Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Chrom (Cr) liegt in der wässrigen Phase als Cr(III) in kolloidaler oder suspendierter Form und gelöst als Cr(VI) vor. Cr(VI) wirkt auf den menschlichen Organismus kanzerogen. Studien zeigen, dass die Belastung von Grundwässern mit Cr(VI) ein flächendeckendes Problem in Deutschland und Weltweit darstellt. Die sich aus der beschriebenen Problematik ergebende Zielsetzung dieses Projektes ist die Produktentwicklung eines effizienten und kostengünstigen Filtermateriales zur selektiven Entfernung von Cr(ges) und Cr(VI), das Vorteile gegenüber den bestehenden Verfahren bietet. Dieses Material soll selektiv wirken, keine vorherigen Aufbereitungsschritte benötigen, das absorbierte Chromat nachhaltig immobilisieren und somit aus dem Wasserkreislauf entziehen und kompatibel mit der Entfernung von anderen Schadstoffen sein. Das entwickelte Filtermaterial soll im Laufe des Projektes an real mit Cr(VI) belasteten Grundwasserstandorten und industriellen Abwässern getestet werden. Die TU Berlin ist in vielen Arbeitspaketen von AquaChromSorb involviert. Im Labor werden neue Produkte in kleinen Mengen entwickelt und umfangreichen Tests unterzogen. Die Optimierung der Materialien erfolgt iterativ in Abhängigkeit der Versuchsergebnisse. Zusätzlich werden Kleinfiltertests mit künstlichen und realen Wässern durchgeführt. Vor der Produktion größerer Chargen für den Einsatz in Pilotfiltern wird das neu entwickelte Filtermaterial umfangreich mineralogisch und petrologisch charakterisiert. Die Pilotversuche werden zudem durch parallele Laborversuche begleitet. Die Ergebnisse werden mit Modellansätzen ergänzt bzw. verglichen. Schließlich wird die Machbarkeit und Effizienz bewertet. Begleitet werden die Untersuchungen durch Diskussionen, Vorträge und Veröffentlichungen.
Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Südzucker AG durchgeführt. In Phase 2 sollen die in Phase 1 entwickelten Bioprozesskonzepte optimiert werden, sodass das CO2 aus den Bioethanolanlagen der CropEnergies AG auch im größeren Maßstab als Grundstoff für die Synthese von Bausteinen für sog. Biopolymere, genutzt werden kann. Die benötigte Energie wird in Form von Wasserstoff, elektrischem Strom oder Licht bereitgestellt. Das 1. Jahr von Phase 2 (Phase 2A) soll als zusätzlicher Forschungszeitraum dienen und die Entwicklung der Bioprozesskonzepte aus Phase 1 vorantreiben. Die 6 parallelen Handlungsstränge werden dann nach Phase 2A reduziert, sodass im 2. und 3. Jahr (Phase 2B) maximal 2 Prozesskonzepte weiterverfolgt werden. Innerhalb des H2-getriebenen Konzepts soll das 2-Organismen-Konzept (basierend auf A.woodii und S.cerevisae) durch die Südzucker AG prozesstechnisch (Fermentationsprozess Succinatproduktion) optimiert werden. Sie wird hierbei von der BRAIN AG unterstützt. Hierfür ist es notwendig die maximalen Substrataufnahme-, Produktbildungs- und Produktausscheideraten der mikrobiologischen Systeme anhand optimierter Analyseverfahren zu ermitteln und ggf. mit prozesstechnischen Betriebsweisen, unterschiedlichen Fermentationstechnologien und gentechnischen Methoden zu verbessern, um einen robusten, skalierbaren Succinatprozess zu etablieren. Erweist sich das 2-Organismen-Konzept am Ende von Phase 2A hinsichtlich Skalierbarkeit und Effizienz als ungeeignet, wird der Schwerpunkt in Phase 2B auf die Etablierung eines 1-Organismen-Konzepts (direkte Verstoffwechselung CO2 in Succinat) verlegt. Sobald die vielversprechendsten Konzepte feststehen, werden die Arbeiten für die Produktaufarbeitung (DSP) beginnen. Die Herstellung von Kleinmengen soll möglich sein, um die Anwendung für Biokunst- und Bioverbundwerkstoffe zu bewerten. Für die Ausarbeitung eines Verfahrenskonzepts für eine Anlage im Technikumsmaßstab soll im fortgeschrittenen Projektverlauf ein Engineering-Partner beauftragt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PlasmaTreat GmbH durchgeführt. Die Plasmabehandlung zur Hygienisierung bzw. zum Schutze von Saatgut ist eine potentiell interessante und neuartige Alternative zur herkömmlichen Beizmethode. Die Plasmabehandlung (Niederdruckplasma) wird bereits in der Medizin erfolgreich zur Sterilisierung von temperaturempfindlichen Materialien, wie zum Beispiel der Sterilisation von Endoskopen, eingesetzt. Die Röber Institut GmbH und die Plasmatreat GmbH wollen in einem gemeinsamen Projekt eine Saatgutbehandlungsanlage entwickeln, welche ohne Chemie, nur mittels erzeugten Plasmas, arbeitet. Ziel des Projektes ist es, eine Plasmabehandlungsanlage zur