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Holi colours contain PM10 and can induce pro-inflammatory responses

Background<BR>At Holi festivals, originally celebrated in India but more recently all over the world, people throw coloured powder (Holi powder, Holi colour, Gulal powder) at each other. Adverse health effects, i.e. skin and ocular irritations as well as respiratory problems may be the consequences. The aim of this study was to uncover some of the underlying mechanisms.<BR>Methods<BR>We analysed four different Holi colours regarding particle size using an Electric field cell counting system. In addition, we incubated native human cells with different Holi colours and determined their potential to induce a pro-inflammatory response by quantifying the resulting cytokine production by means of ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) and the resulting leukocyte oxidative burst by flow cytometric analysis. Moreover, we performed the XTT (2,3-Bis-(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide) and Propidium iodide cytotoxicity tests and we measured the endotoxin content of the Holi colour samples by means of the Limulus Amebocyte Lysate test (LAL test).<BR>Results<BR>We show here that all tested Holi colours consist to more than 40 % of particles with an aerodynamic diameter smaller than 10 ìm, so called PM10 particles (PM, particulate matter). Two of the analysed Holi powders contained even more than 75 % of PM10 particles.<BR>Furthermore we demonstrate in cell culture experiments that Holi colours can induce the production of the pro-inflammatory cytokines TNF-á(Tumor necrosis factor-á), IL-6 (Interleukine-6) and IL-1â(Interleukine-1â). Three out of the four analysed colours induced a significantly higher cytokine response in human PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear Cells) and whole blood than corn starch, which is often used as carrier substance for Holi colours. Moreover we show that corn starch and two Holi colours contain endotoxin and that certain Holi colours display concentration dependent cytotoxic effects in higher concentration. Furthermore we reveal that in principle Holi colours and corn starch are able to generate an oxidative burst in human granulocytes and monocytes. In Holi colour 1 we detected a fungal contamination.<BR>Conclusions<BR>Some of the observed unwanted health effects of Holi colours might be explained by the high content of PM10 particles in conjunction with the possible induction of a pro-inflammatory response and an oxidative leukocyte burst.<BR>Quelle: http://occup-med.biomedcentral.com

Biomasse nicht gleich „verfeuern“

Biomasse nicht gleich „verfeuern“ Allzu häufig wird Biomasse wie Holz, Maisstärke oder Pflanzenöl für Biosprit oder zur Energiegewinnung genutzt. Momentan wird die energetische Nutzung durch rechtliche und steuerliche Rahmenbedingungen sowie Fördergelder bevorzugt. Dies gilt es zu ändern. Besser ist die Ökobilanz, wenn ⁠ Biomasse ⁠ zuerst zu Produkten verarbeitet und erst später, möglichst nach einer Mehrfachnutzung, energetisch genutzt wird. Das zeigt eine Studie im Auftrag des ⁠ UBA ⁠. So sollte z. B. Holz nicht direkt zu Pellets verarbeitet und verbrannt, sondern erst als Bauholz oder in der Holzwerkstoffindustrie genutzt werden. Die ausgedienten Holzprodukte können anschließend zur Strom- oder Wärmeerzeugung verwendet werden. Eine solche Mehrfachnutzung kann die fünf- bis zehnfache Bruttowertschöpfung und ebensolche Beschäftigungseffekte schaffen.

Herstellung von Maisstärke

Refers to typical maize starch production in Germany. This technology includes the following manufacturing steps: mechanical separation of impurities; soaking of the maize grains for about 40 hours in 50 °C warm process water; milling of the soaked maize and separation of the germ. The germ is dried and pressed into corn oil; mechanical separation of starch from other components; mechanical desiccation and thermal drying of the extracted starch to obtain a final product with a maximum water content of 14% by weight; evaporation of the process water to obtain the by-products of maize such as gluten and maize-gluten feed. References Würdinger E., Roth U., Wegener A. & Peche R. (2003) Kunststoffe aus Nachwachsenden Rohstoffen: Vergleichende Ökobilanz für Loose-fill-Packmittel aus Stärke bzw. aus Polystyrol". Final report. BIfA, IFEU, Flo-Pak (eds.), Projektförderung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt; Augsburg, März 2003, 514 p.

