Messdaten zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt, in Lebens- und Futtermitteln
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Vom bio-basierten Rohstoff zum FVK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Die Automobilindustrie stellt in Deutschland und in Brasilien einen wichtigen Industriezweig dar, der sich den Herausforderungen des Klimawandels stellen muss. BestBioPLA hat daher zum Ziel, alternative Polymere zur Herstellung nachhaltiger naturfaserverstärkter Kunststoffe für den Automobilbereich zu entwickeln. Diese Leichtbauwerkstoffe sollen sich durch Beständigkeit im Laufe des Lebenszyklus auszeichnen und ein Recycling durch Bioabbaubarkeit ermöglichen. PLA und Pflanzenöle sollen die Basis für nachhaltige Polymere bilden. Dafür werden nachwachsende Rohstoffe aus den Zielregionen zum Einsatz kommen - Sisalfasern & Sojaöl aus Brasilien, Flachsfasern & Leinöl aus Europa. Neben ökonomischen Aspekten ist zu erwarten, dass die neuartigen FVKs den ökologischen Impact sowohl während der Produktion als auch bei der Entsorgung am Ende des Produktlebens reduzieren, was in einer höheren Akzeptanz dieser Werkstoffklasse im Markt und der Gesellschaft resultieren kann.
Das Projekt "Gewinnung von hochwertigen Lipiden aus Nachtkerzen- bzw. Leinöl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K.D.-Pharma GmbH durchgeführt. 1. Ziel des Projektes ist es, mit neuen Ansätzen ein kostengünstiges Verfahren zur Produktion hochwertiger und hochreiner Gamma- und Alpha-Linolensäuren auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln. Grundlage der Gewinnung dieser Omega-3 Fettsäuren bildet dabei der Anbau spezieller Sorten von Lein- bzw. Nachtkerzengewächsen. 2. Zu Beginn des Projektes steht die Auswahl von Saaten und Ölen. Ziel ist es dabei, im ersten Jahr sowohl Nachtkerzengewächse als auch Leinsaaten anzupflanzen, und im zweiten Jahr aufgrund der gewonnenen Erfahrungen und der weiteren Analysen möglichst optimales Saatgut einzusetzen. Nach der erfolgten Ernte und der Ölgewinnung durch Pressung und Filtration beginnt die Separation und Isolierung der hochwertigen Linolensäuren durch verschiedene Verfahrensschritte: 1. Umesterung zu Ethylester, 2. Harnstofffällung zur Abtrennung der gesättigten Fettsäuren, 3. Reinigung der Linolensäuren mittels neuartiger Separationsprozesse zu einem Reinheitsgrad von über 90 Prozent. 3.Mit Hilfe der neuen Separationsprozesse sollen hochreinen Omega-3 Fettsäuren von der K.D.Pharma hergestellt und als Nahrungsergänzungsmitten bzw. als pharmazeutische Grundsubstanz verkauft werden.
Das Projekt "Ionische Vernetzung von Fetten, Oelen und Ligninen (Oleolink)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Henkel KGaA durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, aus Pflanzenölen und Ligninen technisch und wirtschaftlich konkurrenzfähige Produkte herzustellen, die zum Kleben, Dichten und Beschichten eingesetzt werden können. Hintergrund hierfür ist die Tatsache, das carboxyl-terminierte Rohstoffe mit mehrwertigen Metallionen zu schwerlöslichen Salzen reagieren. Edukte mit mehreren Carboxylgruppen (funktionalisierte Öle oder Lignine) können auf diese Weise zu Polymeren bzw. Substanzen mit polymerähnlichem Verhalten verknüpft werden. Im Rahmen des Vorhabens erfolgt die Auswahl und Synthese verschiedener carboxyl-terminierter Oleochemikalien sowie die Auswahl geeigneter Metallsalze. Zur Herstellung der Oleopolymere werden die carboxyl-terminierten Oleochemikalien mit den Metallsalzen zu Oleopolymeren umgesetzt. Anschließend erfolgt deren Charakterisierung und Durchführung von anwendungstechnischen Tests. Den erhaltenen zweikomponenteigen Produkten eröffnen sich eine Reihe von Anwendungsfelder wie z.B. als Klebstoffe, Dichtmassen, Beschichtungen, Schmelzklebstoffe, und Haftklebstoffe.In der Anfangsphase des Projektes wurde die Synthese geeigneter fettchemischer carboxylterminierter Oleoderivate (z. B. Dimerfettsäuren, Umsetzungsprodukte von Fettsäuremethylestern und Fettsäureepoxiden mit ungesättigten Säureanhydriden, Diaminen, Polyolen oder Dicarbonsäuren) untersucht. Als Rohstoffbasis für die neu entwickelten Oleopolymere dienten