Das Projekt "Verbundvorhaben, Teilvorhaben deutscher Teil: Entwicklung effizienter Biomasse-Konversionspfade für die Produktion und Verwertung von Biokraftstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Im Rahmen des internationalen Verbundprojektes werden effiziente Prozesse zur Konversion von landwirtschaftlichen Reststoffen und lignozellulosehaltiger Biomasse in moderne Biokraftstoffe der 2. Generation entwickelt. Dazu werden verschiedene chemische, thermische, biochemische und mikrobielle Konversionspfade für lignocellulosehaltige Biomasse optimiert und kombiniert, um neuartige Bioraffineriekonzepte für die in den Partnerländern vorhandenen Stoffströme zu entwickeln. Diese beinhalten Simulationen der Stoffströme und Konversionspfade sowie eine ökonomische und ökologische Nachhaltigkeitsbewertung.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Technische Universität Dresden - Fakultät Umweltwissenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Lehrstuhl für Forstbotanik, Arbeitsgruppe Molekulare Gehölzphysiologie durchgeführt. Wichtiger Ansatzpunkt zur mittel- bis langfristigen Produktivitätsverbesserung von Kurzumtriebs- bzw. Schnellwuchsplantagen und Waldbeständen sind die Ergebnisse der Forstpflanzenzüchtung. Die Züchtungsziele hoben bisher auf eine Verbesserung von Wachstum und Qualität nach forstlichen Gesichtspunkten bei gleicher oder erhöhter Widerstandskraft ab.
Holzeigenschaften spielten dagegen bisher eine untergeordnete Rolle. In dem Vorhaben werden erstmals in Deutschland bereits existierende Züchtungsprodukte der Aspe, Douglasie und Hybridlärche umfassend auf ihre physikalischen und chemischen Holzeigenschaften sowie ihre Verwertbarkeit für die Säge-, Holzwerkstoff- und Papierindustrie untersucht. Ziele des Vorhabens sind die Ermittlung des umfassenden Eigenschaftsprofils und Ableitung des potenziellen Einsatzspektrums zugelassener Züchtungsprodukte in der Massivholz-, Holzwerkstoff- und chemischen Industrie sowie die Erstellung eines holztechnologischen Steckbriefes für jede Sorte. Aus den Ergebnissen wird weiterhin die Definition von Züchtungszielen für weiterführende Züchtungsarbeiten, die optimiertes Material für den jeweiligen stofflichen Einsatzbereich erzeugen sollen, abgeleitet. Zur Verbesserung der Versorgung mit Vermehrungsgut existierender Sorten für Forst- und Agrarsysteme wird eine Bereitstellungs-und Vermarktungsstrategie erarbeitet. Für das Projekt sind insgesamt sieben Arbeitspakete (AP) vorgesehen: AP 1 - Materialbereitstellung und -ausformung AP 2 - Qualitätsbewertung der Züchtungsprodukte AP 3 - Materialeigenschaften AP 4 - Mikrostrukturelle Eigenschaften AP 5 - Verarbeitungseigenschaften AP 6 - Züchtungsstrategien AP 7 - Auswertung, Bericht, Ergebnistransfer.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung einer Produktionstechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von strohlos Produktentwicklung GmbH durchgeführt. Die Struktur der anspruchslosen und ertragreichen Pflanze Miscanthus macht diese besonders geeignet für die stoffliche Verwertung. Langjährige Arbeiten der Firma In-vitro-tec zur stofflichen Verwertung von Miscanthus-Biomasse führten zu Labormustern eines Dämmstoffes aus Miscanthus. Ausgehend von diesen Ergebnissen soll das geplante Verbundprojekt durch die Zusammenführung der Kompetenz der Partner (Rohstoff Miscanthus, Produktionstechnologie, Prüftechnologie) alle Voraussetzungen für eine Produktion, Zulassung und Etablierung einer Dämmplatte am Markt schaffen. Arbeitspaket 1: Sachstandanalyse