Befreiung des Saatgutes vor pathogenen Befall zu entwickeln, welche das Saatgut ohne den Einsatz von Chemie hygienisiert und entkeimt und somit deutliche Vorteile für den Anwender, den Verbraucher und die Umwelt bieten soll. Das Vorhaben der Hygienisierung von Saatgut soll in drei Schritten erfolgen. Zunächst soll ein Labormuster für Kleinmengen zu behandelnden Saatgutes aufgebaut und untersucht werden. An diesem können grundlegende Parameter variiert und getestet werden. Die Skalierbarkeit wird anschließend an einem Funktionsmuster für mittlere Mengen unterschiedlichen Saatguts untersucht. In einem letzten Schritt wird ein Demonstrator aufgebaut, der auch zur Erzeugung von plasmabehandeltem Saatgut für die anschließenden Feldversuche als Praxisnachweis genutzt wird. Darüber hinaus soll getestet werden, ob die Plasmabehandlung als Vorbehandlung von Saatgut mit anschließender chemischer Behandlung wesentliche Vorteile zur reinen Plasmabehandlung oder zur reinen chemischen Behandlung bietet. Schwerpunkt der Arbeiten von Plasmatreat im Rahmen des Projektes wird in der Auswahl geeigneter Plasmaquellen, deren Optimierung bzgl. Geometrie und Prozessgasen liegen, um die bestmögliche Reduktion der Pathogene bei kurzer Einwirkzeit zu erreichen und große homogene Behandlungsflächen zu ermöglichen. Begleitend werden mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt.
Das Projekt "Establishment and exploration of a gas ion source for micro-scale radiocarbon dating of glaciers and groundwater" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Recent progress in the operation of CO2 gas ion sources for accelerator mass spectrometer (AMS) 14C analysis on microgram-size samples opens a wide range of new applications in dating studies, e.g. for environmental and archeological applications. This proposal aims at implementing a gas ion source at the AMS system MICADAS at the Klaus-Tschira Laboratory of the Curt-Engelhorn-Zentrum für Archäometrie (CEZA) in Mannheim and to use this new capability for cutting-edge applications in environmental studies, namely the dating of small amounts of organic carbon contained in glacier ice and of specific organic compounds in ground water. Cold glaciers hold unique records on past climate and atmospheric composition. Mid-latitude ice cores furthermore enable reconstructions of recent ice chemistry changes, but cannot be dated by stratigraphic methods. For such ice bodies, only radiometric dating based on 14C analysis of organic matter contained in the ice matrix presently offers a reasonable dating potential in the late Holocene and beyond. The challenge of this approach lies in the very restricted availability of this matter, but the ability to analyse microgram samples of organic carbon from ice via a gas ion source should now enable reliable 14C dating of ice. Ground water constitutes an important water resource worldwide, especially in semi-arid regions, and in addition constitutes a useful climate archive. Dating of ground water by 14C in the dissolved inorganic carbon (DIC) is standard but problematic due to the complex carbonate geochemistry. Dating of ground water based on dissolved organic carbon (DOC) has been attempted with mixed success, but now the new analytical developments enable compound-specific 14C analyses of the various DOC components, offering the chance to identify compounds suitable for dating. This project is based on the extensive experience of the collaborating scientists in 14C analytics and applications as well as in the use of glacier ice and ground water as archives, including the development and application of 14C dating methods for these systems. It will establish 14C-measurements at the MICADAS AMS of the CEZA via a gas ion source on a routine base to analyse CO2-samples in the range of 5 to 40 microgram C at a precision down to 0,5 Prozent. By improving existing sample preparation techniques for glacier ice samples, reliable 14C values of the particulate and dissolved organic fractions from small (some 100 g) ice samples shall be obtained. This capability will be applied to constrain ages of cold, sedimentary glaciers as well as of small scale, cold Alpine congelation ice bodies. The project will further develop and test the tools required for micro-scale, compound-specific radiocarbon dating of ground water via its organic fraction. For this purpose, ground water samples from the Upper Rhine Graben area will be analysed, where extensive isotopic data, including DIC 14C values, are available for comparison.
