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Erneuerbare und daher umweltfreundliche Polymermaterialien aus Pflanzenölen sind exzellente Alternativen zu Erdöl-basierten Polymeren aus ökologischer und ökonomischer Sicht. Dieses Projekt wird sich mit der Entwicklung einer neuartigen, umweltfreundlichen Technik zur Umwandlung von Pflanzenölen, wie Rizinusöl und Sojaöl, in erneuerbare hochverzweigte Polyester und Polyester-Nanokomposite mit attraktiven neuen Eigenschaften befassen, sowie mit der Nutzung dieser Materialien in Beschichtungs- und Kompositanwendungen. Zuerst werden verschiedene Pflanzenöle chemisch so zu reaktiven Intermediaten umgewandelt, dass aus ihnen eine neue Familie hochverzweigter Polyester hergestellt werden kann. Besonderes Interesse liegt dabei auf der Entwicklung bio-abbaubarer Strukturen. Die hochverzweigten Polyester werden dann als Matrix zur Herstellung von Polymer-Nanokompositen verwendet, um neue Materialien für die Beschichtungs- und Kompositindustrie zu erschließen. Das vorgestellte Projekt wird eine neue Technologie / Produktplattform von hochverzweigten Polymeren basierend auf Pflanzenölen schaffen. Die resultierenden bio-basierten Polymer-Nanokompositmaterialien werden als Bausteine für eine Reihe von Gebrauchs- und Spezialanwendungen mit großem Marktpotential dienen. Das Projekt wird in Kooperation mit Prof. Dr. Kamal Aly, Assuit University, Ägypten durchgeführt.
Ziel des Verbundvorhabens ist die Demonstration eines optimierten, voll funktionsfähigen TIER 4/ EU Stufe 4 Pflanzenöltraktors unter realen Einsatzbedingungen mit verschiedenen Pflanzenölen als Kraftstoff. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Durchführung eines Feldtests unter Praxis-Einsatzbedingungen während eines Zeitraums von 12 Monaten und die regelmäßige Überwachung des Traktors durch Leistungs- und Emissionstests am Traktoren-Prüfstand. Der Traktor wird für den Feldtest mit einer Online-Datenerfassung mit Fernübertragungsmodul ausgestattet, die es ermöglicht wesentliche Betriebsdaten kontinuierlich zu überwachen. Während des Feldtests werden Kraftstoff und Motorenöl durch regelmäßige Analysen geprüft. Am Traktorenprüfstand werden Leistung und Emissionen beim Betrieb des Traktors mit Dieselkraftstoff sowie mit fünf verschiedenen Pflanzenölen (Rapsöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Leindotteröl und HO-Variante von Rapsöl oder von Sonnenblumenöl) gemessen. Die eingesetzten Kraftstoffe werden hinsichtlich ihrer kraftstoffrelevanten Eigenschaften analysiert. Insbesondere wird auch die Funktion des Abgasnachbehandlungssystems geprüft. Folgende Emissionen werden gemessen: Partikel (Gesamtmasse im Reingas), limitierte gasförmige Emissionen HCgesamt, CO und NOx (NO, NO2), nicht-limitierte Emissionen mittels Fourier-Transform-Infrarotspektrometer (FTIR) (NH3, N2O, Formaldehyd, Acetaldehyd, ggf. weitere, sofern nachweisbar).
Reducing herbicide input rates while maintaining adequate weed control is on of the most important aims of crop protection. Therefore, lots of factors like tillaging, sowing date of crops and mechanical weed control play an important role, but formulation of herbicides is crucial for the efficacy of active ingredients. To enhance the uptake of leaf-active herbicides, adjuvants can be added to spray solutions to improve wetting of leaf surface, penetration through cuticle and dissolving of the cuticle's wax layer. In this project, Agnique SBO 10, an ethoxylated soy bean oil adjuvant, is investigated by analysing its chemical composition and its effect on the efficiency of different herbicides by different methods like dose-response studies (evaluation of dry weight), studies with Imaging-PAM (measuring of chlorophyll fluorescence) and SEM (leaf surface analysis).
