Das Projekt "Bioraffinerie Analytik" wird/wurde ausgeführt durch: Universität für Bodenkultur BOKU Wien, Department für Chemie (DCH), Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO).'Bioraffinerie' ist derzeit nicht nur ein Modewort, das aufgrund seiner unzureichenden Definition nicht nur viel, sondern auch häufig unzutreffend verwendet wird, sondern auch ein ernstzunehmendes wissenschaftliches Forschungsgebiet: Es besteht kein Zweifel, dass die Endlichkeit fossiler Ressourcen - ein wissenschaftlicher Fakt - langfristig die Umstellung ganzer Stoffläufe der chemischen Industrie von fossilen Ressourcen (Erdöl, Erdgas, Kohle) auf nachwachsende Rohstoffe ('Nawaros': Holz, landwirtschaftliche Produkte und Abprodukte) bedingen wird. Bedenkt man die langen Zeiträume, die der bestehenden erdölbasierten chemischen Industrie gegeben waren, um ihren heutigen Entwicklungsstand zu erreichen, wird offensichtlich, dass zum Aufbau einer 'Nawaro-basierten' chemischen Industrie viel Zeit und vor allem auch viel Entwicklungs- und Forschungsarbeit nötig ist. Bioraffinerien - als Pendant zu konventionellen Erdöl-Raffinerien definiert - haben die Aufgabe, natürliche, meist pflanzliche Ausgangsstoffe in (möglichst reine) Fraktionen zu trennen und daraus im weiteren Grundchemikalien und -materialien zur Verfügung zustellen. Aus diesen wird dann in folgenden chemischen / biotechnologischen Verfahren die ganze Palette chemischer Zwischen- und Endprodukte hergestellt, was jedoch nicht mehr in den Bereich der eigentlichen Bioraffinerie fällt. Bioraffinerien haben mit zwei spezifischen Problemen zu kämpfen. Zum einen kann es in Bioraffinerien kein Standard-Verfahren zur Aufbereitung und Auftrennung der Biomasse geben: bedingt durch die große Vielfalt der Ausgangsprodukte (z.B. Hölzer, einjährige Pflanzen, verschiedenste Produkte und Abfälle der Agrarproduktion) sind unterschiedliche Aufschluss- und Trennverfahren erforderlich, die speziell auf die Fraktionierung des Ausgangssubstrates abgestimmt sein müssen. Zum anderen entstehen beim Aufschluss der Biomassen extrem komplexe Stoffgemische wechselnder Zusammensetzung - anders als bei Erdölraffinerien, der Synthesechemie oder der pharmazeutischen Industrie - für die herkömmliche Analyseverfahren völlig unzureichend sind. Die unterentwickelte Bioraffinerie-Analytik ist einer der wichtigsten Hindernisse für Bioraffinerien und Bioraffinerie-Produkte heutzutage: eine sinnvolle Verwertung und Weiterverarbeitung von Bioraffinerieprodukten setzt eine präzise (oder zumindest grundlegende) Kenntnis der Zusammensetzung und chemischen Struktur der Ausgangsfraktion voraus. Der Kohlenhydratanteil setzt sich aus einer Cellulose- und einer Hemicellulosefraktion zusammen. Die Cellulose-, Hemicellulose- und Ligninfraktionen sind von hochkomplexer Zusammensetzung: Bedingt durch natürliche Struktur und chemische Reaktionen beim Aufschluss liegen sowohl chemische Bindungen zwischen den Substanzklassen vor (sogenannte lignin-carbohydrate complexes, LCC) als auch meist breite Verteilungen des Molekulargewichtes. (Text gekürzt)