Das Projekt "KMU-innovativ-22: BIOISOCIT - Biobasierte Herstellung von Isocitronensäure als chirale Plattformchemikalie für neue Life Science Produkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Nichtklassische Chemie e.V. an der Universität Leipzig durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Bioverfahrens zur Herstellung der natürlichen (2R, 3S)-Isocitronensäure (ICS) im technischen Maßstab. Es entspricht dem Schwerpunkt 'Nachwachsende Rohstoffe industriell nutzen' der nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030. ICS ist ein Naturstoff, der in jeder lebenden Zelle vorkommt. Bisher gibt es kein praktikables Verfahren für eine wirtschaftliche Isolierung oder Synthese von ICS. Für ISC wurden zahlreiche Anwendungen gefunden, die jedoch mangels Verfügbarkeit von ICS bisher nicht realisiert werden konnten. Dieses Hindernis wollen die Projektpartner durch einen ganzheitlichen Ansatz beseitigen. ICS kann als optimales Stabilisierungsmittel sowohl für Blutproben (Diagnostik) als auch für Blutkonserven (Therapie) verwendet werden. Weitere Nutzungsbereiche erschließen sich durch die zellschützende Wirkung von ICS mit der Folge erhöhter Stresstoleranz und Vitalität. So sind Anwendungen in 'life-style' Produkten (Nahrungsergänzung, Kosmetik, 'anti-aging') aussichtsreich. Zudem kann ICS als chirale Plattformchemikalie für die Synthese von naturstoffähnlichen Wirkstoffen dienen. Bisher ist ICS nur mit hohem Aufwand in kleinen Mengen herstellbar. Ein Zugang zur stereochemisch reinen Form ist die pflanzliche Extraktion, wobei 250 kg Blattmaterial allerdings nur ca. 15 g ICS ergeben. Chemisch-synthetische Zugänge resultieren nur in Isomeren-Mischungen. Mikrobiologische Ansätze ermöglichen die Herstellung von ICS im Gemisch mit weiteren Carbonsäuren. Hier ist allerdings der ICS-Anteil gering und eine wirtschaftliche Abtrennung nicht möglich. Dem Projektpartner UFZ gelang es bereits, den ICS-Anteil durch Zugabe von Inhibitoren auf knapp 75 Prozent zu steigern. CB fand einen Zugang zu ICS durch stereoselektive Reduktion eines Naturstoffs mit Bäckerhefe. Erste Ansätze für eine selektive Isolierung von ICS wurden durch Kombination von Adsorption/Desorption und Derivatisierung von den Partnern INC und UFZ entwickelt.
Das Projekt "KMU-innovativ-22: BIOISOCIT - Biobasierte Herstellung von Isocitronensäure als chirale Plattformchemikalie für neue Life Science Produkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ChiroBlock GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Bioverfahrens zur Herstellung der natürlichen (2R, 3S)-Isocitronensäure (ICS) im technischen Maßstab. Es entspricht dem Schwerpunkt 'Nachwachsende Rohstoffe industriell nutzen' der nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030. ICS ist ein Naturstoff, der in jeder lebenden Zelle vorkommt. Bisher gibt es kein praktikables Verfahren für eine wirtschaftliche Isolierung oder Synthese von ICS. Für ISC wurden zahlreiche Anwendungen gefunden, die jedoch mangels Verfügbarkeit von ICS bisher nicht realisiert werden konnten. Dieses Hindernis wollen die Projektpartner durch einen ganzheitlichen Ansatz beseitigen. ICS kann als optimales Stabilisierungsmittel sowohl für Blutproben (Diagnostik) als auch für Blutkonserven (Therapie) verwendet werden. Weitere Nutzungsbereiche erschließen sich durch die zellschützende Wirkung von ICS mit der Folge erhöhter Stresstoleranz und Vitalität. So sind Anwendungen in 'life-style' Produkten (Nahrungsergänzung, Kosmetik, 'anti-aging') aussichtsreich. Zudem kann ICS als chirale Plattformchemikalie für die Synthese von naturstoffähnlichen Wirkstoffen dienen. Bisher ist ICS nur mit hohem Aufwand in kleinen Mengen herstellbar. Ein Zugang zur stereochemisch reinen Form ist die pflanzliche Extraktion, wobei 250 kg Blattmaterial allerdings nur ca. 15 g ICS ergeben. Chemisch-synthetische Zugänge resultieren nur in Isomeren-Mischungen. Mikrobiologische Ansätze ermöglichen die Herstellung von ICS im Gemisch mit weiteren Carbonsäuren. Hier ist allerdings der ICS-Anteil gering und eine wirtschaftliche Abtrennung nicht möglich. Dem Projektpartner UFZ gelang es bereits, den ICS-Anteil durch Zugabe von Inhibitoren auf knapp 75 Prozent zu steigern. CB fand einen Zugang zu ICS durch stereoselektive Reduktion eines Naturstoffs mit Bäckerhefe. Erste Ansätze für eine selektive Isolierung von ICS wurden durch Kombination von Adsorption/Desorption und Derivatisierung von den Partnern INC und UFZ entwickelt.
