Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Bagasse fällt als Neben- bzw. Abfallprodukt bei der Zuckergewinnung aus Zuckerrohr an. Um aus diesem Produktstrom einen Mehrwert zu generieren, soll die Bagasse durch chemische oder enzymatische Modifizierung (Veresterungen) in ein Material umgewandelt werden, welches sich im Extruder und durch Spritzguss thermoplastisch verarbeiten lässt. Weiterhin sollen bestimmte Fraktionen der Bagasse als Füllstoff und Verstärkungsmaterial in biobasierten Kunststoffen wie z.B. Bio-PE, PLA, etc. und insbesondere in den im Projekt neu entwickelten Bagasse-Estern eingesetzt werden. In dem Projekt sind zwei Partner aus Deutschland und drei aus Brasilien beteiligt. Das Ausgangsmaterial, die Zuckerrohrbagasse, wird von brasilianischer Seite einerseits in nativer Form und andererseits fraktioniert zur Verfügung gestellt. Diese Rohstoffe werden am Fraunhofer IAP durch Veresterungen chemisch modifiziert. Parallel dazu findet eine enzymatische Veresterung in Brasilien statt. IAP und Tecnaro werden beide resultierende Ester charakterisieren, verarbeiten und daraus in komplementärer Arbeitsteilung thermoplastisch verarbeitbare Biopolymer-Compounds entwickeln. Neben dem Einsatz der chemisch bzw. enzymatisch modifizierten Rohstoffe sollen weitere Bagassefraktionen als Verstärkungskomponente in Biopolymersystemen eingesetzt werden. Im Anschluss sollen von TECNARO auf Basis der neuen Bagassematerialien ggf. in Zusammenarbeit mit Pilotkunden Demonstrator-Bauteile gefertigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt BAM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 4 Material und Umwelt, Fachgruppe 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien, Arbeitsgruppe 4.3.3 Verfahren für Abfallbehandlung und Recycling durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Auftrennung lipider Rohstoffe/Reststoffe in Stoffströme mit gesättigten und ungesättigten lipiden Spezies, die zur Herstellung verschiedener Produkte mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften notwendig sind. Das Verfahren soll auf folgenden Teilschritten beruhen, von denen drei enzymkatalysiert ablaufen und die unterschiedlich miteinander verknüpft werden können: a) Enzymkatalysierte Hydrolyse der Fette bzw. Fett/Fettsäuregemische b) Enzymkatalysierte substratspezifische Veresterung der gesättigten Fettsäuren c) Abtrennung der gesättigten Ester von den ungesättigten Fettsäuren d) Enzymkatalysierte Veresterung der ungesättigten Fettsäuren e) Sulfatierung der ungesättigten Fettsäuren bzw. ihrer Ester. Durch den Schritt e) werden wasserlösliche Produkte erhalten. Mit den vier Produktlinien stehen maßgeschneiderte und neuartige Komponenten für den Einsatz in Formulierungen für unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung. Während die Grundlagen der enzymkatalysierten Reaktionen in der BAM erarbeitet werden, befasst sich der Projektpartner Greibo-Chemie mit den Teilschritten c) und e). Die Untersuchungen der enzymkatalysierten Teilschritte beginnen im 100 ml- Rührreaktor und werden bis zur Optimierung im 100 L- Rührreaktor in der BAM fortgeführt. Von den Zwischenprodukten werden Greibo-Chemie für die Untersuchung der Teilschritte c) und e) entsprechende Mengen zur Verfügung gestellt werden. Anschließend wird entschieden, welche Verknüpfungen der Teilschritte zu ein- bzw. absetzbaren Produkten führen. Es werden gemeinsam Versuche an 1,5 bzw. 3 t- Rührreaktoren von Greibo-Chemie zur Herstellung größerer Produktmengen durchgeführt. Ergebnisse werden in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht und auf Tagungen präsentiert. Aus den oben beschriebenen 4 Produktlinien sollen maßgeschneiderte Produkte entwickelt werden, die der Projektpartner Greibo vermarkten kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 1 (Vorhabenteil FhG)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Durch Pyrolyse erzeugte Bioöle unterscheiden sich grundsätzlich von Pflanzenölen oder Heizöl. Sie sind bei einer motorischen Nutzung insbesondere durch den hohen Säure- und Wassergehalt, den geringen Heizwert und die hohe Viskosität problematisch. Ziel des Projekts ist es, aus rohem Pyrolyseöl ein Produkt mit deutlich verbesserten Eigenschaften für eine motorische Nutzung und einer verbesserten Raffineriefähigkeit zu erzeugen. Säuregehalt, Wasseranteil und Viskosität von Pyrolyseölen sollen vermindert sowie der Heizwert und die Lagerstabilität merklich erhöht werden. Dies erfolgt durch die Verfahrensvarianten (a) Veresterung und/oder Acetalisierung und (b) Hydrierung sowie deren Kombination. Bei einer Veresterung bzw. Acetalbildung wird eine Reaktion einzelner Bestandteile des Pyrolyseöls mit höheren Alkoholen (größer als C3) durchgeführt, bei der Wasserstoffbehandlung werden das Pyrolyseöl bzw. ausgewählte veresterte Fraktionen katalytisch unter Wasserstoffdruck umgesetzt. Die Versuche zur Veresterung und Acetalisierung werden bei Fraunhofer UMSICHT, die Hydrierungsversuche am Johann Heinrich von Thünen Institut (TI) durchgeführt. Die Hauptarbeitspunkte sind: Einbindung eines Industriepartners (Fraunhofer UMSICHT/TI), Veresterung und Acetalbildung (Fraunhofer UMSICHT), Wasserstoffbehandlung von Bioölen (TI), Erarbeitung eines integrierten Verfahrenskonzepts (Fraunhofer UMSICHT/TI), sowie orientierende Energie-/THG-Bilanzierungen und Kostenschätzungen (Fraunhofer UMSICHT/TI).
