Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von JenaBios GmbH durchgeführt. Hauptziel des CEFOX-Projektverbunds ist die Entwicklung neuer oxyfunktionalisierender Syntheserouten für biobasierte Inhaltsstoffe wie Lipide und Terpene, Additive und pharmazeutische Wirkstoffe (APIs, modifizierte Steroide) mit hoher Regio- und Enantioselektivität, hoher Ausbeute und Kosteneffizienz. Diese basieren auf dem Einsatz von pilzlichen Peroxygenasen, die erstmals im Gramm-Maßstab mittels zellfreier Syntheseplattformen zugänglich gemacht werden. Dabei kommt der funktionellen Diversität der oxidativen Pilzenzyme basierend auf der wachsenden Zahl von Pilzgenomen, der Realisierung eines schnellen PCR-basierten Verfahrens zur Matrizenherstellung für die klonierungsfreie Proteinsynthese in eukaryotischen zellfreien Systemen sowie der Entwicklung spezifischer Vektoren für die effiziente zellfreie Proteinsynthese in Pilzzell-Lysaten und CHO-basierten Systemen große Bedeutung zu. Unspezifische Peroxygenasen (UPOs) gehören zur Familie der Häm-Thiolat-Proteine und besitzen ein vielversprechendes Potenzial für die organische Synthese, da sie selektiv Sauerstoff aus Peroxiden auf diverse Substrate übertragen. Insbesondere sind sie in der Lage, nicht-aktivierte Kohlenwasserstoffe zu oxyfunktionalisieren. Das Substratspektrum der Peroxygenasen sowie die katalysierten Reaktionen ähneln denen von Cytochrom-P450-Monooxygenasen und umfassen Hydroxylierungen, Epoxidierungen, Dealkylierungen, Oxygenierungen von Heteroatomen und Halogeniden sowie Ein-Elektronen-Oxidationen. Durch ihre zukünftige breite Verfügbarkeit über zellfreie Syntheseplattformen und ihre katalytische 'Promiskuität' (self-sufficient action oder Einsatz in intelligenten Enzymkaskaden), bieten sich einzigartige Lösungen zur enzymatischen Oxyfunktionalisierung biologischer Inhaltsstoffe, Wirkstoffmoleküle oder Plattformreagenzien, die zukünftig zu einer Flaggschiff-Technologie werden könnten.
Das Projekt "ATR-Spektroskopie zur Schnellanalytik in umweltbelasteten Gewaessern und Schlaemmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie durchgeführt. Mit dem Projekt sollte untersucht werden, wie Umweltschadstoffe und umweltrelevante Prozesse in Abwaessern und Schlaemmen in-situ detektiert werden koennen und wie sich ein entsprechender Sensor realisieren laesst. Fuer solche Anwendungen sollten die Moeglichkeiten, Grenzen der Anwendung unbeschichteter ATR-Sensoren untersucht werden. Aus dem Sensorsignal lassen sich Aussagen ueber - den Wassergehalt in Schlaemmen, - Art und Konzentration der Partikel und - Art und Konzentration organischer Verunreinigungen ableiten. Der Wassergehalt von Schlaemmen kann aus der Lichtstreuung an den Partikeln bestimmt werden. Fuer Partikel, deren Durchmesser etwa 3 mym reicht, koennen quantitative Aussagen und Strukturinformationen gewonnen werden. Das ATR-Spektrum gestattet zudem die Beurteilung geloester organischer Verunreinigungen, sofern deren Konzentration mindestens 0,1 Vol.-Prozent betraegt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erzeugung kleinster Spots und deren Positionsregelung im Laserprozess zur Erhöhung der Effizienz und Produktivität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von JENOPTIK Optical Systems GmbH durchgeführt. Die In-situ Positionsüberwachung bei kleinen Strukturen erfordert einen sogenannten koaxialen (mit 'scannenden') Kamerakanal. Dieser Kamerakanal muss dann schnell genug Bilder aufnehmen, um den Prozess nicht zu bremsen. Solche Kameras existieren, müssen aber sowohl elektronisch als Software als auch technisch eingebunden werden. Dazu gehört auch die Bereitstellung der notwendigen Beleuchtungsintensität. Das Zusammenspiel dieser Komponenten bei den hohen Durchsatzraten ist Hard- und Softwaremäßig eine der Hauptaufgaben in diesem Teilvorhaben. Sind die Bilder erst da, müssen sehr schnelle und robuste Verfahren zur Regelung der Strahlablenkung entwickelt werden. Die Güte der Bilder muss zur benötigten Auflösung passen. Im Rahmen des ersten Teilprojektes wird dies mit der Zielauflösung und Zielgeschwindigkeit auf kleinerem Bildfeld erzeugt.
