Das Projekt "Teilvorhaben 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. durchgeführt. In dem Verbundprojekt soll untersucht werden ob die in Vorprojekten gezeigten Effekte von Enzymen hinsichtlich der Wirkungsweise konkretisiert werden können und ob eine Übertragbarkeit auf kontinuierlich arbeitende Anlagen in verschiedenen Maßstäben gegeben ist. Die Wirkungsweise von Enzymen soll anhand der Verzuckerungsleistung sowie durch Nachweis von Metaboliten des Polymerabbaus im Labormaßstab untersucht werden. Hierbei soll die Abhängigkeit der jeweiligen enzymatischen Aktivitäten von zentralen Prozessparamtern (Temperatur, pH-Wert u.a.) berücksichtigt werden. Weiterhin sollen Effekte des Enzymeinsatzes auf Viskosität und Schwimmdeckenbildung untersucht werden um den Einfluss auf Rührzeiten bzw. Rührleistung zu bewerten. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse wird parallel in zwei Scaling-up-Schritten überprüft. Die gewonnenen Daten dienen als Basis für eine umfassende Kosten-Nutzen-Analyse, Verfahrensbewertung und Stoff- und Energiebilanzierung hinsichtlich des Einsatzes von Enzymen bzw. Enzymmischungen in Biogasanlagen. In Abhängigkeit vom Substrateinsatz und zentralen Anlagenparametern sollen hieraus sollen konkrete Handlungsempfehlungen für Betreiber abgeleitet werden
Das Projekt "Verbesserte Vorbehandlung durch Nassoxidation und enzymatische Verzuckerung mithilfe maßgeschneiderter Enzymsysteme für verbesserte Zuckerfreisetzung aus Lignozellulose-haltiger Biomasse für die Biokr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik - Enzymprozesstechnik durchgeführt. Die globale Industrialisierung in den vergangenen Jahren führte zu einem enormen Anstieg im weltweiten Energiebedarf. Biomasse-basierte Treibstoffe zeigen ein erhebliches Potenzial, diesen Energiebedarf zu decken. Bio-Ethanol, Bio-Butanol und andere maßgeschneiderte Biokraftstoffe bauen auf einem gemeinsamen Prozess der Fermentation von Zuckern zu den Biokraftstoffen oder Plattformchemikalien auf. Die größere Herausforderung hierbei ist die Freisetzung der Zucker aus der komplexen Biomassestruktur. Das vorgeschlagene Projekt zielt auf die Entwicklung eines schnellen und effizienten Prozesses für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse. Die in der Zuckerfreisetzung involvierten Schritte, nämlich Vorbehandlung und enzymatische Hydrolyse, werden getrennt von Experten aus Indien und Deutschland beforscht. Der indische Projektpartner ist auf dem Feld der Naßoxidation erfahren, wogegen der deutsche Projektpartner auf dem Gebiet der Charakterisierung und Formulierung von Cellulasepräparationen für maximale Produktivität arbeitet. Somit soll ein hoch-effizienter zweistufiger Prozess für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse entwickelt werden
Das Projekt "Verwertung von Getreidestroh und anderen lignozellulosehaltigen landwirtschaftlichen Rohstoffen zu Basischemikalien und Treibstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Land-, Umwelt- und Energietechnik durchgeführt. Die letzten Monate haben gezeigt, dass die Märkte für agrarische Rohstoffe sehr volatil sind. Dies einerseits deshalb, weil die Nachfrage nach Nahrungs- und Futtermittel insbesondere in den Schwellenländern durch höheren Lebensstandard und geänderte Essgewohnheiten im-mer größer wird, und andererseits die Notwendigkeit Industriechemikalien und Energieträger aus NAWARO herzustellen zunimmt. Da Stärke- und zuckerhältige Rohstoffe leicht zu verar-beiten sind, werden diese, obwohl sie die stark nachgefragten Nahrungs- und Futtermittel sind, auch als Rohstoffe zur technischen Nutzung immer stärker