Das Projekt "Vergaerung von Pentosen zu Aethanol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Versuchs- und Lehranstalt für Spiritusfabrikation und Fermentationstechnologie in Berlin durchgeführt. Die Untersuchungen mit der Hefe P. stipitis und gegebenenfalls mit anderen, geeigneten Hefestaemmen sollen intensiviert werden, wobei sowohl Loesungen einzelner Zucker fermentiert werden, wie auch Zuckergemische, um zu zeigen, in welcher Weise die Verwertung eines Zuckers durch die Anwesenheit anderer Zucker beeinflusst wird.
Das Projekt "Development of advanced lignin-cellulose-composites with high impact properties for Logistics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung einer neuartigen schlagzähen und kostengünstigen Materialklasse von Lignin-Cellulose-Werkstoffen, welche zu einem Großteil aus nachwachsenden/holzbasierten Rohstoffen bestehen. Zum Einsatz kommen sollen u.a. verschiedene Lignine, Hemicellulosen, Cellulosen, Mikrokristalline Cellulosen und Regeneratcellulose sowie Blends mit weiteren (Bio-)Polymeren und Füllstoffe. Die Bio-Materialien sollen nach Möglichkeit in einem Kostenrahmen liegen, der ihren breiten Einsatz im Logistiksektor (z.B. Transportbehälter, Ladungssicherung, Paletten,etc.) möglich macht. AP1: Definition der Anforderungen und Spezifikationen ausgewählter Logistikanwendungen: Koordination durch Zurrpack, Tecnaro liefert Input hinsichtlich Auswahl und Machbarkeit. AP2: Holzbasierte Rohstoffe für Composite-Werkstoffe: Tecnaro liefert Input hinsichtlich notwendiger Eigenschaften in Bezug auf Dosierung, Verarbeitbarkeit und Auswirkungen auf Materialeigenschaften. AP3: Lignin-Cellulose-basierte Reaktionen und VOC-Messungen: Tecnaro liefert Compounds, interpretiert Messergebnisse und passt Compounds entsprechend an. AP 4: Lignin-Cellulose-Compounds mit hoher Schlagzähigkeit: Tecnaro entwickelt Materialien. AP5: Demonstration anhand von Logistik-Anwendungen auf transnationaler Ebene: Tecnaro stellt Compounds für Abmusterungen her und gibt Input zur LCA. AP6: Projektmanagement: Tecnaro leitet und koordiniert das Projekt.
Das Projekt "Qualitaetsverbesserungen von Pyrolyseoelen durch katalytische Pyrolyse von Biomasse" 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. Fuer die chemische Nutzung von Flash-Pyrolyseoelen aus Biomasse gibt es zahlreiche Alternativen. Sie umfassen sowohl die Nutzung von Einzelkomponenten als auch die Verwendung von Fraktionen. Bei den Einzelkomponenten kommt beispielsweise Laevoglucosan in Frage, das als Hauptkomponente vorkommt und als Synthesebaustein fuer die Vitaminherstellung in der Pharmaindustrie einen hohen Marktpreis erzielt, der z.Zt. bei ca. 1000 US Dollar/kg liegt. Als wertvolle Fraktion kann Fluessigrauch gewonnen werden, der zunehmend in der europaeischen Lebensmittelindustrie zur Raeucherung eingesetzt wird. Das Spektrum der Pyrolyseprodukte kann durch den Einsatz von Katalysatoren beeinflusst werden. Zur Erprobung der Moeglichkeiten und Auswirkungen hat die Europaeische Gemeinschaft ein Forschungsvorhaben bewilligt, in dem Screeningexperimente im Mikromassstab und Pyrolysen im Technikumsmassstab sowie die Analysen der Pyrolyseoele durchgefuehrt werden. Ergebnis: Zur Steigerung der Ausbeute an Laevoglucosan ist eine saure Waesche der Biomasse vor der Pyrolyse erforderlich. Hierdurch werden neben den Hemicellulosen vor allem Alkali- und Erdalkalimetalle entfernt, die die Bildung von Laevoglucosan negativ beeinflussen. Gleichzeitig wird die Entstehung von Essigsaeure durch den Wegfall der Hemicellulosen reduziert. Nach der Erprobungsphase im Labor- und Technikumsmassstab sollen die erhaltenen Ergebnisse in einer grossen Pilotanlage der Firma FENOSA, einem spanischen Energiekonzern, ueberprueft werden
