Das Projekt "Verbund deutscher Beitraege zu Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Fachbereich 8 Physik, Arbeitsgruppe Angewandte Optik,Laserfernerkundung durchgeführt. Es sollen verbesserte Moeglichkeiten geschaffen werden, organischen Kohlenstoff in der Wassersaeule mit opotischen in situ Verfahren quantitativ zu analysieren und seine Transformation zu beschreiben. Neue und fuer diesen Zweck verbesserte Instrumente sollen in Zusammenarbeit mit den biologisch und chemisch orientierten Arbeitsgruppen in JGOFS eingesetzt werden, um Kenntnisse ueber den marinen Kohlenstoffkreislauf zu ermitteln. Wesentliche Komponenten des organischen Kohlenstoffs sind das Phytoplankton und die geloesten Substanzen (DOM, Gelbstoff). Daraus ergeben sich zwei wichtige Teilziele des Projektes: 1. Entwicklung verbesserter Verfahren ur die Bestimmung von Phytoplankton 2. Entwicklung fluorometrischer Verfahren fuer die kontinuierliche Bestimmung von DOM. Zu diesem Zweck wird ein langzeitstabiles in situ Fluorimeter entwickelt, mit dem diese Fluoreszenzen kontinuierlich sowohl im stationaeren als auch im profilierenden Einsatz registriert werden koennen. Der Sensor muss dazu die simultane und mehrkanalige Detektion bei den substanzspezifischen Anregungs- und Emissionswellenlaengen ermoeglichen. Ein drittes Teilziel des Vorhabens ist die Kopplung multispektraler Truebungs- und Fluoreszenzmessungen zu einem optischen Verfahren fuer die Analyse der Dynamik von POM und DOM und seiner Wechselwirkungen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Studiengang Chemie, Schwerpunkt Organische Chemie durchgeführt. Unter Verwendung neuartiger ionischer Flüssigkeiten wird ein einfach durchzuführendes, druckloses, allgemein anwendbares Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose, Gerbstoffen und Harzen aus biogenem Material entwickelt, das mit Prozesstemperaturen zwischen 60 und 80 Grad Celsius und Aufschlusszeiten von wenigen Stunden auskommt, und eine wirtschaftliche Verwertung aller Holzbestandteile ermöglicht. Im technologischen und wirtschaftlichen Erfolgsfall wird die gesamte Prozesskette in den Technikumsmaßstab übertragen und optimiert. Zielsetzung ist, die gewonnene Liginfraktion für die Verwendung im Bereich der Polymerchemie zu prüfen. Die Cellulose wird zu Zerfallshilfsmitteln bei Tablettieranwendungen, Papieren, Filterhilfsmitteln, bauchemischen Additiven und mikrokristalliner Cellulose verarbeitet. Aus den Hemicellulosen werden Papieradditive und lösliche Ballaststoffe hergestellt. Die Forschungsarbeiten, anwendungstechnischen Untersuchungen und die technische Umsetzung des Verfahrens sind in Aufgabenpaketen beschrieben, die nach dem Projektplan abgearbeitet werden. Die gundlagenorientierten Arbeiten in synthetischer präparativer und analytischer Hinsicht werden von den Hochschulpartnern (HTW Aalen, Uni Hamburg) durchgeführt. Die anwendungs- bzw. verfahrenstechnischen Aufgaben werden von den Industriepartnern (BTS, Rettenmaier) bearbeitet.