Das Projekt "Digital Packaging Solutions (DPS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Packex GmbH durchgeführt. Die PackEx GmbH ist ein 100%iges Tochterunternehmen der August Faller GmbH & Co. KG, einer mittelständigen Unternehmensgruppe, die an vier Standorten in Deutschland und zwei weiteren Standorten in Dänemark und Polen Faltschachteln, Beipackzettel und Etiketten für pharmazeutische Produkte herstellt. Gegenwärtig zum Einsatz kommende Fertigungstechnologien bei der Herstellung von Faltschachteln sind aufgrund des hohen Einrichtungsaufwands der Maschinen mit langen Lieferzeiten und hohen Fixkosten verbunden. Sie sind ungeeignet für die zunehmend von den Kunden nachgefragte Verarbeitung kleiner Mengen und führen zu Überproduktionen und einem hohen Abfallanfall. Ziel des Vorhabens ist die Errichtung einer Anlage zur vollumfänglich digitalisierten Kleinserienfertigung von Faltschachteln am Produktionsstandort in Worms. Bestellungen sollen rein digital über eine webbasierte Softwarelösung des Unternehmens erfolgen. In automatisierten Auftragsverarbeitungsprozessen werden die Aufträge zusammengefasst, gemeinsam auf Sammelbögen gedruckt und gestanzt. Für den Druck werden das Offsetdruckverfahren und das im Faltschachteldruck noch nicht weit verbreitete Digitaldruckverfahren eingesetzt - mit jeweils erstmaliger marktreifer Anwendung des 7-Farbdruck-Systems. Das Schneiden und Rillen der Kartonbögen erfolgt mit Hilfe von Lasertechnologie. Daneben kommt eine innovative Weiterentwicklung des konventionellen Stanzens, die größenvariable Stanzformen ermöglicht, zum Einsatz. Auch der Klebeprozess und die Qualitätskontrolle via High-Speed-Kamerasystem werden digital gesteuert. Für den Versand der Kleinmengen werden auftrags-individuell passende Umkartons hergestellt, sodass eine Auslieferung per Paketdienst - anstelle der sonst üblichen Lieferung per Spedition auf Europaletten - möglich ist. Durch die zusammengefasste Verarbeitung verschiedener Kundenaufträge und den Einsatz der innovativen Fertigungstechnologien lassen sich kleine Auflagen von Faltschachteln erheblich ressourceneffizienter als mit herkömmlichen Verfahren produzieren. So kann der Rohmaterialeinsatz im Durchschnitt um rund 87 Prozent gesenkt werden. Bei voller Auslastung der geförderten Produktionskapazität von jährlich 25 Mio. Faltschachteln ergeben sich dadurch CO2-Einsparungen in Höhe von 465 Tonnen. Gleichzeitig führt der flexible Fertigungsprozess zur Vermeidung von Überproduktionen und zu ca. 500 Tonnen weniger Abfall im Jahr.