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Cellulose-abbauende Archaea" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH durchgeführt. Um den Aufschluss der Lignocellulose aus Getreidestroh kostengünstiger und effizienter zu machen sollen mikrobieller Enzyme wie Cellulasen, Hemicellulasen, Laccasen und Peroxidasen aus extremophilen Mikroorganismen (vorwiegend Archaea) isoliert werden. Die DSMZ besitzt weltweit die umfangreichste Sammlung extremophiler Mikroorganismen. Das Temperaturoptimum der Cellulaseenzyme dieser extremophilen Organismen liegt oft bei etwa 80 Grad C, was u.a. die Gefahr einer Kontamination mit anderen mesophilen Bakterien reduziert. Dadurch wird sich die Ausbeute an Zucker und damit in Folge auch die Bioethanolproduktion erhöhen. Um das Ziel zu erreichen, wird die DSMZ zunächst extremophile Organismen auf ihre cellulolytische Aktivitäten hin untersuchen und dem Verbundpartner SeqLab zur DNA-Sequenzierung zur Verfügung stellen. Außerdem wird die DSMZ SeqLab bei der Suche nach cellulolytischen Genen, die durch Metagenomanalyse von Umweltproben erhalten wurden, mit ihrer Bioinformatik unterstützen. Die Neuisolate der cellulolytischen Mikroorganismen werden von der DSMZ in Reinkultur genommen, chemotaxonomisch charakterisiert und unter besonderer Berücksichtigung der metabolischen Eigenschaften phänotypisiert werden. Dies ist notwendig um die Neuisolate valide benennen zu können. Die axenischen Kulturen der identifizierten Stämme werden an der DSMZ durch Gefriertrocknung und Lagerung konserviert, damit sie für die Herstellung von Enzymen zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Biotechnologische und verfahrenstechnische Modifikation von ein- und mehrjaehrigen Lignocellulosen fuer die Herstellung biologisch abbaubarer Werkstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Sächsisches Institut für Angewandte Biotechnologie e.V. durchgeführt. Wissenschaftliche Zielstellung: Gewinnung verallgemeinerungsfaehiger Erkenntnisse hinsichtlich - Wirkung von Pilzen (Braunfaeulepilze, Weissfaeulepilze) bei der Modifikation ('Aktivierung') mechanisch/thermisch aufgeschlossener Lignocellulosen mittels Feststofffermentation, - Wirkungsmechanismus der Enzyme (insbesondere Laccase, Hemicellulasen, Cellulasen) bei der Aktivierung des Lignins, - Korrelation des Aufschlussverfahrens mit der Wirkung von Pilzen/Enzymen auf die Aktivierung des Lignins, - Einfluss des Aufschlussverfahrens auf die Eigenschaften der Lignocelluloseverbundwerkstoffe, - methodischer Fortschritt auf dem Gebiet der Feststofffermentation, insbesondere Fermentation von Pilzen auf Lignocellulosen, - Gewinnung von Erkenntnissen zum Aufschluss von Lignocellulosen mittels der Mikrowellentechnik im Vergleich zum Steam-Explosionsverfahren (einschliesslich einer Abschaetzung zur prinzipiellen Realisierbarkeit im technischen Massstab). Wirtschaftliche Zielstellung: Die gewonnenen Erkenntnisse sollen nutzbar sein fuer die - Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Lignocelluloseverbundwerkstoffen mittlerer bzw. niedriger Dichte, - Entwicklung von bindemittelfreien Verbundwerkstoffen mit hartholz- und/oder kunststoffaehnlichen Eigenschaften durch Hochdruckverdichtung und fuer die, - Optimierung bereits bestehender Verfahren (z.B. Faserplattenherstellung).