In diesem Forschungsvorhaben wurden die Vergabekriterien des Umweltzeichens "Blauer Engel für Druckerzeugnisse" (DE-UZ 195) einer periodischen Überprüfung unterzogen. Druckerzeugnisse benötigen zur Herstellung Energie und Ressourcen, vor allem Strom, Papier, Farbe und Lösungsmittel. Der Druckprozess und die Maschinenreinigung verursachen häufig Emissionen flüchtiger organischer Lösungsmittel, die den Treibhauseffekt verstärken und bodennahes Ozon ("Sommersmog") mit verursachen. Die Anforderungen des Blauen Engels für Druckerzeugnisse schreiben neben einem hohen Altpapieranteil vor, dass Druckfarben, Klebstoffe und Chemikalien eingesetzt werden, die weniger umwelt- und gesundheitsbelastend sind. Der Lösungsmitteleinsatz muss gegenüber konventioneller Herstellung gemindert werden, sodass weniger Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen entstehen. Es müssen Materialien verwendet werden, die nachweislich das Papierrecycling nicht behindern. Bei der Revision wurden die Anforderungen an die Entfernbarkeit der Druckfarben, Lacke und Klebstoffe von der Papierfaser verschärft, um das Recycling der Druckprodukte zu verbessern. Die Auflagen zur Verwendung bestimmter Mineralöle, die beim Papierrecycling stören, wurden verschärft. Zum Gesundheitsschutz wurde der Aromatengehalt und der Anteil der PAK-Verunreinigungen stärker beschränkt. Neu eingeführt wurde die Pflicht zur Vorlage anerkannter Nachhaltigkeitszertifikate, wenn natürliche Rohstoffe wie Sojaöle für Druckfarben oder Reiniger verwendet werden. Neu ist auch die Anforderung zur Vermeidung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), die als Abriebschutz in Druckfarben verwendet werden. Zudem wurden die Grenzwerte für die Emissionen leicht flüchtiger organischer Verbindungen verschärft, die v. a. aus der Anwendung von Reinigern, Farblösungsmittel oder Feuchtwasserzusatz stammen. Quelle: Forschungsbericht
Das Forschungsziel ist die Entwicklung eines auf empirischem Wege erstellten mathematischen Modells zur Vorhersage der Mischungsverhältnisse verschiedener Ausgangsöle bzw. -fette sowie den für diese Mischungen optimalen Prozessparametern zur Methanolyse (Umesterung), wobei die Reaktionsprodukte der Biodieselnorm EN 14214 folgen. Dabei bleibt die Problematik einer eventuellen Additivierung unberührt. Als Rohstoffquellen sollen im Rahmen dieses Projektes neben Rapsöl folgende Öle bzw. Fette untersucht werden: Sojaöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, Kokosfett, Altspeisefett.
In einem Verbundprojekt wurde die Intensivierung einer Biodieselproduktion verfolgt. Hier zeigten sich frühzeitig in der Prozessentwicklung die Vorteile einer mikroverfahrenstechnischen Prozessführung gegenüber einer Produktion im kontinuierlichen Rührkessel-Reaktor. Unter Einsatz von Altspeiseöl und superkritischen Reaktionsbedingungen konnte die Synthese von Biodiesel intensiviert werden. Gegenüber der konventionellen Syntheseführung mit langen Verweilzeiten der Reaktionskomponenten ergaben sich deutliche ökologische und sicherheitstechnische Vorteile. Diese Vorteile wurden mit Hilfe einer vergleichenden Ökobilanz quantifiziert. Durch die effiziente Verarbeitung von Abfallölen ohne aufwendige Vorbehandlungsschritte, die mit dem neu entwickelten Verfahren möglich wird, kann künftig eine Reduktion von Treibhausgasemissionen von bis zu 70 % im Vergleich zu einem industriell etablierten Prozess (moderate Prozessbedingungen und Verwendung von Sojaöl als Rohstoff) erwartet werden. Dies entspricht der Vermeidung von 860 t klimarelevanten Kohlendioxid-Äquivalenten je 1.000 t produziertem Biodiesel. Basierend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen wurde eine erste Pilotanlage mit einem Durchsatz von 6 l/h Biodiesel in Alessandria, Italien, errichtet. Auch eine Bewertung der ökonomischen Effizienz des neu entwickelten Konzeptes im Vergleich zu den Ergebnissen anderer Studien wurde vorgenommen. Es zeigte sich, dass zum damaligen Entwicklungsstand der Pilotanlage ein konventioneller (heterogen katalysierter) Prozess noch ökonomische Vorteile aufweist. Weitere Verbesserungen im Laufe der Entwicklungen und Maßstabsvergrößerung der Produktion waren jedoch zu erwarten.