Das Projekt "Laser-Fernerkundung von Gelbstoff zur Identifizierung von Fronten und Wassermassen der Deutschen Bucht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Fachbereich 8 Physik, Arbeitsgruppe Angewandte Optik,Laserfernerkundung durchgeführt. Neben Temperatur und Salzgehalt sind auch optische Eigenschaften zur Beschreibung charakteristischer Wassermassen geeignet. Von besonderer Bedeutung ist das als Gelbstoff klassifizierte geloeste organische Material, da es sich mit Methoden der Fluoreszensspektroskopie empfindlich nachweisen laesst und in der Deutschen Bucht in vergleichsweise hohen Konzentrationen (ca. 1mg/l) vorliegt. Das optische Verhalten von Gelbstoff wird hinsichtlich seiner Anwendbarkeit als natuerlicher Tracer (Zusammenhang Konzentration-Fluoreszens, Einfluss des Salzgehalts, optische Stabilitaet) bestimmt. Insbesondere wird untersucht, inwieweit Gelbstoff geeignet ist, die Zufuhr, Ausbreitung und Vermischung von Flusswasser zu beschreiben sowie die Lage typischer Wassermassen zu identifizieren. Die Ergebnisse bilden die Grundlage fuer die Anwendung eines Laser-Fernerkundungssystems fuer eine synoptische quantitative Vermessung von Fronten der Deutschen Bucht. Das Vorhaben ist Teil eines Gemeinschaftsprojekts des Instituts fuer Meeresforschung Bremerhaven (Sprecher: Prof.Dr. G. Krause), des Deutschen Hydrographischen Instituts, Hamburg, und des Instituts fuer Biochemie und Lebensmittelchemie der Universitaet Hamburg.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INVITE GmbH durchgeführt. Das Projekt 'ReeL' verwendet die Reste aus der Lederproduktion zum Gerben neuen Leders. Die nachhaltige Innovation wird in einer Anlage vor Ort im Gerbereibetrieb installiert. Damit schließt sich der Kreislauf vom Abfall zum neuen Produkt dort, wo er gebraucht wird. Zum Vorhaben haben sich drei Partner zusammengeschlossen: das Forschungsinstitut Invite, das Chemieunternehmen Lanxess Deutschland und die Gerberei Heller-Leder. Im Verlauf des dreijährigen Projekts wird das neuartige Technologiekonzept für die Lederindustrie getestet. Die Technologie von 'ReeL' spart nicht nur Ressourcen, sie ist auch eine Innovation in Sachen Logistik: Anfallende Lederreste werden nicht zentral in industriellen Großanlagen im Irgendwo aufbereitet, sondern dort, wo sie entstehen. Die Projektpartner errichten eine modulare Pilotanlage für den Betrieb in einer Gerberei. In unmittelbarer Nähe zur Lederherstellung wird dann in der Anlage die hauptsächliche Innovation getestet: Aus den angefallenen Lederresten Gerbstoffe zu gewinnen. Die Zutaten des nachhaltigen Nachgerbstoffes bestehen aus den Schnittabfällen und Falzspänen des Leders und pflanzlicher Biomasse. Der im Projekt 'ReeL' wiederverwertete Lederabfall entsteht vor allem bei Einstellung der Lederstärke, dem Falzen. Die dabei anfallenden Falzspäne summieren sich allein in Deutschland auf jährlich etwa 7.000 Tonnen. Weltweit wird die Menge auf 600.000 Tonnen jährlich geschätzt. Neben den Falzspänen entstehen auch Schnittreste, in Deutschland schätzungsweise 1.500 bis 2.000 Tonnen jährlich. Der überwiegende Teil dieser Abfälle wird derzeit mit teilweise nicht unerheblichen Kosten für die Gerbereien entsorgt oder durch Aufarbeitung einer anderen Verwertung zugeführt. Ein Erfolg von 'ReeL' verspricht für die Gerberei-Branche zweierlei: Die Produktströme werden in einem Kreislauf geschlossen und vor Ort in Nachgerbstoffe umgewandelt. Das spart Ressourcen. Die dezentrale Produktion spart zudem logistischen Aufwand - damit unterstützt sie die Wirtschaftlichkeit der Innovation.
