen, ob und in wie weit anthropogene organische Komponenten der Luft die Blattorgane auf zellulaerer Ebene schaedigen. Drei Versuchsreihen sind geplant: Vergleich der Feinstruktur von Nadeln eines immissionsbelasteten Waldgebiets mit der eines unbelasteten; mikroautoradiographische Untersuchungen zur intrazellulaeren Lokalisation von radioaktiv markierten organischen Schadstoffen; Analyse der Wirkung ausgewaehlter, potentiell phytotoxischer organischer Luftschadstoffe auf die Zellfeinstruktur der Blattorgane. Die zu untersuchenden Blattorgane sind Nadelblaetter von Fichten und Kiefern und Laubblaetter von Buchen. Die erste Versuchsreihe wird mit Freilandmaterial durchgefuehrt, die zweite und dritte mit Blattmaterial von Baeumen, die in Begasungskammern mit ausgewaehlten Schadstoffen behandelt worden sind. Das Ziel der Untersuchungen ist zu pruefen, ob und inwieweit anthropogene organische Komponenten der Luft die Nadelblaetter von Fichten auf zellulaerer Ebene schaedigen. Auf der Basis der laufenden Untersuchungen sind vier Versuchsreihen geplant: (1.) Vergleich der Feinstruktur von Nadeln eines geschaedigten und eines ungeschaedigten Baumes. (2.) Elektronenmikroskopische Analyse zellulaerer Veraenderungen in den Nadeln nach Begasung mit Tetrachlorethen, 4-Nitrophenol, Furfural und weiteren atmogen Organika. (3.) Mikroautoradiographische Untersuchungen zur Lokalisation von reaktiv markierten atmogenen Organika im Nadelgewebe. (4.) Bestimmung der Cytotoxizitaet weiterer atmogener Organika (Screening der am Standort identifizierten Luftschadstoffe).
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Charakterisierung und Bewertung chemosensorischer Effekte von Leitsubstanzen der Emissionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. - Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) durchgeführt. Ziel dieses Teilprojektes ist es, die biologischen Grundlagen der chemosensorischen Effekte von Holzemissionen mit zellbiologischen Experimenten detailliert zu untersuchen (siehe AP2 in der GVB). Holzemissionen sind potentiell in der Lage sensorische Irritationen auszulösen. Der biologische Ausgangspunkt dieser Effekte ist die Interaktion der Holz-VOCs mit unterschiedlichen Rezeptoren des Nervus trigeminus, der u.a. die Schleimhäute der Nase und die Konjunktiva der Augen innerviert. Reizungen von Auge und Nase sind gesundheitsrelevante Effekte, deren Vermeidung bei der Regulation von Chemikalien in Innenräumen eine wesentliche Rolle spielt. Eine genaue Charakterisierung der biologischen Prozesse die diesen Effekten und ihrer Modulation bei anhaltenden Expositionen zugrunde liegen ist in der wissenschaftlichen Literatur bisher unzureichend untersucht um evidenzbasierte Empfehlungen abzugeben. Der Arbeitsplan orientiert sich an der schematischen Darstellung der fünf Arbeitspakete (AP; siehe Abb. 2 GVB) und gliedert sich in die beiden APs 2.2 (a-Pinen und andere Emissionen aus Kiefernholz) und 2.4 (weitere Leitsubstanzen; Hexanal, 2-Octenal, Furfural, Essigsäure). In beiden APs werden isolierte, primäre Trigeminusneuronen der Maus unter dem Ca-Imaging Mikroskop (Leica DMI6000 B) mit unterschiedlichen Konzentrationen der Holz-VOCs stimuliert und der Einstrom von Ca2+-Ionen gemessen. Es resultieren Konzentrations-Wirkungskurven, mit denen beschrieben kann, ob und wie Holz-VOCs gesundheitsrelevante, chemosensorische Effekte auslösen. In weiteren Experimenten wird geprüft, ob diese Responsivität durch zelluläre Sensitivierungsprozesse verändert wird. Hier werden die Ergebnisse der in vivo Studien der Projektpartner (UFZ und ZAUM) genutzt um relevante Mediatoren einer erhöhten Empfindlichkeit (z. B. proinflammatorische Zytokine) zu untersuchen. Mit dem ImageXpress® Micro XLS System wird untersucht, ob Holz-VOCs die Mikrostrukturen peripher Neurone direkt schädigen können.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Koordination und Entwicklung von Schäumen sowie Modifizierung durch Nanocellulose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbenutzung und forstliche Arbeitswissenschaft durchgeführt. Das Projekt Biofoambark wird von Prof. Laborie (Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft, FobAwi, Universität Freiburg) koordiniert und hat zum Ziel, isolierende Hartschäume auf Basis von Rindentanninen aus vier wirtschaftlich wichtigen europäischen Nadelholzbaumarten sowie weiteren biobasierten Nebenprodukten wie etwa Glycerol und Furfural zu entwickeln. Wir konzentrieren uns auf die Optimierung der Hartschaumsynthese und -kinetik. Dabei werden auch der Einsatz von Nanozellulose als strukturierendes und verstärkendes Füllmaterial, die Morphologie und isolierenden Eigenschaften der Hartschäume sowie die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen untersucht. Des Weiteren wird die potenziell verfügbare Menge an Rinde ermittelt und entsprechende Rindenbereitstellungskonzepte erstellt. Die Universität Freiburg ist für die Koordinierung und länderübergreifende Verbreitung der Ergebnisse verantwortlich. Hierbei werden eine webbasierte Projektplattform eingerichtet, vier Projekttreffen organisiert und abschließende Empfehlungen formuliert. FobAwi ist wesentlich an der Entwicklung der Schäume beteiligt. Dies beinhaltet die Entwicklung der Grundrezepturen der Schäume sowie ihre Modifizierung mittels Nanozellulose, die Ermittlung der Kinetik der Hartschaumsynthese und die Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Es werden die verfügbaren Rindenvolumen in den Partnerländern ermittelt und wirtschaftliche Rindenbereitstellungsketten aufgestellt.
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