Das Projekt "Bioökonomie International 2013: Acet-LC - Entwicklung eines Prozesses zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffmaterialien durch Acetylierung lignocellulosehaltiger Rohstoffe^Teilprojekt B, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT.Im Rahmen des beantragten Acet-LC Projektes sollen neuartige bio-basierte Kunststoffe auf der Basis lignocellulosischer (LC-)Biomasse entwickelt werden. Die Projektpartner bringen langjährige Erfahrungen der Holzchemie (Universidad de Concepción, UdeC), der Entwicklung (Fraunhofer UMSICHT) und der erfolgreichen Vermarktung biobasierter Kunststoffe (FKuR Kunststoff GmbH) ein. Die Verwendung lignocellulosehaltiger Nebenprodukte als Rohstoffe vermeidet Konkurrenzen mit der Nahrungserzeugung. Der Prozess lässt durch seine kurze Projektkette hohe Ausbeuten und geringe Kosten erwarten. Kern der Prozessentwicklung ist die Acetylierung der LC-Rohmaterialien gefolgt von einer Extraktion niedermolekularer Hemicellulosebruchstücke (AP 1), was an der UdeC untersucht wird. Ausgangsmaterial, Acetylierungsbedingungen und Extraktionsgrad beeinflussen die Eigenschaften des Kunststoffrohmaterials. Die Entwicklung eines marktfähigen Werkstoffs durch Compoundieren mit hocheffizienten, aber umweltschonenden Additiven erfolgt durch Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Biobasierte Kunststoffe (AP 2). Die Bewertung aus industrieller Sicht und das Scale-Up der Compoundierung in den industriellen Maßstab übernimmt der Industriepartner FKuR Kunststoff GmbH (AP 3). Die Nachhaltigkeit der zu entwickelnden Technologie wird im Rahmen des Projekts durch eine Ökoeffizienzanalyse, Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Ressourcen- und Innovationsmanagement, geprüft (AP 4).
Das Projekt "Chemische Prozesse - Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose mit Hilfe neuartiger ionischer Flüssigkeiten, Teilprojekt 5" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RAMPF Eco Solutions GmbH & Co. KG.Unter Verwendung neuartiger ionischer Flüssigkeiten soll ein einfach durchzuführendes, druckloses, allgemein anwendbares Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose, Gerbstoffen und Harzen aus biogenem Material entwickelt werden. Damit soll eine wirtschaftliche Verwertung aller Holzbestandteile ermöglicht werden. Die Fa. Rampf überträgt das von den Projektpartnern entwickelte Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose aus biogenem Material mit Hilfe neuartiger ionischer Flüssigkeiten in einem größeren Produktionsmaß (Scale-Up). Dabei werden die Prozessparameter optimiert und entsprechende Mustermengen an Cellulose, Hemicellulose und Lignin für die weitere Verarbeitung hergestellt. Neben der Gewinnung, Trennung und gegebenenfalls Reinigung der Stoffströme Lignin, Cellulose und Hemicellulose erfolgt die Herstellung und auch das Recycling der ionischen Flüssigkeiten. Die Fa. Rampf wird den Einsatz der gewonnenen Lignine als Monomere für Polymere (Polyurethan-Kunststoffe) prüfen und dementsprechende, ligninbasierende Kunststoffe entwickeln und prüfen. Ebenfalls werden die Stoffströme Cellulose und insbesondere (modifizierte) Hemicellulose hinsichtlich der Eignungsmöglichkeit als reaktiver Füllstoff bzw. Monomer in Kunststoff-Applikationen geprüft.