Das Projekt "L-Xylulose Reductasen aus Pilzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Brennstofftechnik und Umwelttechnik durchgeführt. Eine große Anzahl filamentöser Pilze wächst auf totem oder verrottendem Pflanzenmaterial und trägt so zu einer schnellen Umsetzung von Lignin und verschiedenen Polysacchariden - wie Cellulose, Hemicellulose und Pektin - bei. Hemicellulosen und Pektine sind Heteropolysaccharide, die hauptsächlich aus Pentosen, Hexosen und Zuckersäuren bestehen. Ihre Primärstruktur ist Organismus spezifisch und kann sogar zwischen verschiedenen Geweben ein und derselben Pflanze variieren. Die Pentose L-Arabinose kommt sowohl in Hemicellulosen als auch Pektin vor. Ein L-Arabinose Abbauweg ist daher für viele Mikroorganismen, die auf totem Pflanzenmaterial wachsen, von Vorteil und hat auch einen Einfluss auf mikrobielle Fermentation in denen erneuerbare Rohstoff wie billige Pflanzenbiomasse verwendet werden, um sie entweder in wertvolle Feinchemikalien umzuwandeln oder daraus billige Enzyme zu produzieren. Pilze haben spezifische Abbbauweg für Pentosen wie L-Arabinose oder D-Xylose entwickelt. Die meisten für diesen Abbauweg verantwortlichen Gene wurden kloniert und funktionell charakterisiert. Das Enzym L-Xylulose Reductase katalysiert die dritte Stufe des fünfstufigen Prozesses, die Reduktion der L-Xylulose zum Xylitol. Ein für eine L-Xylulose Reductase kodierendes Gen wurde aus dem filamentösen Pilz Hypocrea jecorina (Anamorph: Trichoderma reesei) kloniert. Die Rolle diese Gens im L-Arabinose Stoffwechsel wurde durch ein paar Ergebnisse in Frage gestellt. Unsere Daten deuten eher darauf hin, dass es sich bei diesem Enzym um eine D-Mannitol 2-dehydrogenase handelt, die in Prozesse wie Sporulation oder Sporenkeimung involviert ist. Enzyme mit L-Xyluloseaktivität sind zusätzlich in eine Reihe anderer wichtiger metabolischer Prozesse involviert. Dazu gehören der D-Galactose Stoffwechsel und die Induktion der Zellulasen. In diesem Projekt sollen daher Enzyme mit L-Xylulosereduktaseaktivität in H. jecorina identifiziert und charakterisiert werden und ihre Rolle in den verschiedenen Stoffwechselwegen geklärt werden. Der filamentöse Pilz unserer Wahl ist Hypocrea jecorina, ein Organismus mit einer breiten biotechnologischen Anwendung im Bereich der Weißen Biotechnologie. Auf Grund seiner exzellenten Sekretionskapazitäten, werden von diesem Pilz produzierte Enzyme in den verschiedensten Industrie und Nahrungsmittelbereichen eingesetzt. Die Sequenzierung seines Genoms wurde abgeschlossen und bildet eine exzellente Basis für die weitere Forschung mit diesem Organismus.
Das Projekt "Optimierung der Biogaserzeugung aus Zuckerrübenschnitten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik durchgeführt. Die Energieausbeute aus Energiepflanzen und organischen Reststoffen die in den Biogasanlagen verwertet werden liegt zwischen 40 und 70 Prozent des Bruttoenergiegehaltes. Der Rest fließt unabgebaut in das Endlager und wird anschließend auf die Felder ausgebracht. Die dadurch entstehenden Energieverluste können durch eine geeignete Vorbehandlung vermieden, die Methanausbeute gesteigert und die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlagen verbessert werden. In vorliegendem Versuch wurden unterschiedliche Vorbehandlungsmaßnahmen von Zuckerrübenschnitzeln untersucht. Folgende Behandlungen wurden getestet: Enzyme (Zellulasen, Hemizellulasen), Thermische Vorbehandlung, thermischer Vorbehandlung in Kombination mit Harnstoff, thermische Behandlung in Kombination mit Ameisen-/Essigsäure, mechanische Zerkleinerung Vorbehandlung mit Natronlauge. - Durch den Zusatz von Enzymen (Zellulasen und Hemizellulasen) wurde die spezifische Methanausbeute der Zuckerrübenschnitzel um 11 Prozent erhöht. Über den gesamten Verlauf der Vergärung lag die spezifische Methanausbeute dieser Variante über dem der unbehandelten Variante. - Die Zerkleinerung der Zuckerrübenschnitzel erhöhte die spezifische Methanausbeute um 7 Prozent. In dieser Variante gab es aber zu Beginn der Versuchsphase einen verzögerten Abbau und eine dadurch gehemmte Methanbildung. Die Zerkleinerung der Zuckerrübenschnitzel führt wahrscheinlich zu einer Verklebung des zerkleinerten Materials und damit zur Ausbildung größerer Aggregate. Solche Aggregate besitzen eine geringere Oberfläche als das Ausgangsmaterial und damit auch eine geringere Angriffsfläche für die Mikroorganismen. -Keinen positiven Einfluss auf die spezifische Methanausbeute der Zuckerrübenschnitzel hatten alle anderen Vorbehandlungsmaßnahmen, die in der vorliegenden Untersuchung getestet wurden: (a) Dampfbehandlung, (b) Zugabe von Harnstoff, (c) Zugabe von Ameisen- und Essigsäure und (d) Zugabe von Natronlauge.
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