Das Projekt "Entwicklung eines umweltfreundlichen Verfahrens zur Herstellung sauerstoffreichen Wassers für KMU im Land Bremen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Das Institut für Umweltverfahrenstechnik arbeitet an der Entwicklung eines Verfahrens, durch welches gewöhnliches Leitungswasser unter erhöhtem Druck mit gelöstem Sauerstoff angereichert werden kann. Sauerstoffreiches Wasser wird für eine Reihe von chemischen und biotechnologischen Produktionsprozessen sowie zur Desinfektion, Hygienisierung und zum Schadstoffabbau in Wässern, Abwässern und Schlämmen genutzt. Das IUV-Verfahren zeichnet sich durch ein besonderes Oxidationspotential von bis zu 2000 mg/l gelöstem Sauerstoff aus, ist umweltfreundlich und kostengünstig. Trotzdem hat es noch keine Marktreife erlangt, da bisher nur im Versuchsmaßstab mit sehr kleinen Mengen gearbeitet werden konnte. Im Rahmen des Projektes sollen die Voraussetzungen für eine systematische vorwettbewerbliche Untersuchung möglicher Anwendungsgebiete mit Demonstrationscharakter geschaffen werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. 1. Latente Initiatoren für die Homopolymerisation von Epoxidharzen. Verfahren zur Epoxidierung von Propen in flüssigen Guanidiniumsalzen. Heterocyclische Katalysatoren für Epoxidierungsreaktionen. 2. Guanidiniumsalze werden als Initiatoren erprobt. Oxidationsstabile Guanidiniumstrukturen enthaltende Isochinoline werden synthetisiert und als Katalysatoren - gegebenenfalls als Solvens - erprobt. 3. Die Verfahren bzw. die neuen Katalysatoren werden patentiert. Die Patente werden in Lizenz vergeben bzw. verkauft. Die Katalysatoren werden in Kleinmengen synthetisiert und über den Chemikalienhandel in den Verkehr gebracht. Großmengen werden von den industriellen Partnern hergestellt und vertrieben.
Das Projekt "Bodenkundliche Parameter von Brutröhren an Uferböschungen (BRUTRÖHREN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Anlass und Zielsetzung des Projektes Die Regulierung und Begradigung der meisten Gewässer hat dazu geführt, dass der Bestand an Vögeln, die auf Brutröhren angewiesen sind, stark zurückgegangen ist. Durch Ersatzbiotope wie z.B. Auskiesungen kann dieser Rückgang zum Teil aufgehalten werden. Weiterhin sind künstliche Brutröhren auf dem Markt, die mit mehr oder weniger gutem Erfolg eingesetzt werden. Zu den zu schützenden Zielarten gehören im Wesentlichen der Eisvogel, die Uferschwalben und in letzter Zeit auch der Bienenfresser. Alle genannten Vögel sind von den entsprechenden Standorten aber auch von bestimmten Materialien zur Anlage der Brutröhren völlig abhängig. Es ist bekannt, dass z.B. der Eisvogel nur Böden nimmt, die wenig durchwurzelt, nicht zu bindig und nicht felsig sind. Es kann also angenommen werden, dass angesprochene Vögel bestimmte Materialvorlieben haben, die durch bodenkundliche und bodenmechanische Untersuchungen eingrenzbar sind. Zu den wichtigsten Bodenparametern gehört ohne Zweifel die Korngrößenverteilung des Bodens. Diese kann durch standardisierte und relativ einfach durchzuführende Sieb- und Schlämmanalysen nach DIN 18123 festgestellt werden. Anhand von Ergebnissen dieser und anderer Versuche, die an sich für bautechnische Zwecke vorgesehen sind, lassen sich Böden auch klassifizieren in Hinblick auf ihre Eignung zur Anlage von Brutröhren. Durch entsprechende Qualitätsnormen können zum einen bestimmte Bereiche von Gewässern für den Vogelschutz priorisiert werden. Zum anderen lassen sich Ersatzbiotope und -maßnahmen leichter einrichten bzw. steuern. Das geeignete Material lässt sich durch Beprobung 'erfolgreicher' Standorte in kleinen Mengen nach der Brutzeit relativ leicht gewinnen. Aus diesen Proben werden Kornverteilungslinien generiert, die die Grundlage einer weiteren Beurteilung sein werden. Neben der reinen Beurteilung ist es auf Basis von idealen Korngrößenverteilungen ebenfalls möglich, entsprechende Böden künstlich zu mischen, um sie in Ersatzbiotopen oder Niströhren einzusetzen. Das Ziel des Vorhabens ist eine Entscheidungshilfe für die Förderung von Vögeln, die auf Brutröhren angewiesen sind. Weiterhin werden Handlungsanweisungen so erarbeitet, dass der Bau von Brutröhren z. B. durch biologische Stationen realisiert werden kann. Die Arbeiten beziehen sich im Wesentlichen auf den Eisvogel. Zielgruppe für die Ergebnisse sind alle Entscheidungsträger, die sich mit dem Schutz von Eisvögeln und den entsprechenden Gebieten beschäftigen (Landschafts- und Umweltbehörden, Biologische Stationen usw.).
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