Das Projekt "Entwicklung neuer Wirkstoffabgabesysteme mit komplexen Release-Profilen auf der Basis von NWR für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung.Das Forschungsvorhaben fokussiert auf die Entwicklung intelligenter Wirkstoffabgabesysteme im Bereich Wasch- und Reinigungsmittel. Die neuen Ansätze für dieses Gebiet lassen sich unter den Aspekten: 1) spezieller Release-Mechanismus, sowie 2) funktionsorientierte Kombination biobasierter Polymere zusammenfassen. Beim Release-Mechanismus wird auf reversible Be- und Entladung Träger-fixierter Mikrocontainer orientiert. Die reversible Beladung impliziert die Entwicklung eines Abgabesystems mit oberflächennahen Reaktivgruppen, die kovalent an einen Träger fixiert werden können. Dafür bieten sich zwei Strategien an: a) Oberflächenmodifizierung reversibel beladbarer Mikrocontainer b) Umhüllung reversibel beladbarer Mikrocontainer mit einer reaktiven Schale. Als stoffliche Basis werden pflanzliche Komponenten favorisiert. Neben verschiedenen Polyanhydroglucosen wie Cellulose und Hemicellulose sind aromatisch strukturierte Polymere aus der Gruppe der Lignine mit vorgesehen. Die Aufgaben: Bereitstellung von Substraten, Gewinnung von Rohlignin, Modifizierung der Biopolymere, Optimierung der Porosität von Perlcellulose, Oberflächenmodifizierung poröser Perlcellulose, Mikroverkapselung und Funktionalisierung der mit Wirkstoff beladenen Perlcellulose, Anbinden der mit einer reaktiven Kapselwand ausgestatteten Partikel an Substratoberflächen (Textilien), Bestimmung der Sesshaftigkeit der Partikel in Abhängigkeit von Waschzyklen, Untersuchung von Partikelbeladung und Wirkstoffabgabe, Analytik.
Das Projekt "IPTOSS (Innovations for optimal use of organic side-streams and waste)" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.Biowastes and side-streams from food and beverage processing plants, such as vegetable processing and brewing are generally rich in a variety of sophisticated and valuable natural molecules i.e. cellulose, hemicellulose, lignin and pectin that have a great potential to be directly exploited in the chemical, pharmaceutical, cosmetic, feed and energy industry and/or used as biological substrates for the production of high added-value functional bioproducts. Great attention is raised toward a side-stream from the beverage industry, brewers spent grain (BSG), is here used as feedstock resource to produce fuel and valuable biomolecules. The current biowaste and side-stream valorisation and the novel biotechnological approaches for the transformation of waste into bioproducts are still relatively limited, primarily due to the lack of readily exploitable technologies. More than 33 million tonnes of BSG is generated worldwide every year. In the EU, this is close to 10 million tonnes, which equates to almost 10Prozent of the EUs annual food and drink industry waste production. Large portions of these materials are disposed by means of anaerobic digestion and composting, incineration or landfilling, the latter becoming increasingly restricted by the EU regulations in order to reduce its intrinsic environmental (i.e. greenhouse gas emission) and health hazards (Landfill Directive, 1999/31/EC, and other related EU Legislation). Eco-efficient management of organic waste is a worldwide growing issue. The groundwork for enzymatic fractionation of BSG has been already carried out in the EU project REPRO ('Reducing Food Processing Waste'). The present project is part of the European ECO-INNOVERA research program IPTOSS. The following institutions/organisations are partners in the consortium engaged in this program Aims: 1 Aim of the project The aim of the project is to develop a concept based on suitable fractionation by which the biochemical content of the material flow is better utilized for the production of new, valuable molecules. In close cooperation with the industry the sustainability of the innovation is shown and brought to the market. 2 Aims for this project of FHNW and Bionactis The aim is to develop and apply a new biocatalytic nanomaterialbased process for the value-adding depolymerization of lignocellulosic fraction of Brewers spent grain (BSG).