Das Projekt "Teilvorhaben 2 (Vorhabenteil TI)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Holztechnologie und Holzbiologie durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, aus rohem Pyrolyseöl ein Produkt mit deutlich verbesserten Eigenschaften für eine motorische Nutzung und verbesserter Raffineriefähigkeit zu erzeugen. Die Gewinnung von Plattformchemikalien wird ebenfalls untersucht. Säuregehalt, Sauerstoffgehalt und Viskosität von Pyrolyseölen sollen vermindert sowie der Heizwert und die Lagerstabilität merklich erhöht werden. Dies erfolgt durch die Verfahrensvarianten (a) Veresterung und/oder Acetalisierung und (b) Hydrierung sowie deren Kombination. Bei einer Veresterung bzw. Acetalbildung wird eine Reaktion einzelner Bestandteile des Pyrolyseöls mit höheren Alkoholen (größer als C3) durchgeführt, bei der Wasserstoffbehandlung werden das Pyrolyseöl bzw. ausgewählte veresterte Fraktionen katalytisch unter Wasserstoffdruck umgesetzt. 1. Erprobung von Katalysatoren in Batch- und Konti-Versuchen. Zum Einsatz sollen kommerzielle Katalysatoren kommen. Muster werden aus der Industrie bezogen. Durch Variation der Parameter Zeit und Druck soll vor allem die mechanische Langzeitstabilität und Aktivität erprobt werden. Die Verwendung von Modellsubstanzen aus Veresterungsversuchen ist ebenfalls vorgesehen. 2. Hydrierung ausgewählter Produkte zur weiteren Sauerstoffminderung im Produkt und Bestimmung der optimalen Versuchsparameter. Aufbau und Betrieb einer kontinuierlich betriebenen mehr-stufigen Hydrieranlage. um sowohl zu Beginn milde als auch später drastischere Bedingungen einstellen zu können. 3. Optimierung der Parameter in der kontinuierlichen Anlage Hierzu zählen: Durchsatzmenge, Wasserstofffluss, Temperatur, Druck und Katalysatorart. 4. Produktcharakterisierung und Aufstellung von Massenbilanzen. Möglichkeit der Generierung eigener Schutzrechte. Generierung neuer Folgevorhaben mit direkter Industriebeteiligung. Darstellung der Ergebnisse durch Vorträge auf wissenschaftlichen Tagungen und Publikationen in internationalen referierten Zeitschriften.
Das Projekt "ERA-NET EuroTransBio-6: Entwicklung von Prozessen zur enzymkatalysierten Umwandlung von lipiden Abfallstoffen zu marktfähigen Produkten, Teilprojekt Greibo-Chemie GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GREIBO-Chemie GmbH durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit einer Möglichkeit, aus Fetten und Altfetten höherwertigere Rohstoffe zu gewinnen. Ziel ist die Entwicklung eines enzymatische Schritte enthaltenden chemisch-technologischen Verfahrens zur Auftrennung von Fetten und Fettsäuren, insbesondere Altfetten, in Stoffströme mit überwiegend gesättigten Fraktionen und Stoffströme mit überwiegend ungesättigten Fraktionen, die zur Herstellung verschiedener Produkte mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften notwendig sind. Dazu sind eine neuartige lösungsmittelfreie enzymatische Veresterung und verschiedene Trennverfahren zu entwickeln und mit an sich bereits bekannten enzymatischen und nicht-enzymatischen Verfahrensschritten zu kombinieren. Die ungesättigten Fraktionen stellen neuartige, innovative, höherwertigere Produkte dar, die aufgrund ihres höheren Gehaltes höhere Wirksamkeit und damit höheren Gebrauchswert haben und auch für speziellere oder neue Anwendungen einsetzbar sind. Bei der Auswahl der Altfette wird mit spanischen Kooperationspartnern zusammengearbeitet. Die BAM übernimmt die Untersuchung der enzymkatalysierten Reaktionen, Greibo die Trennoperationen. Die Untersuchung der enzymkatalysierten Teilschritte erfolgt in 100ml- bis 100l- Rührreaktoren. Zum Projektende werden gemeinsam Versuche an 1,5t- bzw. 3t- Rührreaktoren bei Greibo-Chemie zur Herstellung größerer Produktmengen durchgeführt.
