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Teilprojekt H

Das Projekt "Teilprojekt H" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VERBIO Vereinigte BioEnergie AG durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten Reste sind in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosane (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) und Biogas als Reststoffverwertung ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Aufskalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Teilprojekt G

Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tesa SE durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten sind Reste in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosabe (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Skalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Bioprozess- und Biosystemtechnik V-1 durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten sind Reste in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosabe (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Skalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CENTIV GMBH durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten Reste sind in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosabe (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Aufskalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Teilvorhaben 2: Abbau von Milchsäure im Biogasprozess

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Abbau von Milchsäure im Biogasprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. durchgeführt. Es gibt Hinweise, dass die Milchsäure beim ananeroben Abbau im Biogasprozess ein wichtiges Zwischenprodukt darstellt und das der Abbau im Zusammenhang mit einer verstärkten Propionsäurebildung steht. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel des vorliegenden Projektes die mikrobiellen Hintergründe der Bildung und des Abbaus von Milchsäure im Biogasprozess von laufenden NawaRo-Biogasanlagen zu beleuchten. Hierzu sollen milchsäurebildende sowie milchsäureabbauende Mikroorganismen aus Biogasfermentern isoliert und physiologisch charakterisiert werden. Die Untersuchungen werden dabei in Zusammenhang gesetzt mit den Betriebsparametern und den Substraten der jeweiligen Biogasanlagen. Auf diese Weise sollen der Einfluss von Input-Stoffen und der Betriebsweise von Biogasfermentern auf bestimmte mikrobielle Aktivitäten ermittelt werden. Im Teilvorhaben 2 soll der den Abbau der Milchsäure im Biogasfermenter aufgeklärt und die hieraus gebildeten Stoffwechselprodukte ermittelt werden. Hierbei ist vorgesehen, milchsäureabbauende Bakterien aus Praxisanlagen zu isolieren und zu charakterisieren. Auf Basis physiologischer Untersuchungen soll ermittelt werden, auf welchen Stoffwechselwegen Milchsäure abgebaut wird. Ein wichtiger Punkt ist es hierbei zu ermitteln, unter welchen Bedingungen Milchsäure verstärkt in methanogene Substrate überführt wird (H2/CO2, Essigsäure) und wann es dagegen zunächst zu einer Bildung von Produkten kommt, welche die Prozessstabilität negativ beeinflussen können.

Teilvorhaben 1: Bildung von Milchsäure im Biogasprozess

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Bildung von Milchsäure im Biogasprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung durchgeführt. Aus früheren gemeinsamen Versuchen mit dem Prüf- und Forschungsinstitut in Pirmasens ergaben sich Hinweise, dass Milchsäure in Biogasanlagen bei der Methanisierung von organischem Material ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Bildung von Propionsäure darstellt. Anreicherung von Propionsäure führt häufig zu Gärstockungen. Deshalb soll der mikrobielle Bildungsprozeß von Milchsäure und deren Umwandlung in laufenden NawaRo-Biogasanlagen detailliert untersucht werden. Es werden sowohl Milchsäure-bildende wie auch Milchsäure-abbauende Bakterien isoliert, identifiziert und ihre physiologischen Leistungen und Bedeutung für die Abbauprozesse in Biogasanalgen analysiert. Die Ergebnisse sollen Schlüsse über den Einfluss der Substrate und Betriebsweise von Biogasfermentern auf die Effizienz des mikrobiellen Abbaus von Pflanzenmaterial ermöglichen. Das Projekt wird in Kooperation mit dem PFI in Pirmasens (Teilvorhaben 2) durchgeführt. Während im Teilvorhaben 2 der mikrobielle Abbau der Milchsäure untersucht wird, wird im Teilvorhaben 1 (IMW) die mikrobiellen Mechanismen der Bildung von Milchsäure analysiert. Dazu wird aus 5 laufenden Biogasanlagen Probenmaterial zu unterschiedlichen Zeiten entnommen und daraus möglichst alle Milchsäure-bildenden Bakterien isoliert und deren physiologische Leistungen untersucht.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten Reste sind in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosabe (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Aufskalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (V-9), Arbeitsgruppe Effiziente Energiesysteme und Produktionsverfahren durchgeführt. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Verwertung der Hydrolysate (hier ein Nebenstrom) einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, die von mehreren Antragstellern in der vorherigen Zusammenarbeit entwickelt wurde. Die Wirtschaftlichkeit dieser Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten Reste sind in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure(LA) und Propionsäure (MA) (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane und Pentosabe (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt. Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Aufskalierung des Aufschlussverfahrens im upstream der Sekundärraffinerie. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten Autoklav bzw. Extruder realisiert werden. Dies würde entsprechend größere, industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream. Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin deren Verarbeitungsfähigkeit z.B. als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Organische Saeuren in der Atmosphaere

Das Projekt "Organische Saeuren in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Die Rolle der organischen Saeuren in der Atmosphaere soll charakterisiert werden. Die atmosphaerische Praesenz dieser Verbindungsgruppe, ihre Quellen und ihre Verteilung in der Gas- und in der fluessigen Phase muss noch festgelegt werden. Auch die Senkenprozesse koennen noch nicht als geklaert gelten.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V., Abteilung Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Stabilität und Leistungsfähigkeit des Prozesses der Biogasbildung durch die Entwicklung einer dynamischen Regelstrategie auf Basis des Einsatzes eines Gas-Sensor-Arrays zur einfachen und kostengünstigen Ermittlung des Propionsäuregehalts in Biogasreaktoren. Das ATB entwickelt dabei die Propionsäure basierte Regelstrategie. Es werden Fermentationsversuche im Technikumsmaßstab durchgeführt. Hierzu werden vier Fermenter mit den Grundsubstraten Rinder- und Schweinegülle sowie der Energiepflanze Mais kontinuierlich betrieben. Die Ko- und Monovergärung von Maissilage erfolgt unter mesophilen bzw. meso- und thermophilen Bedingungen. Das Ausführen unterschiedlicher Belastungsregime ermöglicht eine Analyse und Modellierung der Dynamik- und Hemmwirkung der Propionsäure. Nachfolgend wird eine dynamische Regelstrategie entwickelt, die unter Verwendung des von den Verbundpartnern bereitzustellenden Messsystems mit Gas-Sensor-Array weiter optimiert und anschließend in der Praxis erprobt wird. Die Verwertung der Ergebnisse erfolgt durch das ATB in Form von wissenschaftlichen Publikationen sowie durch die Präsentation auf Tagungen und Fachmessen.

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