Das Projekt "KUSTOS: Kuestennahe Stoff- und Energiefluesse - der Uebergang Land-Meer in der suedoestlichen Nordsee - Teilprojekt G1: Modell des Schwebstofftransports; Teilprojekt H3: Fernerkundung der Verteilung und Ausbreitung von Schwebstoffen und Phytoplankton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Gewässerphysik durchgeführt. Im Projekt KUSTOS soll mit Flugzeug- und Satellitenfernerkundung die Konzentrationsverteilung von Schwebstoffen und Phytoplankton in der Deutschen Bucht kartiert werden, ferner die Wasseroberflaechentemperatur und die fuer die Photosynthese verfuegbare Strahlung sowie ihre Eindringtiefe. Aus Zeitserien soll der Transport von Schwebstoffen und das Wachstum des Phytoplanktons untersucht und mit Modellrechnungen verglichen und analysiert werden. Der Ausstrom der Elbe, der Austausch zwischen Watt und Deutscher Bucht sowie der grossraeumige Transport von Schwebstoffen in der Nordsee sollen beobachtet werden. Hierzu werden Daten des Coastal Zone Colour Scanners, des SeaWIFS (Sea Wide Field of View Sensor), der NOAA Satelliten und des METEOSAT genutzt. Zu den KUSTOS-Schiffseinsaetzen werden Befliegungen mit Spektrometern durchgefuehrt. Die optischen Eigenschaften von Schwebstoff, Gelbstoff und Phytoplankton werden zur Auswertung der Fernmessdaten bestimmt.
Das Projekt "Messung der Solarstrahlung im Bodden - Grundlagen fuer die Einschaetzung des Impacts erhoehter solarer UV-B-Einstrahlung fuer das Phytoplankton in natuerlichen Gewaessern aus Fernerkundungsdaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Auf der Grundlage von Ground Truth-Messungen der Dichte und vertikalen Verteilung des Phytoplanktons, der spektralen Solarstrahlung ueber und im Gewaesser sowie des Seston- und Gelbstoffgehaltes werden multispektrale Luftbildaufnahmen im Rahmen des BMFT-Verbundprojektes 'Fernerkundungsanwendungen im Bereich Deutscher Boddenlandschaften' kalibriert. Hieraus und aus systematischen Untersuchungen der Vertikalverteilung des marinen Phytoplanktons sowie der Penetration solarer UV- und photosynthetisch aktiver Strahlung in die Wassersaeule als Funktion der Zeit, astronomischer, meteorologischer Parameter und des Wassertyps werden Kopplungsfunktionen und Parameter abgeleitet, die die Eingangsgroessen eines computergestuetzten Modells bilden. Mit Hilfe dieses Modells wird der Effekt wechselnder solarer UV-B-Strahlung auf marines Phytoplankton unter Nutzung von Fernerkundungsdaten abgeschaetzt.
Das Projekt "Reduzierung der Umweltbelastung von Gerbereien (EILT) - Teilprojekt: Analyse und Verhalten organischer Gerbstoffe in der Behandlung von Gerbereiabwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Uebergeordnetes Ziel des Projektes 'Reduction of Environmental Impacts of Leather Tanneries (EILT)' ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der Umweltbelastung von Gerbereien durch Veraenderungen der Gerbprozesse, Nutzung von Abfallstoffen und Reduzierung der Abwasserbelastung durch verbesserte Abwasserbehandlungsverfahren. Um Abfallstoffe verwerten zu koennen und die Abwasserbelastung zu vermindern, wird verschiedentlich der Ersatz von Chrom-Gerbstoffen durch organische, insbesondere vegetabile Gerbstoffe diskutiert. Vegetabile Gerbstoffe sind hoehermolekulare Polyphenole pflanzlicher Herkunft (Mr = 500-3000 g mol-1) mit grosser struktureller Vielfalt. Das Verhalten der vegetabilen Gerbstoffe bei der Behandlung von Gerbereiabwasser ist jedoch unklar. Ziel der Arbeiten am Fachgebiet Wasserreinhaltung im Rahmen von EILT ist es deshalb, Verfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse vegetabiler Gerbstoffe im Gerbereiabwasser zu entwickeln und zu etablieren und mit deren Hilfe das Verhalten dieser Stoffe in der biologischen Abwasserbehandlung zu untersuchen. Ein moegliches Verfahren zur Bestimmung der vegetabilen Gerbstoffe im Gerbereiabwasser ist die Hydrolyse der Substanzen in salzsaurer Loesung und die anschliessende Detektion des Monomers Gallussaeure. Dabei wird fuer die Analytik die HPLC-Technik mit verschiedenen Detektoren (UV, Fluoreszenz- und EC-Detektor) eingesetzt. Ein Vergleich mit der Bestimmung von Gerbstoffen mittels kolorimetrischer Verfahren soll durchgefuehrt werden. Fuer Fragen der Metabolisierung bzw. chemisch-oxidativen Veraenderung der Gerbstoffe ist auch an den Einsatz der HPLC-MS/MS-Technik gedacht.
