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Teilprojekt H

Das Projekt "Teilprojekt H" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PHP Fibers GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

Teilprojekt G

Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Trevira GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

IBÖ-08: W2RU - Entwicklung einer Waste to Resource Unit

Das Projekt "IBÖ-08: W2RU - Entwicklung einer Waste to Resource Unit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung e.V. durchgeführt. Das zu entwickelnde innovative Produkt ist ein modulares Verfahren zur Umwandlung von Lebensmittelabfällen mittels heterotropher Mikroalge zu proteinreicher Biomasse sowie zur Extraktion hochwertiger Chemikalien. Das kompakte und vollautomatisierte Verfahren in Kontainerbauweise soll dezentral zur stofflichen Verwertung von Lebensmittelabfällen im urbanen und ländlichen Raum angewendet werden. Durch wissensbasierte Nutzung und Neukombination von biologischen und technischen Methoden soll eine Anlage mit folgenden Komponenten entwickelt werden: Für die Zerkleinerung der Biomasse soll ein robustes und energieeffizientes Kugelmühlensystem genutzt werden, dass sich bei der Aufarbeitung von pflanzlichem Material bewährt hat. Zur Extraktion von wertvollen Chemikalien, sollen feste Adsorber (z.B. pelletierte oder granulierte Aktivkohle) die wertvollen Stoffe binden. Beladene Adsorber werden entnommen und Einzelstoffe, wie Vitamine, Pigmente, Aromastoffe, Antioxidantien, Polymere und Öle abgetrennt und direkt vermarktet. Die regenerierten Adsorber können erneut eingesetzt werden. Die Rückstände nach der Extraktion werden mit Enzymen, die Proteine, Stärke und Cellulose spalten, verflüssigt und Zucker- sowie Aminosäure-Monomere freigesetzt. Nach Abtrennung des flüssigen Überstandes durch Zentrifugation und thermischer Hygienisierung wird dieser als Nährstoffquelle der Mikroalge Galdieria sulpuraria bereitgestellt. Die Mikroalge nutzt die produzierte Zucker-Aminosäurelösung zum Wachsen und Bilden einer proteinreichen Biomasse, die im Anschluss für die Herstellung einer breiten Palette von Produkten in der Lebens- oder Futtermittelindustrie sowie Chemie genutzt werden kann. Jegliches nicht verwertbares organisches Material kann entsprechend einer kaskadischen Nutzung energetisch genutzt werden. Somit werden mittels der Waste-to-ResourceUnit neben Proteinen und Chemikalien auch Energie bereitgestellt.

Teilvorhaben 2: Scale-up der Synthesen

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Scale-up der Synthesen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Worlèe-Chemie G.m.b.H., Werk Lauenburg durchgeführt. Worlée Chemie wird in diesem Teilprojekt Polyester und Polyether auf Lignin-Basis entwickeln, die als alternatives Druckfarbenbindemittel für den Rollen-Offsetdruck verwendet werden können. Dabei soll ein hoher Anteil an nachwachsenden Rohstoffen in die Polymere eingebaut werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten von Worlée Chemie wird in Rahmen dieses Projekts auf der Synthese Lignin-basierter Polyester liegen. Als Ligninquelle soll nur kommerziell erhältliches Kraft- oder Soda-Lignin verwendet werden, da diese Lignin-Arten als industrielles Nebenprodukt anfallen auch wirtschaftlich von Interesse sind. Weiterhin wird Worlée Chemie auch das Fraunhofer WKI bei der Synthese der Lignin-basierten Polyethern unterstützen. Bei den Lignin-basierten Polyethern wird Worlée Chemie vor allem durch Optimierungsversuche das Fraunhofer WKI unterstützen. Sobald erste vielversprechende Rezepturen vom Fraunhofer WKI entwickelt wurden, wird Worlée Chemie weitere Rezepturveränderungen durchführen, um so die Lignin-basierten Polyether an den Technikumsmaßstab anzupassen. Im Falle der Lignin-basierten Polyester werden Worlée Chemie und das Fraunhofer WKI sich die Forschungsarbeiten so aufteilen, dass eine große Bandbreite an Polyestern mit unterschiedlichen Eigenschaften erhalten werden kann. Dabei wird Worlée Chemie sich auf weiche, flexible Polyester konzentrieren. Hier sollen die bio-basierten Monomere Sebazinsäure und 1,4-Butandiol in Kombination mit anderen aliphatischen Bausteinen verwendet werden. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf die Verwendung von Fettsäuren gelegt, um die Hydrophobie der synthetisierten Bindemittel einstellen zu können, die für den Offset-Rollendruck von großer Bedeutung ist.