und Spezifizierung aller zu erreichenden Produktparameter, Technologieparameter und Prüfparameter Arbeitspaket 2: Optimierung der Laborrezeptur, begleitende Prüfung der Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit bis zur Erstellung einer Vorzugsrezeptur. Arbeitspaket 3: Überführung der Erfahrungen aus der Plattenproduktion im Labormaßstab in die Prototypenproduktion, Modifizierung der Rezeptur unter besonderer Berücksichtigung einer effizienten Plattentrocknung und Minimierung des Bindemitteleinsatzes, Untersuchung ausgewählter Musterplatten bezüglich relevanter bauphysikalischer Eigenschaften. Arbeitspaket 4: Langzeituntersuchungen in der Klimakammer. Einbau von Platten in Gebäuden zur Sanierung schimmelpilzgefährdeter/belasteter Wohnräume sowie zur Außenwanddämmung und messtechnische Begleitung zum Wirkungsnachweis. Arbeitspaket 5: Kostenkalkulation für eine Plattenproduktion im Industriemaßstab und Preisermittlung für den Dämmstoff, Kontaktaufbau zu Potentiellen Produzenten, Händlern und Anwendern, Erarbeitung eines ganzheitlichen, regionalen Konzeptes für die Bereitstellung des Rohstoffes. Arbeitspaket 6: Zusammenfassung und Analyse aller gewonnenen Daten und Erarbeitung von Produkt- und Datenblättern, Vorbereitung und Durchführung der offiziellen Zertifizierung des entwickelten Dämmstoffes bezüglich Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Organische Chemie durchgeführt. Im Projekt soll gezeigt werden, wie die mittelkettigen Carbonsäuren Capron- und Caprylsäure aus bestehenden Biogasanlagen in die chemische Industrie integriert werden können. Capron- und Caprylsäure sind Spezialchemikalien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Mit dem neuen Verfahren soll Biogasanlagenbetreibern eine alternative Nutzungsmöglichkeit in Form von zusätzlichen Wertschöpfungsketten im Sinne einer Bioraffinerie eröffnet werden. Das neue Nutzungskonzept verbindet dabei bestehendes Knowhow der Anlagenbetreiber und vorhandene Infrastrukturen am Standort mit einer innovativen Betriebsweise und zusätzlichen technischen Komponenten zur Produktion und Extraktion der Carbonsäuren. Gleichzeitig wird eine alternative, nachhaltige Möglichkeit zur Herstellung der Carbonsäuren aus heimischen Biomassen sowie Rest- und Abfallstoffen entwickelt, so dass die Nutzung tropischer Pflanzenöle (Palm- und Kokosöl) als Basis vermieden werden kann. Anhand zweier Anwendungsmöglichkeiten soll im Projekt gezeigt werden, wie der Weg von der Produktion der Carbonsäuren mittels anaerober Fermentation über die Separation (Fest-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Trennung, Destillation), die chemische Modifikation (Veresterung, Sulfonierung) bis zur Verwendung in Reinigungs- und Schmiermitteln funktioniert. Darüber hinaus wird im Projekt ein Anlagenkonzept zur Umrüstung einer bestehenden Biogasanlage in eine Bioraffinerie entwickelt. Darauf aufbauend erfolgen ein Basic Engineering sowie die Darstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen am Bioraffineriestandort. Über den gesamten Projektverlauf wird in enger Zusammenarbeit mit einem Wirtschaftsexperten eine Verwertungsstrategie entwickelt, wobei die Marktpotenziale sowie weitere Anwendungsfelder für Capron- und Caprylsäure recherchiert und präzisiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Im Projekt soll gezeigt werden, wie die mittelkettigen Carbonsäuren Capron- und Caprylsäure aus bestehenden Biogasanlagen in die chemische Industrie integriert werden können. Capron- und Caprylsäure sind