Das Projekt "Schnelle und präzise Quantifizierung von Rohstoffeigenschaften zur optimierten Anwendung sensorbasierter Sortierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt. Durch das frühzeitige Aussortieren von Gesteinspartikeln in der Größe zwischen 1 und 10 cm -gewährleistet durch den Einsatz sensorbasierter Sortierung (SBS) - lassen sich Energie und Kosten im Aufbereitungsprozess erzhaltiger Gesteine sparen. Mit dem entwickelten Verfahren ist es möglich den optimalen Sensor zu bestimmen um Gesteine mittels SBS anzureichern, was die Verwendung von SBS effizienter und attraktiver macht. Ziel des Vorhabens optiSORT ist es, das bereits entwickelte simulations-basierte Verfahren zur Auswahl eines Sensors unter Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte anzuwenden um die Auswahl des optimalen Sensors zur schnellen und präzisen Quantifizierung von Rohstoffeigenschaften in SBS durch kostengünstige Analysen zu ermöglichen. Zur Durchführung einer Fallstudie wurden Partnerschaften mit der Wolfram Bergbau und Hütten AG (WBuH) und der Steinert GmbH geschlossen. WBuH wird wolframhaltige Erzproben aus ihrem aktiven Bergbaubetrieb zur Verfügung stellen. Steinert hat uns die Nutzung ihrer Sortieranlagen zu Testzwecken und für einen Großversuch zugesichert.
Das Projekt "Automatische Erfassung von Indikatoren für die unmittelbare Beurteilung der Verkehrssicherheit temporärer Verkehrseinrichtungen - MERIDIAN -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von mouver GmbH - mobilität und verkehr durchgeführt. Für Krisensituationen wird ein auf automatisierter Bildverarbeitung aufbauendes Verfahren entwickelt, mit dem sich die Qualität und die Verkehrssicherheit temporärer Verkehrseinrichtungen schnell und zuverlässig beurteilen lassen. Durch die CORONA-Krise erfolgte eine kurzfristige Verschiebung der Verkehrsmittelwahl, auf die u.a. mit der temporären Einrichtung von Verkehrsanlagen (Pop-up Radfahrstreifen) reagiert wurde. Die Verkehrssicherheit und die Qualität des Verkehrsablaufs an diesen Anlagen konnte jedoch nicht beurteilt werden. Im Vorhaben MERIDIAN wird eine vorhandene, hochentwickelte Analytik für Computer Vision erweitert, um eine einfache Indikatoren-basierte Bewertung von Verkehrsanlagen, vor allem des Radverkehrs, zu ermöglichen. Die damit entstehende Hard- und Software-Lösung wird intensiv in und mit der Region Hannover für verschiedene Anwendungsfälle getestet und validiert. Die gewonnenen Ergebnisse und auch die umfangreichen Daten werden publiziert, um Planungsverantwortliche mit den neuen Möglichkeiten einer schnellen und zuverlässigen Qualitätsüberprüfung vertraut zu machen. Als Ergebnis wird ein Verfahren erwartet, mit dem kostengünstig und flexibel sicherheitskritische Situationen identifiziert werden können. Darüber hinaus gewinnt die Verkehrsplanung wertvolle Daten zu dem Interaktionsverhalten im Verkehr. Die Ergebnisse werden unter Nutzung etablierter und neuerer Medien breit in der Fachwelt kommuniziert werden. Neben Konferenzbeiträgen und Fachveröffentlichungen sind Videos in YouTube sowie Webinare vorgesehen.