Teilvorhaben 1: Anwendungsuntersuchungen, Koordinierung

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Anwendungsuntersuchungen, Koordinierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Loick Biowertstoff GmbH durchgeführt. Entwicklung und Herstellung eines druckfesten geschäumten Verpackungsmaterials aus überwiegend agrarischen Reststoffen (Maisspindeln) und weiteren lignocellulosehaltigen Rohstoffen (z. B. Holz). Die Schaumkörper sind hinsichtlich einer Verwendung als Verpackungsmaterial praxisnah zu testen. Das Verfahren und das Material ist einer Life-Cycle-Analyse zu unterziehen. Phase 1: Vorzerkleinerung und Intensivmahlung der Maisspindeln mit und ohne variable Maiskörneranteile als Stärkelieferant. Phase 2: Variation des Holzfaserstoffanteils (Refinerfasern) bei der Intensivmahlung entsprechend Phase 1. Phase 3: Chemische Charakterisierung der Suspension insbesondere der wasserlöslichen Komponenten aus den Lignocellulosen in Abhängigkeit der Desintegrationsvariablen Phase 4: Erprobung der Schäumbarkeit durch Einleiten eines Gases oder Verwendung von Treibmitteln sowie gezielte Herstellung von Schaumkörpern mit unterschiedlichen Porenstrukturen und Rohdichten Phase 5: Untersuchung der Abhängigkeit des Trocknungsprozesses sowie der thermischen Erhärtung von den Desintegrationsvariablen, den Schäumungsprozessen und den Komponentenanteilen Phase 6: Aufbau einer diskontinuierlichen Technikumsanlage zur Herstellung großformatiger Schaumkörper Phase 7: Herstellung von Schaumkörpern mittels der Technikumsanlage nach besonders erfolgversprechenden Verfahren und ausgewählter Komponentenzusammensetzung Phase 8: Charakterisierung der hergestellten Schaumkörper mittels chemischer und physikalischer Analysemethoden Phase 9: Analyse und Berechnung der Prozesskosten einschließlich der Beschaffungskosten für die Rohstoffe sowie die Entwicklung eines Logistikkonzeptes Phase 10: Anwendungsuntersuchungen und Auswertung Phase 11: Lebenszyklusanalyse der Schaumkörper.

Neue Hydrogelstrukturen für Wet-End-Stärken

Das Projekt "Neue Hydrogelstrukturen für Wet-End-Stärken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung einer neuen Generation von Wet-End-Stärken für belastete Wasserkreisläufe durch die Synthese von Stärkederivatstrukturen mit Hydrogelcharakter. Bei den Produkten wird die Wirkung von Lösungsstrukturen unter Einbeziehung von Ladungen mit den Vorteilen von partikulären Strukturen kombiniert, so dass in der Wechselwirkung mit dem Faservlies ein synergistischer Effekt erwartet werden kann. Innovativ sind die neuen Wirkstrukturen der Derivate und in ihre technologische Umsetzung. Durch zielgerichtete physikalische, chemische und enzymatische Modifizierung der Polysaccharide werden Produkte mit hoher Retention und gutem Entwässerungsverhalten der Faserstoffsuspension angestrebt. Die Arbeitsplanung erfolgt anhand von Arbeitspaketen (AP). Marktübliche Wet-End-Produkte werden als Referenz untersucht (AP1). Die Rohstoffauswahl für neue Derivate (AP2) orientiert auf Maisstärke (Preis). Neue Wet-End-Produkte mit Hydrogelcharakter und oberflächlicher Ladung werden erzeugt und charakterisiert (AP3). Der Test der neuen Produkte anhand von Laborblattbildung mit Bestimmung der Wet-End-Parameter und Festigkeit ist Inhalt von AP4. Bei AP3 und AP4 erfolgt eine iterative Vorgehensweise bezüglich Derivatisierung und Eignungstestung. AP5 beinhaltet die Entwicklung einer Aufschluss- und Einmischtechnologie für neue Produkte. Erfolgversprechende Produkte werden auf der Technikumspapiermaschine getestet (AP6) und basierend hierauf erfolgen Praxisversuche (AP7).