Das Projekt "Polyolherstellung aus Pflanzenoelen waehrend des chemischen Polyurethanrecyclings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von REGRA Kunststofftechnik GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist die Herstellung von Polyolkomponenten auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Als nachwachsende Rohstoffe werden dabei Verbindungen eingesetzt, die ver- bzw. umgeestert werden koennen. Definitionsgemaess koennen dementsprechend alle natuerlichen Rohstoffe eingesetzt werden, die Hydroxyl-, Amin-, Carbonsaeure und/oder Estergruppen enthalten. Diese Verbindungen koennen durch einfache Umesterungs- bzw. Veresterungsprozesse in Polyolkomponenten ueberfuehrt werden. Zu diesen Verbindungen zaehlen insbesondere Pflanzenoele wie z.B. Rapsoel, die Grundlage dieses Vorhabens sind. Die auf Basis dieser nachwachsenden Rohstoffe hergestellten Polyole koennen zu Isocyanatprepolymeren weiterverarbeitet werden oder direkt fuer die Produktion von Polyurethan eingesetzt werden. Aufgrund der Variationsmoeglichkeiten bei der Polyolherstellung koennen 'tailor made'-Polyole produziert werden, die in praktisch allen Bereichen des Werkstoffes Polyurethan (Hartschaum, Weichschaum, Kompaktmaterial usw.) Einsatz finden. Der innovative Charakter des Vorhabens liegt darin, die Polyolherstellung aus nachwachsenden Rohstoffen in den chemischen Recyclingsprozess von PUR zu integrieren. Hierbei ergeben sich wertvolle Synergieeffekte und hervorragende Polyoleigenschaften. Beim chemischen Recycling von PUR werden die PUR-Reststoffe durch chemische Prozesse (Veresterung, Umesterung usw.) in niedermolekularen, isocyanatreaktive Abbauprodukte (Recyclingspolyol) gespalten, die wiederum als Polyolkomponente fuer die PUR-Herstellung eingesetzt werden koennen. Beim chemischen Recycling, welches in allen PUR-Bereichen in immer groesser werdenden Massstab eingesetzt wird, werden zur Zeit praktisch ausnahmslos petrochemische Reagenzien eingesetzt. Fast alle nachwachsenden Rohstoffe koennen bis auf wenige Ausnahmen (Rizinusoel, Glycerin) nicht direkt fuer die PUR-Herstellung eingesetzt werden. Es muessen erst chemische Prozesse (z.B. Umesterungen, Veresterungen..) durchgefuehrt werden, damit z.B. Rapsoele oder Milchzucker fuer die PUR-Herstellung verwendbar sind. Die Aufarbeitung der nachwachsenden Rohstoffe kann entfallen, wenn diese direkt beim chemischen Recycling zugegeben werden. Durch die waehrend des Recyclingsprozesses ablaufenden Reaktionen (Umesterung, Veresterungen...) werden die nachwachsenden Rohstoffe funktionalisiert und koennen dann direkt als Polyolkomponenten fuer die PUR-Herstellung eingesetzt werden. Dadurch, dass sowohl beim chemischen PUR-Recycling als auch bei der Umesterung von Pflanzenoelen die selbe Anlagen- und Verfahrenstechnik eingesetzt wird, koennen diese Verfahren in beliebiger Form kombiniert werden. Weil das PUR-Recycling immer in Kooperation und im Interesse eines PUR-Verarbeiters, der Polyol als Rohstoff einsetzt, stattfindet, ist ein direkter und konkreter Absatzmark fuer die auf Basis von nachwachsenden hergestellten Polyole gegeben.
Das Projekt "Pflanzenoele durch synergistisch integrierte Technologien innovativ veredeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department für Biogene Rohstoffe und Technologie der Landnutzung, Lehrstuhl für Energie- und Umwelttechnik der Lebensmittelindustrie durchgeführt. Angewandtes Forschungsprojekt zur Erarbeitung der Produktionstechnologien und praktischen Verfahren zur Umesterung von verschiedenen Pflanzenoelen und gebrauchten Speiseoelen zur Pflanzenoel- und Altfettmethylestern. Rohglycerinerzeugung aus Altspeiseoelen und Fetten.
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