Das Projekt "FHprofUnt 2018: Neuer Zugang zur Analyse von Biopolymeren: Kombination experimenteller Methoden mit chemometrischer Modellierung (BiopolymerModell)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Institut für Detektionstechnologien IDT durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Verifizierung eines neuen Analyseverfahrens zur schnellen und zuverlässigen Bestimmung von Molekulargewichten bzw. Polydispersitäten natürlich vorkommender Polymere (Biopolymere) mittels Kernresonanzspektroskopie, Gelpermeationschromatographie und chemometrischer Modellierung (multivariater Analyse) experimenteller Daten. Untersucht werden kommerzielle Naturprodukte und Wirkstoffe sowie Bestandteile nachwachsender Rohstoffe (Polysaccharide, Proteine, Lipide, Lignin) zur Etablierung einer Plattform für einen holistisch-basierten Nachweis der Polymerstruktur. Beide Antragsteller der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (HBRS) forschen seit langer Zeit erfolgreich an der stofflichen Verwertung nachwachsender Rohstoffe (inkl. Rest-/Abfallprodukte) zur Herstellung neuer biobasierter Werkstoffe für Anwendungen in Bau, Verpackung und Biomedizin. Zwei wichtige Aspekte dabei sind: a. die chemisch-analytische Strukturaufklärung der Rohstoffe (Biomasse) sowie b. der Nachweis von Herkunft und Reinheit. Das beteiligte Partner-Unternehmen Spectral Service AG ist spezialisiert auf dem Gebiet der Biopolymer-Analytik im Bereich Lebensmittel, Pharmazeutika, Medizinprodukte. Der Nachweis von Herkunft/Reinheit spielt hier eine zentrale Rolle von hohem wirtschaftlichen Impact. Universitärer Partner für cooperative Promotionen ist Prof. Rehahn/TU Darmstadt. Zu lösendes Problem: Der Nachweis von Reinheit bzw. Herkunft sowohl kommerzieller als auch neu aus Biomasse zu isolierender bzw. neu zu entwickelnder Biopolymere erfolgt derzeit über verschiedenste chemisch-analytische bzw. molekular-biologische Methoden, die z.T. zeitlich sehr aufwendig und/oder kostenintensiv sind. Im vorliegenden Vorhaben wird ein neues Verfahren zur schnellen und zuverlässigen Analyse von Biopolymeren entwickelt und an ausgewählten Beispielen verschiedener Polymerklassen (Polysaccharide, Proteine, Lipide, Lignin) verifiziert.
Das Projekt "Bestimmung der Speicher- und Durchlässigkeitseigenschaft für die Modellierung der Wasserbewegung in Erdbauwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Bei der Bewertung von Infiltrationsvorgängen in Erdbauwerken (Böschungen, Dämme, Deiche) kommt es bei manchen Fragestellungen darauf an, die sich verändernden Druckverhältnisse in ihrer Dynamik zu beschreiben. Bei Teilsättigung, wenn der Porenraum nicht vollständig mit Wasser gefüllt ist, werden das Wasserspeichervermögen und die Wasserdurchlässigkeit eines Bodens maßgeblich vom Sättigungsgrad beeinflusst. Bei der Modellierung teilgesättigter Fließprozesse ist daher die Kenntnis dieser bodenhydraulischen Eigenschaften erforderlich. Die Bestimmung der funktionalen Beziehungen zwischen Wassergehalt und Saugspannung (der sogenannten Wasserspannungskurve oder pF-WG-Kurve) sowie zwischen Durchlässigkeit und Wassergehalt (der so genannten ku-Kurve) ist ziemlich aufwändig. In Ermangelung von Kenngrößen werden entsprechende Parameter aus der Literatur entnommen und im Programm eingesetzt, obwohl diese Werte i.A. an Bodenproben bestimmt wurden, die sich nicht in dem Spannungs-/Verdichtungszustand befinden, der für die untersuchte geotechnische Fragestellung kennzeichnend ist. Zielsetzung dieses Vorhabens ist, einen Versuchstand zu entwickeln, der eine rasche Bestimmung der bodenhydraulischen Eigenschaften an Bodenproben unter verschieden Spannungs-/Verformungszuständen ermöglicht. Im Berichtszeitraum wurden In- und Exfiltrationsexperimente an Bodenproben durchgeführt. Es wurden jeweils