nachgefragt. Da aber die Ackerflächen zum Anbau begrenzt sind, wird nach Alternativen gesucht. Daher wird weltweit geforscht, lignozellulosehältige Rohstoffe, die als Nebenprodukte beim Anbau von Nahrungs- und Futtermittel anfallen, zu verwenden. Eine österreichische Forschungsgruppe, bestehend aus Forschern der Universität Graz und der TU Graz, der Papierfabrik Steyrermühl sowie dem Anlagenbauer VOEST ALPINE, war Ende der 1980-iger führend auf dem Gebiet der enzymatischen Hydrolyse von Stroh. Dem Konsortium gelang es, die Technologie bis in den Pilotmaßstab zu entwickeln. Die Ergebnis-se dieser Aktivitäten sind unter anderem in Steinmüller 1991 zusammengefasst. Anfang der 1990-iger Jahre wurden jedoch die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wegen des gerin-gen Ölpreises eingestellt. 2007 wurde ein Projekt zur Wiederaufnahme der Forschung genehmigt. Die Ergebnisse sind so vielversprechend, dass nun die Hydrolyse mit Ethanolgewinnung im Technikumsmaßstab getestet und Untersuchungen zur Gewinnung und Nutzung der Nebenprodukte wie Biogas, organische Säuren und Lösungsmittel durchgeführt werden sollen. Der nachfolgende Projektantrag zeigt, wie es gelingen könnte, das Know-How der 80-iger und 90-iger Jahre des 20. Jahrhunderts kombiniert mit den Erkenntnissen und Erfahrungen des derzeit laufenden Projektes und neuen technischen und wissenschaftlichen Ansätzen soweit zu verbinden, dass ein konkurrenzfähiges Verfahren zur Erzeugung von Ethanol und anderen Industriechemikalien aus Stroh entwickelt werden kann. Kerneinheiten des Verfahrens sind die Vorbehandlung mit Dampf, die Gewinnung von Cellu-lasen auf dampfvorbehandeltem Stroh sowie die Verzuckerung mittels der selbst hergestell-ten Rohcellulasen in einem integrierten Gesamtprozess. Weiters wird in diesem Projekt überprüft, ob die Herstellung der Industriechemikalien, im ersten Schritt vorrangig Ethanol, nicht auch in einem SSF-Prozess (simultane Verzuckerung und Vergärung) erfolgen kann. Ebenfalls Untersuchungsgegenstand ist die Gewinnung von Biogas sowohl mit vorbehandel-tem Stroh als auch mit Hydrolyserückstand und Schlempe, da es Ziel der Verfahrensentwick-lung ist, den Prozess energieautark zu betreiben. Daneben sollen auch noch Untersuchun-gen der Brüdenkondensate sowie eine Charakterisierung des schwefelfreien Lignins im Hyd-rolyserückstand durchgeführt werden.
Das Projekt "Hydrothermolyse von Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Waagner-Biro AG durchgeführt. Das Verfahren bewirkt einen sehr umweltfreundlichen Aufschluss von Biomasseprodukten wie z.B. Stroh, Holz, Altpapier, da als Agens nur Wasser verwendet wird. In einem Perkolationsreaktor wird die pflanzliche Biomasse bei ca. 200 Grad Celsius mit Wasser durchstroemt, dabei loesen sich die Hemicellulose und ein wesentlicher Anteil des Lignins im Eluat. Da die Hemicellulose zwar in ihrem Molekulargewicht verringert, aber qualitativ in der Loesung erhalten wird, steht sie fuer die enzymatische Verzuckerung vollstaendig zur Verfuegung. Der Rueckstand, der die Cellulose enthaelt, ist nach etwa halbstuendigem Betrieb ideal fuer eine nachfolgende enzymatische Verzuckerung aufgeschlossen. Ueber 90-prozentige Verzuckerungsraten werden dabei erhalten. Nach der Verzuckerung des Hemicelluloseneluats koennen Produkte wie Xylit und Furfural in hohen Ausbeuten erhalten werden. Die Pentoseloesungen sind auch fermentativ zu Butanol, Ethanol oder Hefe umsetzbar. Aus der vorbehandelten und verzuckerten Cellulose kann das breite Spektrum der Glucosechemie (Herstellung von Ethanol, Ethylen, Zitronensaeure, Antibiotika, Hefe, usw.) erschlossen werden.