Das Projekt "Teilprojekt: Anwendungstechnische Untersuchungen zum Einsatz eines natürlichen pflanzlichen Quervernetzers aus Olivenreststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lederinstitut Gerberschule Reutlingen e.V. durchgeführt. Auf der Basis eines aktivierten Wirkstoffes aus Olivenreststoffen (Olexelo) soll ein neues, umweltfreundliches ('Wet green'-Verfahren) zur Gerbung bzw. Vorgerbung von Häuten und Fellen zur Lederherstellung entwickelt und erprobt werden. Durch Vernetzung des Hautkollagens durch den neuen Gerbstoff (OleXelO) mittels kovalenter Stabilisierung der Kollagenstruktur sollen Leder mit vergleichbarer Weichheit und Beständigkeit (z.B. Schweißbeständigkeit) erhalten werden, wie bei der Herstellung von Ledern über das so genannte 'Wet white'-Verfahren unter Einsatz von Glutaraldehyd-Gerbstoffen. Die auf der Basis von Olivenreststoff-Formulierungen erzeugten aktivierten OleXelO-Formulierungen werden im Rahmen von Gerbexperimenten auf ihre Eignung zur Stabilisierung (Vorgerbung) von Hautmaterial untersucht, wobei eine ausreichende mechanische Entwässerbarkeit (Abwelkbarkeit) und Bearbeitbarkeit bei der spanabtragenden Dickeneinstellung (Falzbarkeit) der (vor)gegerbten Zwischenstufe erreicht werden soll. In weiteren Untersuchungsschritten wird für das erzeugte Lederhalbfabrikat eine dem neuen (Vor-)Gerbverfahren angepasste Technologie für die nachgeschalteten Nasszurichtungsprozesse, d.h. die Ausgerbung/bzw. Nachgerbung, Färbung und Fettung der Leder entwickelt. Durch den Einsatz des neuen Gerbverfahrens soll es der Leder herstellenden Industrie in Deutschland und Europa ermöglicht werden, konventionelle chemische Gerbstoffe, insbesondere Chromgerbstoffe und reaktive organisch-synthetische Gerbstoffe, in wesentlichen Abschnitten der Ledererzeugung zu ersetzen. Neben einer Entlastung des Abwassers und einer Verbesserung der Verwertungs-/bzw. Entsorgungsmöglichkeiten fester Abfälle, resultierend aus dem Verzicht auf bestimmte Gerbchemikalien, soll den europäischen Unternehmen damit ein weiterer Vorsprung in dem zunehmend wirtschaftlich bedeutenden Bereich der umweltschonenden Erzeugung qualitativ besonders hochwertiger Leder eröffnet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Herstellung eines natürlichen Vernetzers zur Lederherstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von N-Zyme BioTec GmbH durchgeführt. Auf der Basis einer aktivierten Leitsubstanz aus Olivenreststoffen (OleXelO) soll ein neues, umweltfreundliches Verfahren zur Gerbung bzw. Vorgerbung von Häuten und Fellen zur Lederherstellung entwickelt und erprobt werden. Durch Vernetzung des Hautkollagens durch den neuen Gerbstoff mittels kovalenter Stabilisierung der Kollagenstruktur sollen Leder mit vergleichbarer Weichheit und Beständigkeit (z.B. Schweißbeständigkeit) erhalten werden, wie bei der Herstellung von Ledern über das so genannte 'Wet white'-Verfahren unter Einsatz von Glutaraldehyd-Gerbstoffen. Basierend auf Olivenreststoffen und den hieraus erzeugten aktivierten Olivenreststoffextrakt-Formulierungen werden diese im Rahmen von Gerbexperimenten auf ihre Eignung zur Stabilisierung (Vorgerbung) von Hautmaterial untersucht, wobei eine ausreichende mechanische Entwässerbarkeit (Abwelkbarkeit) und Bearbeitbarkeit bei der spanabtragenden Dickeneinstellung (Falzbarkeit) der (vor)gegerbten Zwischenstufe erreicht