fünf hydraulische Belastungsstufen angelegt. Durch die Verdichtung der Probe infolge Auflast wurde das Porenvolumen und seine -größenverteilung beeinflusst, der Anteil Feinporen nahm gegenüber dem der Grobporen zu. Mit zunehmender Verformung infiltriert entsprechend weniger Wasser in die Bodenprobe. Gleichzeitig kann durch den vergrößerten Anteil an Feinporen das Wasser stärker kapillar gebunden werden und die Bodenprobe dräniert erheblich langsamer. Die durchgeführten Versuche bestätigen die Vermutungen zum Einfluss Auflast/Verformung auf die bodenhydraulischen Eigenschaften und unterstreichen die Bedeutung des Verdichtungszustandes bei der Einschätzung der bodenhydraulischen Eigenschaften. Im Verlauf der Versuche wurde deutlich, dass die Interpretation der untersuchten Prozesse eine zuverlässigere Wassergehaltsmessung und generell eine grundlagenorientiertere Vorgehensweise erfordert. Diese Anforderungen sprengen den Rahmen anwendungsorientierter Forschung. Eine Weiterführung der durch dieses FuE-Vorhaben angestoßenen Fragestellungen wird derzeit vom Institut für Boden- und Felsmechanik im Rahmen einer DFG-Forschergruppe erwogen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Vermessung, konstruktive Optimierung und prototypische Erprobung eines bestehenden Heliostatsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftanlagen München GmbH durchgeführt. Zentrales Ziel des Verbundprojekts MAHWIN ist die bauliche Optimierung eines Heliostatsystems im Hinblick auf dynamische Windlasten durch die Erforschung einer einfach anwendbaren, genauen und damit praxistauglichen Methodik zur effizienten Auslegung entsprechend den jeweiligen lokalen Windverhältnissen und konstruktiven Ausführungsvorgaben. Durch ein besseres Verständnis der dynamischen Lasten und eine schnelle Berechnung und Bewertung baulicher Varianten soll das zu erforschende Verfahren erstmals die gezielte Minimierung der Windlasten ermöglichen. Am Ende einer entsprechenden funktions- und kostenoptimalen Feinabstimmung der Bauweise, Antriebstechnologie sowie der Fertigungstechnik steht ein serientaugliches Heliostatkonzept mit herausragend hoher Verfügbarkeit im Kraftwerksbetrieb und minimiertem Investitionsrisiko durch nachgewiesene Standsicherheit für jeweils standortspezifische Windbedingungen. Dieses Heliostatkonzept soll abschließend im Rahmen des Forschungsprojektes in prototypischer Form erprobt werden, um nach Projektende und entsprechender Weiterentwicklung durch die Industriepartner zeitnah am Markt zur Verfügung zu stehen.
Das Projekt "IBÖ-07: EnzymeVision - Autonome Charakterisierung von Biokatalysatoren unter realen Produktionsbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Technische Biokatalyse V-6 durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer mikrostrukturierten Anlage zur schnellen autonomen Bestimmung der Performancedaten von Biokatalysatoren unter Prozessbedingungen mittels inline analytischer Verfahren. Als sensibles inline analytisches Verfahren wird die Mittelinfrarot (MIR) Spektroskopie eingesetzt werden, die eine Biokatalysatorcharakterisierung mit realen Substraten für ein späteres industrielles Verfahren unter Prozessbedingungen ermöglicht. Durch die angestrebte kontinuierliche Betriebsweise lassen sich alle biokatalysatorspezifischen reaktionstechnischen Prozessparameter (Kinetik und Stabilität) mittels der autonom betriebenen Screeningplattform bestimmen. Hierdurch werden die Entwicklungszeiten neuer biobasierter Produkte für die Bioökonomie signifikant beschleunigt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 9 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 9 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 5 |
| Lebewesen & Lebensräume | 5 |
| Luft | 2 |
| Mensch & Umwelt | 9 |
| Wasser | 3 |
| Weitere | 9 |