Enhanced direct fermentative production of chemicals from forestry residues in a membrane biofilm reactor by enzymatic in-situ lignin modification

Das Projekt "Enhanced direct fermentative production of chemicals from forestry residues in a membrane biofilm reactor by enzymatic in-situ lignin modification" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. One-stage fermentation of wood into ethanol in a membrane biofilm reactor This project focuses on procedural improvements for the production of bio-ethanol from wood, which serves as an alternative to fossil fuels and emits only very small amounts of the environmentally harmful CO2. With the help of a special reactor and suitable microorganisms, several process steps that were separate until now will be integrated and the production of ethanol out of wood simplified. Background The use of bio-ethanol as fuel reduces the emission of greenhouse gases such as CO2. Bio-ethanol has so far mainly been produced from sugar cane and corn starch and has therefore competed with the production of food and fodder. Although difficult in technical terms, ethanol can also be produced from lignocellulose, e.g. wood. In the current biotechnological procedure, the biomass is initially thermochemically treated. In the next step, the enzymes split the cellulose into monosaccharides, which is then fermented into ethanol by microorganisms. This process needs to be strongly simplified and made more cost-efficient, however, before it can be used commercially. Aim The research work focuses on a simplified, integrated process for producing ethanol from pre-treated lignocellulose. In a multi-species biofilm membrane reactor (MBM reactor), the enzymes are produced, the hemicelluloses and cellulose saccharified, the resultant monosaccharides fermented and the ethanol ultimately separated. It is, however, difficult to transform lignin-rich wood into ethanol biotechnologically. For this reason, the researchers are expanding the microbial consortium used with lignin-degrading fungi strains to see whether the yield and reaction rate can thereby be improved and the energy consumption at the pre-treatment stage reduced. Significance Climate policy and resource economy offer good reasons for increasing the share of renewable fuels made from lignocellulose. The simple MBM procedure has the potential to produce ethanol sustainably, efficiently and decentrally in a forested or agricultural environment with short transport routes for the required biomass.

Einstufige Fermentation von Holz zu Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor - Verbesserte direkt fermentative Produktion von Chemikalien aus Forstabfällen in einem Membran-Biofilm-Reaktor durch enzymatische in-situ Lignin Veränderung

Das Projekt "Einstufige Fermentation von Holz zu Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor - Verbesserte direkt fermentative Produktion von Chemikalien aus Forstabfällen in einem Membran-Biofilm-Reaktor durch enzymatische in-situ Lignin Veränderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften durchgeführt. Bis heute wird Bioethanol meist aus Zuckerrohr oder Maisstärke hergestellt und steht somit in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion. Ethanol kann aber auch aus Lignocellulose wie Holz gewonnen werden. Die Forschungsarbeiten bauen auf ein vereinfachtes, integriertes Verfahren zur Gewinnung von Ethanol aus vorbehandeltem Holz auf. In einem Multispezies-Biofilm-Membran-Reaktor (MBM-Reaktor) werden die notwendigen Enzyme hergestellt, die Hemicellulose und die Cellulose verzuckert, die resultierenden Einfachzucker fermentiert und das Ethanol schliesslich abgetrennt. Um im Vorbehandlungsschritt Energie einzusparen wird zusätzlich ein Lignin abbauender Pilz eingesetzt. Projektziel: Das Ziel ist die energiesparende biotechnologische Umwandlung von Lignin reichem Holz in Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor, indem das mikrobielle Konsortium durch einen Lignin abbauenden Pilzstamm erweitert wird.