Spezialchemikalien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Mit dem neuen Verfahren soll Biogasanlagenbetreibern eine alternative Nutzungsmöglichkeit in Form von zusätzlichen Wertschöpfungsketten im Sinne einer Bioraffinerie eröffnet werden. Das neue Nutzungskonzept verbindet dabei bestehendes Knowhow der Anlagenbetreiber und vorhandene Infrastrukturen am Standort mit einer innovativen Betriebsweise und zusätzlichen technischen Komponenten zur Produktion und Extraktion der Carbonsäuren. Gleichzeitig wird eine alternative, nachhaltige Möglichkeit zur Herstellung der Carbonsäuren aus heimischen Biomassen sowie Rest- und Abfallstoffen entwickelt, so dass die Nutzung tropischer Pflanzenöle (Palm- und Kokosöl) als Basis vermieden werden kann. Anhand zweier Anwendungsmöglichkeiten soll im Projekt gezeigt werden, wie der Weg von der Produktion der Carbonsäuren mittels anaerober Fermentation über die Separation (Fest-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Trennung, Destillation), die chemische Modifikation (Veresterung, Sulfonierung) bis zur Verwendung in Reinigungs- und Schmiermitteln funktioniert. Darüber hinaus wird im Projekt ein Anlagenkonzept zur Umrüstung einer bestehenden Biogasanlage in eine Bioraffinerie entwickelt. Darauf aufbauend erfolgen ein Basic Engineering sowie die Darstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen am Bioraffineriestandort. Über den gesamten Projektverlauf wird in enger Zusammenarbeit mit einem Wirtschaftsexperten eine Verwertungsstrategie entwickelt, wobei die Marktpotenziale sowie weitere Anwendungsfelder für Capron- und Caprylsäure recherchiert und präzisiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Im Projekt soll gezeigt werden, wie die mittelkettigen Carbonsäuren Capron- und Caprylsäure aus bestehenden Biogasanlagen in die chemische Industrie integriert werden können. Capron- und Caprylsäure sind Spezialchemikalien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Mit dem neuen Verfahren soll Biogasanlagenbetreibern eine alternative Nutzungsmöglichkeit in Form von zusätzlichen Wertschöpfungsketten im Sinne einer Bioraffinerie eröffnet werden. Das neue Nutzungskonzept verbindet dabei bestehendes Knowhow der Anlagenbetreiber und vorhandene Infrastrukturen am Standort mit einer innovativen Betriebsweise und zusätzlichen technischen Komponenten zur Produktion und Extraktion der Carbonsäuren. Gleichzeitig wird eine alternative, nachhaltige Möglichkeit zur Herstellung der Carbonsäuren aus heimischen Biomassen sowie Rest- und Abfallstoffen entwickelt, so dass die Nutzung tropischer Pflanzenöle (Palm- und Kokosöl) als Basis vermieden werden kann. Anhand zweier Anwendungsmöglichkeiten soll im Projekt gezeigt werden, wie der Weg von der Produktion der Carbonsäuren mittels anaerober Fermentation über die Separation (Fest-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Trennung, Destillation), die chemische Modifikation (Veresterung, Sulfonierung) bis zur Verwendung in Reinigungs- und Schmiermitteln funktioniert. Darüber hinaus wird im Projekt ein Anlagenkonzept zur Umrüstung einer bestehenden Biogasanlage in eine Bioraffinerie entwickelt. Darauf aufbauend erfolgen ein Basic Engineering sowie die Darstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen am Bioraffineriestandort. Über den gesamten Projektverlauf wird in enger Zusammenarbeit mit einem Wirtschaftsexperten eine Verwertungsstrategie entwickelt, wobei die Marktpotenziale sowie weitere Anwendungsfelder für Capron- und Caprylsäure recherchiert und präzisiert werden.