Sonnenblumen-, Raps- und Leinöl. Die carboxylterminierten Oleoderivate wurden in der zweiten Phase des Projektes mit Metalloxiden (z. B. CaO, ZnO, MgO) zu Halatopolymeren umgesetzt. Dabei wurden die Einsatzverhältnisse der Reaktanden und die Reaktionstemperaturen variiert. Bei der Untersuchung der Eigenschaften der Halatopolymere zeigte sich, dass die physikalische Vernetzung zu Polymeren mit starkem kalten Fluss und geringer Kohäsion führte. Lediglich durch eine kovalente Vorvernetzung der Oleoderivate mit anschließender physikalischer Vernetzung konnte der kalte Fluss teilweise eingedämmt werden. Mit ausgewählten Halatopolymeren wurden in der dritten Projektphase anwendungstechnische Tests durchgeführt. Es ging in erster Linie um die Kompatibilität der Halatopolymere mit handelsüblichen Polymerdispersionen und bei entsprechender Verträglichkeit um Untersuchungen zur Haftung der so modifizierten Dispersionen. Die verträglichen Dispersionen zeigten im Test, dass die zugesetzten Halatopolymere nicht den gewünschten Beitrag bzgl. Verstärkung der Klebkraft liefern. Bei weiteren anwendungstechnischen Untersuchungen wurde versucht, die in Bodenbelagsklebstoffen eingesetzten Harzschmelzen durch Oleoderivate oder Halatopolymere zu ersetzen. Aber die ausgewählten Polymere reagierten mit den in den Klebern enthaltene Füllstoffen, so dass es zu einer starken und nicht akzeptablen Verringerung des Tacks und der Klebkraft kam. Somit sind die hergestellten Oleoderivate und Halatopolymere als Harzschmelzersatz für füllstoffhaltige Bodenbelagsklebstoffe nicht geeignet.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von vergilbungsarmen Leinöl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Leinöl zu entwickeln, das es ermöglicht, vergilbungsarmes Leinöl herzustellen. Auf der Grundlage des vergilbungsarmen Leinöls sind Rezepturen für Bindemittel zu entwickeln und daraus wiederum Rezepturen für neue vergilbungsarme Lacke und Farben.
Das Projekt "OekoMatBatt - Ökologisch und ökonomisch nachhaltige Materialien für die Kathoden- und Anodenbeschichtung in der Lithium-Ionen-Batterie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOBUM Oleochemicals GmbH durchgeführt. Nachhaltiges Bindemittel für die Kathode der Lithium-Ionen-Batterie Die Säurehärtung von Epoxydharzen ist in vielen Industrien Standard. Insbesondere in der Elektronikindustrie sind säurehärtende Epoxy-Systeme weit verbreitet. Das Epoxysystem der Hobum wird aus Leinöl und anderen heimischen Pflanzenölen hergestellt. Epoxidiertes Leinöl (ELO) wird von der Hobum seit vielen Jahren in die Lackindustrie verkauft. Der Säurehärter Admerginsäure (ADA) kann darüber hinaus auch in Polyester und Alkydharzen eingesetzt werden. Das Epoxysystem besteht damit zu ca. 91% aus nachwachsendem Kohlenstoff. Die Kombination von ELO und ADA bietet viele Vorteile gegenüber derzeit verwendeten Systemen. Mit ADA ist ein flüssiger Säurehärter erhältlich. Dies ist für die Handhabung in der Batteriefabrik von großem Vorteil, da das Produkt problemlos in Tanks gelagert und durch Rohrleitungen gepumpt werden kann. Das Gemisch aus Säurehärter und Epoxidharz kann bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen von bis zu ca. 70 Grad Celsius ohne zu gelieren verarbeitet werden. In den Projekten BeBatt und LeiKonBin haben ELO und ADA ihre grundlegende Eignung als Bindemittel in der Kathode einer Lithium-Ionen-Batterie gezeigt. Stand der Technik ist der Einsatz von PVDF (Polyvinylidenfluorid). PVDF ist ein Pulver, das unter Rühren über mehrere Stunden in NMP (N-Methylpyrrolidon) gelöst werden muss. Der Vorteil des alternativen Binders besteht darin, dass das toxische Lösungsmittel NMP durch ein nicht toxisches Lösungsmittel ersetzt werden kann. Aufgrund der flüssigen Natur beider Komponenten kann aber auch die Menge an Lösungsmittel in der Slurry-Bereitung des Kathodenmaterials verringert werden. Das hier vorgestellte Teilprojekt soll dazu beitragen die Nachhaltigkeit der LIB Produktion zu verbessern. Das Recyceln der gebrauchten Batterien wird dadurch leichter, der Einsatz von weniger, nicht toxischem Lösungsmittel, verbessert die arbeitsmedizinische Situation bei der Herstellung.
