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.
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.
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.
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.
Das Projekt "Teilprojekt Uni Frankfurt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften durchgeführt. Eine der größten Herausforderungen der Zukunft ist die nachhaltige Produktion von Chemikalien und Kraftstoffen aus nicht-fossilen Quellen bei gleichzeitiger Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Nutzung günstiger Ein-Kohlenstoffverbindungen (C1) als Ausgangsbasis für die Synthese von Chemikalien und Kraftstoffen. Der bisherige Fokus lag hier auf der Nutzung von Gasen wie CO/CO2 und CH4 aus industriellen Abfallströmen, biologischem Abbau (Biogas) oder der Herstellung von Synthesegas (H2, CO2, CO) durch die Gasifizierung von Abfällen unterschiedlichster Herkunft. Dieser Ansatz ist jedoch auch mit Nachteilen verbunden, wie z.B. Explosionsgefahr und der erschwerte Stoffübertrag der Gase in die flüssige Phase. Im Gegensatz dazu ist flüssiges Methanol leicht zu lagern und zu transportieren und besitzt keine Limitierung bezüglich des Stoffübertrags. Es lässt sich aus zahlreichen nachhaltigen Quellen herstellen, u.a. Synthesegas, Biogas oder erneuerbarer Elektrizität in Kombination mit CO2. Das Ziel des Verbundprojektes Methanol aus Synthesegas als Basis für eine nachhaltige Produktion von veredelten Chemikalien mittels synthetischen- und systembiologischen Lösungsansätzen' ist die Entwicklung eines biologischen Katalysators zur Produktion von Chemikalien (--Aminobuttersäure und 1,4-Butandiol) aus Methanol. Durch einen interdisziplinären Ansatz aus synthetischer Biologie, Systembiologie, rationaler Stammentwicklung, Enzymologie sowie Fermentationstechnik wird ein Prozess zur nachhaltigen Produktion von Chemikalien aus Methanol entwickelt. Das acetogene Bakterium Eubacterium limosum dient hierbei als Entwicklungsplattform. Das Projekt wird begleitet von einer Analyse der Ökobilanzen sowie Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft ('Responsible Research Innovation'). Das Projekt wird final zu neuen nachhaltigen Industrieprozessen führen und einen wichtigen Schritt zu einer Zukunft ohne fossile Brennstoffe beitragen.
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.
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.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fiber Engineering GmbH durchgeführt. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung von Polyethylenfuranoat (PEF), einem neuen, 100% biobasierten Polymer, vom Rohstoff bis in exemplarische textile Anwendungen. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass ähnliche textile Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften wie bei dem am meisten eingesetzten Faserpolymer Polyethylenterephthalat (PET) erreicht werden können. PEF weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Gebrauchstemperatur z.B. für Sitzpolster und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Verarbeitung. Wichtiger Baustein für die PEF-Synthese ist das Molekül FDCA (2,5-furandicarbonsäure), das aus pflanzlichen Zuckern gewonnen werden kann. Ökonomische und produktive Produktionsketten für FDCA von der Rohstoffgewinnung über die Fermentation bis zur Aufreinigung sind durch Kombination von Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthese zu entwickeln. Dabei werden Ausgangsstoffe aus organischen Abfallprodukten genutzt, die außerhalb der Lebensmittelproduktion liegen. Um das Potential des neuen Polymers bzw. der daraus hergestellten Fasern darzustellen, werden diese in Anwendungen im Bereich der Fahrzeuge und der Filtration untersucht. Aufgabe der Fiber Engineering GmbH ist die Anwendung der entwickelten Fasern mit dem FIM Prozess. Dazu wird ein 3D Formwerkzeug in Form einer Rückenlehne verwendet, um erste Feldversuche bei automobilen Partnern zu ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf durchgeführt. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung von Polyethylenfuranoat (PEF), einem neuen, 100% biobasierten Polymer, vom Rohstoff bis in exemplarische textile Anwendungen. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass ähnliche textile Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften wie bei dem am meisten eingesetzten Faserpolymer Polyethylenterephthalat (PET) erreicht werden können. PEF weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Gebrauchstemperatur z.B. für Sitzpolster und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Verarbeitung. Wichtiger Baustein für die PEF-Synthese ist das Molekül FDCA (2,5-furandicarbonsäure), das aus pflanzlichen Zuckern gewonnen werden kann. Ökonomische und produktive Produktionsketten für FDCA von der Rohstoffgewinnung über die Fermentation bis zur Aufreinigung sind durch Kombination von Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthese zu entwickeln. Dabei werden Ausgangsstoffe aus organischen Abfallprodukten genutzt, die außerhalb der Lebensmittelproduktion liegen. Um das Potential des neuen Polymers bzw. der daraus hergestellten Fasern darzustellen, werden diese in Anwendungen im Bereich der Fahrzeuge und der Filtration untersucht. Aufgabe der DITF ist neben der Koordination des Gesamtvorhabens die Synthese von FDCA zu PEF, die Entwicklung der Fasern sowie Unterstützung in der textilen Anwendung.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. durchgeführt. Ein Haupthindernis für die wirtschaftliche biotechnologische Produktion von Chemikalien sind niedrige Syntheseraten und geringe Ausbeuten der entsprechenden Stoffwechselvorprodukte. In der ersten Phase von ForceYield wird der zentrale Stoffwechsel von Corynebacterium glutamicum so reorganisiert, dass eine direkte Kopplung von Wachstum und Bioproduktion möglich ist. Zudem wird die Plattform so gestaltet, dass die Produktion wirtschaftlich relevanter Chemikalien (3-Hydroxypropionat, Malonat und Fettsäuren) aus Lignocellulosezuckern möglich ist. Im Vergleich zu bestehenden Systemen hat diese Plattform das Potenzial, eine deutlich höhere Produktionseffizienz und eine größere Flexibilität hinsichtlich der Produktpalette aufzuweisen. Um die wirtschaftliche Attraktivität der Plattform zu erhöhen, sollen die in dieser ersten Phase entwickelten Stämme genetisch verbessert, neuartige Produktionsverfahren etabliert und das Produktportfolio erweitert werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die praktischen Erkenntnisse, begleitenden Analysen und Empfehlungen der Branchenexperten aus Phase 1 gelegt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden moderne Methoden der Synthetischen Biologie (z.B. Adaptive Evolution, Fluxomics, Sensor Strain Engineering, Enzym-Engineering) mit neuen Ansätzen der Bioverfahrenstechnik (z.B. neuartige Prozesse für großtechnische Anwendungen in Blasensäulen/Gaslift-Bioreaktoren) kombiniert, um die Produktion in Bezug auf Ausbeute, Geschwindigkeit, Robustheit und Maßstab zu erhöhen. Darüber hinaus wird das Produktportfolio um weitere kommerziell relevante Produkte, wie hochwertige Zucker, Süßstoffe, Capsaicinoide und biogene Amine erweitert. Begleitende Analysen und die kontinuierliche Einbindung von Branchenexperten ermöglichen die gezielte Steuerung der F&E-Aktivitäten. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass im Rahmen des Projekts eine wirtschaftlich hoch attraktive Plattform geschaffen und die kommerzielle Verwertung weiter beschleunigt wird.