werden soll. In weiteren Untersuchungsschritten wird für das erzeugte Lederhalbfabrikat eine dem neuen (Vor-)Gerbverfahren angepasste Technologie für die nachgeschalteten Nasszurichtungsprozesse, d.h. die Ausgerbung/bzw. Nachgerbung, Färbung und Fettung der Leder entwickelt. Durch den Einsatz des neuen Gerbverfahrens soll es der Leder herstellenden Industrie in Deutschland und Europa ermöglicht werden, konventionelle chemische Gerbstoffe, insbesondere Chromgerbstoffe und reaktive organisch-synthetische Gerbstoffe, in wesentlichen Abschnitten der Ledererzeugung zu ersetzen. Neben einer Entlastung des Abwassers und einer Verbesserung der Verwertungs-/bzw. Entsorgungsmöglichkeiten fester Gerbabfälle, resultierend aus dem Verzicht auf bestimmte Gerbchemikalien, soll den überwiegend klein- und mittelständigen europäischen Unternehmen damit ein weiterer Vorsprung in dem zunehmend wirtschaftlich bedeutenden Bereich der umweltschonenden Erzeugung qualitativ besonders hochwertiger Leder eröffnet werden.
Das Projekt "Entwicklung biotechnologischer Verfahren zur Erzeugung von Pflanzmaterial aus Rhabarber als Voraussetzung zur grosstechnischen Isolierung der Inhaltsstoffe (Gerb- und Farbstoffe)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Anhalt (FH), Hochschule für angewandte Wissenschaften, Abteilung Bernburg, Fachbereich 1 Landwirtschaft, Ökotrophologie, Landespflege durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, für die Gewinnung von Gerb- und Farbstoffen aus Rhabarber- und Ampferarten eine sachgerechte Grundlage für die landwirtschaftliche und industrielle Produktion zu erarbeiten. Aus dem verfügbaren Sortiment der Gattungen Rheum und Rumex sollen gerb- und farbstoffreiche Genotypen angebaut und auf ihre ackerbauliche Eignung untersucht werden. Die noch nicht hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe charakterisierten Genotypen sollen auf ihrer Gerb- und Färbeeigenschaften untersucht werden. Unter Ausnutzung der genetischen Variabilität des Rhabarbers bei Aussaat ist vorgesehen, weitere aussichtsreiche Formen zu finden und biotechnologisch zu vermehren. Zur Identifizierung der Gerb- und Farbstoffe sollen Analysenmethoden entwickelt werden, die schon im Jungpflanzenstadium eine Bestimmung der Eigenschaften ermöglichen.In Weiterführung der Erkenntnisse zur Nutzung von Gerb- und Farbstoffen aus Rhabarberwurzeln zur Verminderung der Chrombelastung durch Lederabfälle wurden folgende Fragen untersucht: 1. Landwirtschaftlicher Anbau (Pflanzung, Pflege, Ernte), 2. Großtechnische Verarbeitung (Reinigung, Zerkleinerung, Trocknung, Extraktion), 3. Inhaltstoffliche Untersuchungen zum Auffinden gerbstoffreicher Genotypen. Mit landwirtschaftlichen, analytischen und biotechnologischen Methoden wurden folgende Ergebnisse erhalten: Rhabarber kann auf großen Flächen mit landwirtschaftlicher Technik angebaut werden. Die großtechnische Reinigung, Zerkleinerung, Trocknung und Extraktion ist in bestehenden Unternehmen möglich. Es wurden gerbstoffreiche Rhabarbergenotypen selektiert, die auch gute Ledereigenschaften bewirken. Für die Schaffung von Pflanzenmaterial wurden genotypspezifische Mikrovermehrungsverfahren erarbeitet. Größere Lederchargen werden für die Verwendung in der Möbel-, Bekleidungs- und Automobilindustrie geprüft und sind qualitativ gut geeignet.
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