Ein Beispiel aus der chemischen Produktion stellt die Übertragung der Epoxidierung von Sojaöl vom FedBatch-Prozess zu einer kontinuierlichen mikroverfahrenstechnischen Prozessführung bei erhöhten Temperaturen dar. Epoxidiertes Sojaöl wird vor allem als Weichmacher in Produkten aus Polyvinylchlorid verwendet und ersetzt so Phthalate. Im Rahmen des europäischen Verbundprojektes CoPIRIDE sollte ein bestehendes Produktionsverfahren für epoxidiertes Sojaöl des italienischen Produzenten Mythen S.p.A. optimiert werden. Die Jahresproduktion an epoxidiertem Sojaöl am Standort belief sich auf 15.000 t. Das Unternehmen versprach sich von dem Transfer des bestehenden Fed-Batch-Prozesses eine Reduktion der Produktionskosten, kürzere Reaktionszeiten sowie verbesserte Produktausbeuten mit konstanterer Produktqualität. Zur Entscheidungsunterstützung während der Prozessentwicklung wurden eine Reihe alternativer Prozessbedingungen ökobilanziell miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass, ausgehend vom Fed-Batch-Referenzprozess A, die Mehrzahl der betrachteten Alternativszenarien zu höheren Umweltauswirkungen führen würden. Insbesondere Verluste in der Ausbeute (durch kürzere Verweilzeiten im Mikroreaktor), aber auch ein höherer Bedarf an den Edukten Wasserstoffperoxid und Ameisensäure bei gleichbleibender Ausbeute (90 % im Falle des Fed-Batch-Prozesses) infolge einer beschleunigten Zersetzung bei harsche Prozessbedingungen (auch als „neue Prozessfenster“ oder Englisch als Novel Process Windows (NPW) Bedingungen bezeichnet) wirkten sich hier nachteilig aus. Die Ergebnisse der Ökobilanzierung zeigten somit bereits in einer frühen Phase des Prozessdesigns, dass eine mikroreaktionstechnische Anlage zwar potenziell dem etablierten industriellen Prozess überlegen sein kann, hierzu jedoch noch weitere Entwicklungsarbeiten und eine Reduktion des Eduktbedarfes erforderlich sind. Vor allem die beschleunigte Zersetzung des Reagenzes Wasserstoffperoxid unter harschen Prozessbedingungen im Mikrostrukturreaktor erwies sich als kritisch. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wurde eine zweistufige Synthesesequenz entwickelt. Der stark exotherme Beginn der Reaktion wurde im Mikroreaktor durchgeführt, wobei innerhalb von nur zwei Minuten Ausbeuten von bis zu 35 % erreicht werden. Dem schließt sich eine weitere Synthesestufe mit erneuter Zugabe des Oxidationsmittels, jedoch bei längerer Verweilzeit der Reaktionskomponenten im Reaktor, an. Durch diese Prozessoptimierung konnten gegenüber dem Batch-Prozess eine deutliche Verringerung der Gesamtprozesszeit und ein sparsamerer Umgang mit dem Reagenz Wasserstoffperoxid erreicht werden. Die ebenfalls durchgeführte Lebenszykluskostenbetrachtung zeigte, dass auch im Falle der Realisierung des Best Case Szenarios N aufgrund des vergleichsweise hohen Einflusses der Materialkosten keine merkliche Erhöhung der Ökoeffizienz (Ergebnis aus ökologischer und ökonomischer Bewertung) zu erwarten ist. Mit der kontinuierlichen Prozessführung geht jedoch im Falle einer Produktion im industriellen Maßstab ein höherer Automatisierungsgrad sowie eine Verkürzung der insgesamt benötigten Prozesszeit einher.
Daten nach #1 auf Basis von #2, Leistungsdaten nach #1; Input: Sojabohnen, Output: Soja-Extraktionsschrot, unraffiniertes Sojaöl Auslastung: 8000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Nahrungsmittel Flächeninanspruchnahme: 20000m² gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 80t/h Nutzungsgrad: 81,2% Produkt: Futtermittel
Ölmühle für Sojaöl, Daten nach #1 und #2 Auslastung: 8000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-Bio-fest Flächeninanspruchnahme: 7000000m² gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 12,5MW Nutzungsgrad: 66,2% Produkt: Brennstoffe-Bio-flüssig Verwendete Allokation: Allokation nach Energieäquivalenten
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 89 |
| Land | 1 |
| Weitere | 4 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 24 |
| Förderprogramm | 5 |
| Gesetzestext | 11 |
| Text | 64 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 30 |
| Offen | 6 |
| Unbekannt | 58 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 93 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 58 |
| Datei | 58 |
| Dokument | 61 |
| Keine | 31 |
| Webseite | 2 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 94 |
| Lebewesen und Lebensräume | 30 |
| Luft | 6 |
| Mensch und Umwelt | 94 |
| Wasser | 5 |
| Weitere | 70 |