Das Projekt "Selbsttrocknende Öle auf Basis Nachwachsender Rohstoffe zum Schutz von Pflanzen gegenüber abiotischen und biotischen Schadfaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Pflanzliche Öle, wie die selbsttrocknenden Lein- und Tungöle, haben als Naturstoffe in der pflanzenbaulichen Praxis zur Erhaltung der Pflanzengesundheit ökologische Vorteile, da sie aufgrund ihrer guten biologischen Abbaubarkeit und geringen Toxizität die Umwelt nicht belasten. Im beantragten Projekt sollen die Wirksamkeit und die Wirkmechanismen von selbsttrocknenden Ölen auf Basis Nachwachsender Rohstoffe zum Schutz von Kulturpflanzen gegen biotische und abiotische Schadursachen untersucht werden. Die Untersuchungen zur Wirksamkeit gegenüber Pathogenen, Schädlingen und Stress erfolgen an ausgewählten Kulturpflanzen unter Praxisbedingungen im Gewächshaus und im Freiland. Die Bedeutung der Filmbildung und die Stabilität der erzeugten Spritzbeläge sollen näher beschrieben werden. Mittels nicht invasiver Messverfahren werden die zeitliche und räumliche Wirkung der Öle auf die Pflanze und Schadorganismus dargestellt. Das Projekt verfolgt das Ziel, ein innovatives und umweltfreundliches Pflanzenschutzverfahren auf Basis von selbsttrocknenden Pflanzenölen zu etablieren und über die Aufklärung der beteiligten Wirkmechanismen zu einem verbesserten Verständnis der zugrunde liegenden Prinzipien beizutragen.
Das Projekt "Technologieentwicklung und Anwendungserprobung von geeigneten Holzfestigungsmitteln nach der Entrestaurierung (Ölextraktion) von stark strukturgeschädigten Holz- und Kunstobjekten unter Berücksichtigung denkmalpflegerischer Kriterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Ingenieurwissenschaften, Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik durchgeführt. Kunst- und Kulturobjekte aus Holz wurden gegen Ende des 19. Jahrhunderts bis Mitte des 20. Jahrhunderts zum Schutz vor Schädlingsbefällen, aber auch zur Festigung bereits geschädigter Substanz mit den verschiedensten Mitteln und Verfahren, die selten offengelegt wurden, behandelt. Bereits im ausgehenden 19. Jahrhundert setzten sich Tränkungen mit heißen Leinölen durch. Im sächsischen Raum fand ein vom Vergolder Otto Puckelwartz (1876-1938) eigens zur Holzfestigung entwickeltes Gemisch, das sogenannte 'Puckelin', weite Verbreitung. Bald zeigten sich jedoch Nebenwirkungen wie starke Erweichung der Holzsubstanz, Abscheidungen dunkler Tröpfchen an der Oberfläche oder auch eine Verdunklung des Holzes. Nach über einem halben Jahrhundert führt nun die Erweichung des Holzes zu einer langsamen Zerstörung des Kunstwerkes von innen her. Manche dieser Objekte wurden durch die Tränkung mit Festigungsmitteln sehr schwer, so dass sie durch die gleichzeitige instabile Holzsubstanz durch Insektenfraß statisch beeinträchtigt sind. Ursache dieser Erweichung der Holzsubstanz sind die Hydrolyse und Oxidation des Leinöls unter Säurebildung. Die im Leinöl enthaltenen Triglyceride gesättigter Fettsäuren werden durch Bakterien sowie Klima- und Umwelteinflüsse gespalten. Anschließend findet ein Abbau der freigesetzten höheren Fettsäuren zu niederen Fettsäuren wie Buttersäure und Valeriensäure statt, die sich durch einen intensiven, an ranzige Butter erinnernden Geruch auszeichnen. Die gebildeten Substanzen zählen zur Gruppe der VOC's, welche in starkem Maße die Luft von Räumen beeinträchtigen, in denen sich mit leinölhaltigen Präparaten gefestigte Objekte befinden. Die in der Luft befindlichen niederen Fettsäuren und ihre Metaboliten können an empfindlichen Objekten mit Farbfassungen und Vergoldungen, an Bronze- und Messingobjekten sowie an Objekten aus oder mit Glas Korrosionsprozesse auslösen. Es ist zu erwarten, dass in zahlreichen Fällen die verwendeten Alt-Festigungsmittel auch mit toxischen Pestiziden zum vorbeugenden Schutz gegen Holz zerstörende Organismen versetzt worden sind. Durch die Pestizide wird die Raumluft ebenfalls erheblich belastet, woraus eine latente Gesundheits- und Umweltgefährdung resultiert. Nur wenn es gelingt, die schädigenden Substanzen aus dem Kunstgut zu entfernen, kann eine fortschreitende Zersetzung gestoppt werden und eine Stabilisierung mit unbedenklicheren Substanzen erfolgen. Zudem wird die Umwelt weniger belastet, sofern eine Reduzierung der eingebrachten Substanzen stattgefunden hat. Seit den 1980er Jahren gibt es Bestrebungen, die schädigenden Holzfestigungsmittel zu extrahieren und die verbleibende Holzsubstanz zu festigen. Erst mit der Entwicklung einer speziellen Anlage zur Extraktion dieser öligen Holzfestigungsmittel gelang die verfahrenstechnische Entölung. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung von helltönigen vergilbungsarmen Farben auf der Basis vergilbungsarmer Bindemittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bio Pin Processing GmbH durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Leinöl zu entwickeln, dass es ermöglicht vergilbungsarmes Leinöl herzustellen. Auf der Grundlage des vergilbungsarmen Leinöls sind Rezepturen für Bindemittel zu entwickeln und daraus wiederum Rezepturen für neue vergilbungsarme Lacke und Farben.