Teilprojekt I

Das Projekt "Teilprojekt I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental Reifen Deutschland GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit, Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Syntheseroute wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Produktion von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik (440), Fachgebiet Konversionstechnologie und Systembewertung nachwachsender Rohstoffe (440f) durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.

Teilprojekt G

Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental Reifen Deutschland GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-Furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Der bio-basierte Syntheseweg ermöglicht Drop-in-Lösungen im ersten Ansatz für Polyethylenfuranoat, genannt PEF. Dieses kann das am meisten genutzte Faserpolymer PET ergänzen und teilweise substituieren. Es ist zu 100% biobasiert, recycelbar und weist sogar Vorteile gegenüber Polyethylenterephthalat (PET) auf. So kann es für geeignete Anwendungen bei höheren Gebrauchstemperaturen eingesetzt werden, benötigt aber eine geringere Umwandlungsenergie in der Schmelzeverarbeitung. Darüber hinaus sind ähnliche textile Verarbeitungseigenschaften wie bei PET zu erwarten und zudem liegt der biobasierte Ursprung außerhalb der Nahrungskette. Diese Faktoren bestätigen die Hypothese, dass PEF eine wichtige biobasierte Alternative zu PET mit verbesserten Eigenschaften für viele Anwendungen ist. Dieses geplante Projekt PFIFFIG setzt das noch laufende Projekt PFIFF konsequent fort, skaliert die im Labormaßstab entwickelten Techniken, konzentriert sich auf erkannte Lücken und schnappt entdeckte Chancen auf. Die im Projekt PFIFF erarbeiteten aktuellen Ergebnisse zeigen, dass PEF auf bestehenden Reaktoren synthetisiert und mit geringfügigen Modifikationen auf konventionellen Spinnanlagen verarbeitet werden kann. Für die Substitution von PET ist allerdings notwendig, profitable Produktionsketten für 5-HMF und FDCA aufzubauen, die Monomere von ausreichender Qualität und Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne verfärbende Nebenprodukte liefern. Während die Reinigung von FDCA bereits im laufenden Projekt läuft, ist die erforderliche Hochskalierung bis auf einige hundert kg eine weitere große Forschungsarbeit.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CASCAT GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-Furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Der bio-basierte Syntheseweg ermöglicht Drop-in-Lösungen im ersten Ansatz für Polyethylenfuranoat, genannt PEF. Dieses kann das am meisten genutzte Faserpolymer PET ergänzen und teilweise substituieren. Es ist zu 100% biobasiert, recycelbar und weist sogar Vorteile gegenüber Polyethylenterephthalat (PET) auf. So kann es für geeignete Anwendungen bei höheren Gebrauchstemperaturen eingesetzt werden, benötigt aber eine geringere Umwandlungsenergie in der Schmelzeverarbeitung. Darüber hinaus sind ähnliche textile Verarbeitungseigenschaften wie bei PET zu erwarten und zudem liegt der biobasierte Ursprung außerhalb der Nahrungskette. Diese Faktoren bestätigen die Hypothese, dass PEF eine wichtige biobasierte Alternative zu PET mit verbesserten Eigenschaften für viele Anwendungen ist. Dieses geplante Projekt PFIFFIG setzt das noch laufende Projekt PFIFF konsequent fort, skaliert die im Labormaßstab entwickelten Techniken, konzentriert sich auf erkannte Lücken und schnappt entdeckte Chancen auf. Die im Projekt PFIFF erarbeiteten aktuellen Ergebnisse zeigen, dass PEF auf bestehenden Reaktoren synthetisiert und mit geringfügigen Modifikationen auf konventionellen Spinnanlagen verarbeitet werden kann. Für die Substitution von PET ist allerdings notwendig, profitable Produktionsketten für 5-HMF und FDCA aufzubauen, die Monomere von ausreichender Qualität und Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne verfärbende Nebenprodukte liefern. Während die Reinigung von FDCA bereits im laufenden Projekt läuft, ist die erforderliche Hochskalierung bis auf einige hundert kg eine weitere große Forschungsarbeit.

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