Das Projekt "Funktionale Stärkeprodukte für die biobasierte Beschichtung von Verpackungen aus Papier und Karton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von neuen filmbildenden Stärkedispersionen zur Anwendung als Barriereschichten auf Verpackungsmaterialien aus Papier bzw. Karton. Dazu werden verschiedene neue wasserunlösliche und amphiphile Stärkederivate entwickelt, die zu thermoplastischen Dispersionen mit hohem Feststoffgehalt weiterverarbeitet werden. In dieser kolloidalen Form sollen die Stärkederivate wie synthetische Latices mit bestehenden Beschichtungstechnologien verarbeitet werden können. Die gewünschten Barriereeigenschaften, beispielsweise gegen Wasserdampf, Sauerstoff oder Öle und Fett, sollen über eine auf die jeweiligen Anforderungen maßgeschneiderte Funktionalisierung eingestellt werden. Unter Variation der Stärkeart und der Modifizierung werden verschiedene Produkte hergestellt. Da der Einfluss der molekularen Struktur der Stärkederivate auf die Barrierewirkung noch nicht bekannt ist, werden unter Berücksichtigung der Verarbeitbarkeit und des Filmbildungsvermögens in einem Schwerpunkt des Forschungsvorhabens die Zusammenhänge erarbeitet. Innerhalb des Projekts sollen neue funktionale Stärkederivate mit verschiedenen Substituenten und Substitutionsgraden hergestellt werden. Die Verarbeitung dieser biobasierten Produkte in Dispersionen unter Zuhilfenahme synthetischer Polymere und Hilfsstoffe stellt einen weiteren Arbeitsschwerpunkt dar. Alle Synthese- und Formulierungsschritte werden von einer umfassenden molekularen Charakterisierung sowie der präzisen Beschreibung der Dispersions- und Filmbildungseigenschaften begleitet. Geeignete Produkte können dann auf ihre Barriereeigenschaften getestet und ggf. im größeren Maßstab hergestellt werden. Die Anwendbarkeit der Produkte soll schließlich über mechanische Anwendungstests an beschichteten Kartonen und Faltschachteln bewertet werden.
Das Projekt "Machbarkeitsuntersuchung: biobasierte biologisch abbaubare Peelsysteme für Verpackungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof, Fachhochschule Hof, Institut für Materialwissenschaften durchgeführt. Das Ziel ist die Entwicklung verschiedener möglichst 100% biobasierter Peelsysteme für ein biologisch abbaubares Compound aus Bio-Polymeren zur Herstellung von Peelsystemen. Das Compound soll so gestaltet werden, dass möglichst eine bewusste Entmischung der Compound-Bestandteile während des Auskristallisierens in der Schmelze stattfindet. Die anschließend durch Blasfolienverfahren hergestellten Peelfolien sollten eine Matrix-Teilchen-Struktur aufweisen, welche auch als hetrogenes Blend bezeichnet werden kann. Durch diese bewusst eingebrachte Unverträglichkeit der Bestandteile bilden sich zwei Phasen. Die Matrix aus PLA stellt dabei die Phase A dar. Als Phase B, welche die Peelkomponente darstellt, sollen verschiedene mit PLA unverträgliche Additive, Hilfsstoffe und Zusatzstoffe erforscht werden. Diese werkstofftechnische Modifizierung soll, wenn möglich aus nachwachsenden Rohstoffen erfolgen.