Das Projekt "Teilprojekt 4^Chemische Prozesse - Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose mit Hilfe neuartiger ionischer Flüssigkeiten^Teilprojekt 5, Teilprojekt 3" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: J. Rettenmaier & Söhne GmbH & Co. KG.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 "Chemische Prozesse - Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose mit Hilfe neuartiger ionischer Flüssigkeiten^Teilprojekt 5, Teilprojekt 4" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayer Technology Services GmbH.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 "Teilprojekt 3^Chemische Prozesse - Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose mit Hilfe neuartiger ionischer Flüssigkeiten^Teilprojekt 2^Teilprojekt 4^Teilprojekt 5, Teilprojekt 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Aalen, Studiengang Chemie, Schwerpunkt Organische Chemie.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 "Teilvorhaben 6^Teilvorhaben 5^Teilvorhaben 2^Teilvorhaben 4^BiogasEnzyme: Untersuchungen und Bewertung zum Einsatz von Enzymen in Biogasanlagen auf deren Wirksamkeit und deren Wirkungsweise sowie zur Veränderung des Verfahrensablaufs im Labor-, Technikum- und Praxisanlagen-Maßstab, Teilvorhaben 3" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Archea Service GmbH.Vorprojekten nachgewiesene Wirkung von Enzymen konkretisiert und auf kontinuierlich arbeitende Anlagen in verschiedenen Maßstäben (Labor-, Technikum- und Praxisanlage) übertragen werden kann. Weiterhin soll anhand der Daten aus Praxisanlagen eine umfassende Bewertung durchgeführt werden. Neben der Untersuchung der Enzymwirkung im Labormaßstab soll auch die Wirkung in Praxisbiogasanlagen nachgewiesen werden. Als Zwischenschritt finden Versuche im Technikumsmaßstab statt. Es ist geplant, Untersuchungen zum geeigneten Zugabeort der Enzyme in den Prozessstufen zu identifizieren, die Wirkung auf den Biogasertrag und auf die Veränderung der Viskosität durchzuführen. Anhand der gewonnenen Daten ist eine umfassende Bewertung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses, der Stoff- und Energieflüsse und des Verfahrens vorgesehen. Der Einsatz von Enzymen soll den Aufschluss von Zellulose und Hemizellulose und weiterer Verbindungen verbessern. Dies führt zu einer Steigerung der Biogasausbeute. Die Veränderung in den Struktursubstanzen führt außerdem zu einer Verringerung der Viskosität und somit des Eigenenergiebedarfs der Anlage. Insgesamt kann erwartet werden, dass durch die erfolgreiche Umsetzung des Projekts die Effizienz in der Biogastechnologie gesteigert wird.
Das Projekt "Teilvorhaben 6^Teilvorhaben 3^Teilvorhaben 2^Teilvorhaben 5^Teilvorhaben 4^BiogasEnzyme: Untersuchungen und Bewertung zum Einsatz von Enzymen in Biogasanlagen auf deren Wirksamkeit und deren Wirkungsweise sowie zur Veränderung des Verfahrensablaufs im Labor-, Technikum- und Praxisanlagen-Maßstab, Teilvorhaben 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V..In dem hier beantragten Verbundprojekt soll untersucht werden, ob die in Vorprojekten nachgewiesene Wirkung von Enzymen konkretisiert und auf kontinuierlich arbeitende Anlagen in verschiedenen Maßstäben (Labor-, Technikum- und Praxisanlage) übertragen werden kann. Weiterhin soll anhand der Daten aus Praxisanlagen eine umfassende Bewertung durchgeführt werden. Neben der Untersuchung der Enzymwirkung im Labormaßstab soll auch die Wirkung in Praxisbiogasanlagen nachgewiesen werden. Als Zwischenschritt finden Versuche im Technikumsmaßstab statt. Es ist geplant, Untersuchungen zum geeigneten Zugabeort der Enzyme in den Prozessstufen zu identifizieren, die Wirkung auf den Biogasertrag und auf die Veränderung der Viskosität durchzuführen. Anhand der gewonnenen Daten ist eine umfassende Bewertung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses, der Stoff- und Energieflüsse und des Verfahrens vorgesehen. Der Einsatz von Enzymen soll den Aufschluss von Zellulose und Hemizellulose und weiterer Verbindungen verbessern. Dies führt zu einer Steigerung der Biogasausbeute. Die Veränderung in den Struktursubstanzen führt außerdem zu einer Verringerung der Viskosität und somit des Eigenenergiebedarfs der Anlage. Insgesamt kann erwartet werden, dass durch die erfolgreiche Umsetzung des Projekts die Effizienz in der Biogastechnologie gesteigert wird.