Das Projekt "Entwicklung hydrophober Lehmleichtbauplatten zum Bau von Lärmschutzwänden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Geiger und Schüle Bau durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel ist die Entwicklung von Schallschutzwänden aus Lehmleichtbaustoffen. Die Verwendung dieses Baustoffes scheint aus ökonomischen und ökologischen Gründen vorteilhaft zu sein, da Lehmplatten eine hohe Schalldämmung besitzen, leicht zu recyceln sind und nur geringe Herstellkosten bei geringem Energieaufwand verursachen. Allerdings sind Lehmleichtplatten bisher nur für den Innenausbau geeignet, da der getrocknete Lehm keinen Schutz gegen Feuchtigkeit bietet und mit zunehmender Feuchtigkeitsaufnahme erweicht. Deshalb soll zunächst im Rahmen eines Vorversuches eine geeignete Imprägnierung ermittelt und getestet werden, wobei die leichte Recyclingfähigkeit erhalten bleiben muss. In dieser Vorphase soll zunächst mittels einer Literaturrecherche nachgewiesen werden, dass geeignete Techniken zur Hydrophobierung existieren. Anschließend sollen Probeplatten mit verschiedenen Methoden hydrophobiert und Bewitterungstests unterzogen werden. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Durchgeführte Arbeitsschritte: AS 1 Literaturrecherche; AS 2 Herstellung von Probekörpern; AS 3 Beschichtungsversuche mit hydrophoben Mineralputzen unterschiedlicher Zusammensetzung; AS 4 Versuche zur Tiefenimprägnierung; AS 5 Beimischung hydrophobierender Zusätze; AS 6 Schlagregensimulation; AS 7 Schlagregensimulation unter Zusatz von Tausalz bei Tau-Frost-Wechsel; AS 8 Steinwurf-Resistenz; AS 9 Auswertung der Versuche. Die Versuche wurden in Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner Karphosit-GmbH und Prof. G. Minke, Kassel durchgeführt. Aus der abschließenden Bewertung der Ergebnisse soll die Entscheidung über die Zweckmäßigkeit einer anschließenden Entwicklungsphase abgeleitet werden. Fazit: Die Versuchsergebnisse ergaben, dass die Lehmplatten, hydrophobiert mit Anstrichen aus Wacker-Steinfestiger bzw. Leinöl, einer intensiven Beregnung von 72 Stunden ohne jede Erosionsanzeichen standhielten. Hydrophobierende Putze waren ebenfalls sehr beständig gegen Schlagregen, erwiesen sich jedoch aufgrund der geringen Haftung als weniger geeignet. Die Recyclingfähigkeit der Lehmplatten bleibt bei beiden Methoden erhalten. In der Entwicklungsphase sollte deshalb eine Kombination aus hydrophobierenden Putzen und hydrophobierten Lehmplatten eingesetzt werden, wobei die Oberfläche der Leichtlehmbauplatten aufgerauht werden müsste. Die Steinwurfresistenz wurde gemäß den einschlägigen Vorschriften geprüft. An den Auftreffstellen des Prüfhammers ergaben sich kleine Vertiefungen. Die Oberflächen außerhalb des Auftreffens der Prüfhammer wurden durch die Versuche nicht beeinträchtigt. Insbesondere traten keine Risse auf und es splitterte kein Material ab. Unter Berücksichtigung der Porengröße des verwendeten Lehms, der Trocknung und sofortigen Hydrophobierung der Leichtlehmbauplatten sind diese als frostbeständig anzusehen. Hinsichtlich der UV-Beständigkeit ergaben sich keine Hinweise auf Veränderungen. ...