Use of scavengers in the pretreatment of lignocellulosic biomass for improved chemicals production

Das Projekt "Use of scavengers in the pretreatment of lignocellulosic biomass for improved chemicals production" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. Combined production of fuels and chemicals from wood This project examines an innovative approach for pre-treating wood in order to produce fuels and chemicals. In this approach, the researchers combine hot water treatment with so-called radical scavengers. Background Biofuels from wood have economic and ecological advantages as compared to fuels from corn starch and sugar cane (costs, availability, no conflict with food production). However, it is much more difficult to transform wood into biofuels. This is because the components of wood-cellulose, hemicelluloses and lignin-are strongly interwoven to protect the plant against external forces, in particular. In the production of biofuels, this impedes the enzymatic degradation of cellulose and lignocellulose into their respective sugars, which can subsequently be fermented to produce, for example, bio-ethanol. Therefore, it is necessary to pre-treat the wood in order to break up its structure and improve the enzymatic access. Aim One possible treatment of biomass would be to dissolve it in hot water, but this is hampered by cross-linking reactions of emerging lignin fragments. So-called 'radical scavengers' can stop these undesired reactions and make the wood much more soluble. This procedure is aimed at achieving, on the one hand, a cellulose fraction with improved enzymatic access and, on the other hand, a high-quality lignin fraction. The latter serves as a starting material for the production of aromatic chemicals. Significance The examined approach is aimed at producing fuels and aromatic chemicals which are today still gained from petrochemical resources. This opens up new avenues for gradually replacing fossil oil with biomass.

Breeding of maize and sunflower with improved quality for biogas production

Das Projekt "Breeding of maize and sunflower with improved quality for biogas production" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. In future biomass will play a major role in the overall energy mix. Because of this fact particularly the production of biomethane will be of main interest in Germany. The basis for utilization of biomass is the energy yield that can be achieved per unit area. In addition to a high dry matter yield the composition of the fermentation substrate is of fundamental importance for the digestion process and for obtaining a high economic efficiency of the biogas plant and accordingly a competitive price level on the market. The main objective of this project is to develop a basis for achieving more, in biogas plants convertible energy, per unit area. Therefore it is necessary to gain knowledge about the kinetic and genetic of fat accumulation in the oil plant sunflower and the starch plant maize. A second objective is to assess the option of breeding sunflowers with reduced whole plant ash and crude fiber contents and in this way to advance the plant quality. Due to the fact that actual formulas based on the substrate composition are not satisfying yet for estimating the methane yield of complex substrates, it is still necessary to use time consuming laboratory methods. For this reason correction factors for these formulas should be determined in this project.

Entwicklung eines neuartigen Transfer-Spritzgießverfahrens und einer Werkstoffrezeptur zur Herstellung stoßabsorbierender Strukturschaum-Formteile auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Das Projekt "Entwicklung eines neuartigen Transfer-Spritzgießverfahrens und einer Werkstoffrezeptur zur Herstellung stoßabsorbierender Strukturschaum-Formteile auf Basis nachwachsender Rohstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cornpack GmbH & Co. KG durchgeführt. Maisstärke ist ein nachwachsender Rohstoff. Er trägt somit positiv zur Kohlendioxidreduzierung bei, kann problemlos entsorgt werden und stärkt die landwirtschaftliche und mittelständische Wirtschaft. Bisher kann Maisstärke zu Loose-fill-Chips und flächigen Extrusionsprofilen verarbeitet werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen Transfer-Spritzgießtechnik zur Verarbeitung von Maisstärkerezepturen zu Strukturschaum-Formteilen für Verpackungsanwendungen. Bei Fraunhofer UMSICHT werden zunächst Untersuchungen zur Werkstoffrezeptur und zur Verfahrenstechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dienen der Vorbereitung und der nachfolgenden Durchführung von Versuchen auf den Fertigungsanlagen der Cornpack. Hauptentwicklungsziele sind die Werkstoffrezeptur, die Ausführung der Transfereinheit und die Werkzeugtechnik. Die Entwicklungsziele orientieren sich an den Marktanforderungen für Verpackungsformteile, die bisher meist aus dem erdölbasierten Polystyrol bestehen. Wie bereits bei den Loose-fill-Chips gelungen, sollen zunächst in ausgewählten Marktsegmenten die neuartigen Verpackungsformteile aus dem nachwachsenden Rohstoff Mais eingeführt und etabliert werden.

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