Das Projekt "Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Neue biobasierte Oligomere als Diol- und Polyol-Komponenten in Polyurethan-Klebstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Köln, Campus Leverkusen, Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften durchgeführt. Das geplante Projekt soll die gesamte Entwicklungskette vom Rohstoff hin zum fertigen Klebstoff an ausgewählten Verbindungen aufzeigen. Auf Basis geeigneter biobasierter Rohstoffe werden Oligomere mit Hydroxylfunktionalitäten von 2 (und optional größer als 2) vergleichend über chemische und biokatalytische Routen hergestellt und analytisch charakterisiert. Wichtige Kenngrößen hierbei sind das Molekulargewicht, die Molekulargewichtsverteilung sowie der Funktionalitätsgrad der Verbindungen, die teilweise über die Synthesemethoden beeinflusst werden. Geplant ist, die kommerziell verfügbaren biogenen Rohstoffe für Synthesestudien zu erwerben und einige nicht oder nur schwer verfügbare Intermediate innerhalb des Projektes darzustellen. Nach Umsetzung der biobasierten Oligomere mit Isocyanaten zu Polyurethan-Präpolymeren stehen die Charakterisierung von Performance-Parametern der 1-Komponenten und 2-Komponenten Klebstoffe sowie Polyurethandispersionsklebstoffe im Fokus der industrienahen Entwicklung. Das Projekt gliedert sich in 6 Arbeitspakete, von denen die Arbeitspakete B - D in der ersten Promotion bearbeitet werden und die Arbeitspakete E und F Teil der zweiten Promotion zugeordnet sind. Die Etablierung von Analysenmethoden erfolgt gemeinsam durch beide Promovenden. Folgende Arbeitspakete sind Bestandteil des beantragten Projekts: A) Etablierung von Analysenmethoden B) Biokatalytische Herstellung von oligomeren Diolen / Polyolen C) Gezielte Optimierung von Lipasen für die Oligomerensynthese D) Synthese langkettiger Glykolipide und --Hydroxyfettsäuren als neuartige Intermediate E) Chemische Synthese von Oligomeren und Präpolymeren F) Herstellung von Polyurethandispersionen sowie physikochemische Charakterisierungen.
Das Projekt "Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung materialadaptierter Klebstoffsysteme zur Verwendung in keilgezinkten und flächenverklebten Vollholzwerkstoffen aus unbehandelten und modifizierten einheimischen Laubhölzern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Burckhardt Institut, Abteilung Holzbiologie und Holzprodukte durchgeführt. Hintergrund des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von innovativen Klebstoffsystemen für keilgezinkte und flächenverklebte nicht-tragende Bauteile. Im Fokus steht die Verwendung von unbehandelten und modifizierten Laubholzarten, um einem in Zukunft veränderten Rohstoffangebot durch angepasste Klebstoffsysteme begegnen zu können. Für die Umsetzung des Projektes soll ein dreigliedriges Zielsystem verfolgt werden. Erstens sollen Holzmodifizierungsverfahren die stoffliche Nutzung bisher wenig genutzter Laubholzarten fördern. Alternative Verwendungspotentiale im Zuge einer Holzmodifizierung sollen definiert werden. Die Entwicklung von materialangepassten Klebstoffsystemen nimmt eine zentrale Bedeutung für neuartige technische Lösungen ein. Die zweite Zielkategorie fokussiert daher auf einer Verbesserung der dauerhaften Beständigkeit einer geklebten Verbindung. Die umfassende Charakterisierung einer adäquaten Verklebungsleistung wird dabei um den optischen Eindruck der Klebefuge erweitert. Infolgedessen ist das Projektvorhaben in zwei Teilprojekte unterteilt, in dessen Rahmen einerseits die Beständigkeit und andererseits die Verfärbung einer Klebefuge untersucht werden sollen. Die praxisnahe Entwicklung neuartiger Produkte im Bereich von nicht-tragenden Bauteilen für die Innen- und Außenanwendung ist Inhalt der dritten Zielkategorie. Das Forschungsvorhaben soll durch eine Kompetenzbündelung aus den Fachbereichen der Holzforschung, der Klebstoffforschung und der Prozesstechnologie umgesetzt werden. Ausgangspunkt der Arbeiten sind die Problemfelder der Klebefugenbeständigkeit sowie die Klebefugenverfärbung. Zur Problemlösung ist das Projektvorhaben in zwei Teilprojekte untergliedert. Jedes Teilprojekt umfasst vier separate Arbeitspakete. An der Universität sollen zwei wissenschaftliche Mitarbeiter, eine technische Angestellte und wissenschaftliche Hilfskräfte tätig werden. Die am Projekt beteiligten Unternehmen übernehmen spezifische Entwicklungsaufgaben.
