Stärke ist ein pflanzlicher Reservestoff, der in Form von Stärkekörnern in Speicherorganen von Pflanzen (Körner, Knollen, Wurzeln oder Mark) angereichert wird. Stärke wird sowohl im Lebensmittel - als auch im technischen Bereich in breitem Umfang eingesetzt. Die landwirtschaftliche Erzeugung von stärkehaltigen Rohstoffen erfolgt in Deutschland durch den Anbau von Kartoffel, Weizen und Körnermais. In der Zukunft könnten die Markerbse und Neuzüchtungen mit sehr hohem Amylose- ("Amylo-Mais") oder Amylopektinanteil (z. B. Amylose-freie Kartoffel) Bedeutung erlangen, da sich hierdurch verarbeitungs- und anwendungstechnische Vorteile ergeben. Hinsichtlich der Verwendung werden drei wesentliche Produktlinien unterschieden - native Stärke (Papier, Pappe, Leime, Kleber, Gipskartonplatten, Textilverarbeitung, Kosmetika), - modifizierte Stärke (Lacke, Streichfarben, Bindemittel (Quellstärken), kationische Stärken, Papier, Pappe, Tabletten, Stärkeether und -ester) etc. sowie - Verzuckerungsprodukte (Tenside, Sorbit, Kunststoffe, Vitamin C, Alkohole, Biotechnologie).
Das Projekt "Ethanol aus Zuckerhirse - Gesamtkonzept zur nachhaltigen Nutzung von Zuckerhirse als Rohstoff für die Ethanolherstellung (ZuHiRol)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Technologie- und Förderzentrum durchgeführt. Problemstellung: Die Ethanolproduktion in Deutschland bzw. Bayern basiert derzeit auf stärke- oder zuckerreichen Rohstoffen wie Getreide, Kartoffeln oder Zuckerrüben. Um die Zahl der Nutzpflanzen zu erhöhen und die knappe Ressource Ackerfläche effizienter und nachhaltiger zu nutzen, sollen neue Kulturpflanzen für diese Verwendungsrichtung untersucht werden. Zuckerhirsen sind ein Typ der ertragreichen Art Sorghum bicolor, der hohe Zuckergehalte im Stängel und dem Blattapparat einlagert. Bisher ist die Produktionstechnik von Sorghum allerdings nicht auf die Maximierung des Zuckerertrages ausgerichtet. Ebenso sind die Ernte, Lagerung und möglichst dezentrale Verarbeitung zu Ethanol unter Verwendung der Reststoffe völlig neu zu entwickeln. Zielsetzung: Ziel des Vorhabens ist es, Zuckerhirsen als nachhaltigen Rohstoff für die Erzeugung von Bioethanol zu prüfen. In Anbauversuchen sollen neben geeigneten Sorten auch Produktionstechnik sowie deren Einfluss auf den Gehalt an Zucker ermittelt werden. Ziele der Logistik- und Verarbeitungsuntersuchungen sind die verlustarme Bereitstellung der Zuckerhirse sowie effiziente Rohstoffaufschluss- und Konversionsverfahren zu Ethanol. Dabei soll auch die Nutzung von Beiprodukten (v.a. Bagasse) berücksichtigt werden. Verschiedene Bagassequalitäten sollen auf ihre Brennstoffeigenschaften analysiert und in Verbrennungsversuchen am Feuerungsprüfstand eingesetzt werden, um feuerungstechnische Kenngrößen, Emissionen sowie die Neigung zur Schlackebildung zu ermitteln. Arbeitsschwerpunkte: Gewächshausversuche zum Einfluss von Anbaubedingungen auf den Gehalt an Zucker - Freiland-Parzellenversuche zur Optimierung des Zuckerhirseanbaus - Ernte-, Transport-, Umschlag- und Lagerungsverfahren - Zuckersaftgewinnung und Aufbereitung des Zuckersaftes - Biokonversion der ganzen Pflanze (LCB-Ethanol) - Charakterisierung von Bagasse als Brennstoff - Untersuchung der grundsätzlichen Eignung von Bagasse als Brennstoff für moderne Biomassekesselanlagen am Feuerungsprüfstand - Verfahrensbewertung 'Ethanol aus Zuckerhirse'.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Ökologische Untersuchungen zum Energiehirseanbau (Nährstoff-/Wassereffizienz) und Gärrestverwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Thüringer Zentrum Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Zuckerhirse und Sudangras gelten als Pflanzen mit geringen Ansprüchen an die Wasserversorgung. In Anbauversuchen zeigte sich diese Eigenschaft unter dem Einfluss trockener Witterung in signifikant höheren Erträgen im Vergleich zu Silomais. Dieser Gunsteffekt war allerdings nicht in jedem Trockenjahr zu beobachten. Ziel des Themas ist es, für die Ausweitung des Anbaus von Energiepflanzen auf potenziellen Trockenstandorten in der mittel- und ostdeutschen Region die Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz von Zuckerhirse im Vergleich zu Energiemais unter den klimatischen Verhältnissen des mitteldeutschen Trockengebietes auf zwei Böden mit mittlerer und geringer Wasserversorgung zu bestimmen. Dazu wird mit Hilfe von Kleinlysimetern unter Modellbedingungen die Wirkung unterschiedlicher Stufen der Wasserversorgung auf den Ertrag und die Ausschöpfung des Bodenwassers von Zuckerhirse und Energiemais in den Versuchsjahren 2008 -2010 ermittelt. Die N-Düngung ist innerhalb der Stufen der Wasserversorgung einheitlich und richtet sich nach dem N-Sollwert für die jeweilige Fruchtart. Die N-(Nährstoff)-Nutzungseffizienz ergibt sich aus der Höhe der N-(Nährstoff)-Auswaschung und des N-(Nährstoff)-Saldos. Mit Hilfe der Feldlysimeter Buttelstedt werden im Versuchsjahr 2009 für Zuckerhirse die Wassernutzungseffizienz, das Ausschöpfungsvermögen von Bodenwasser und der Schwellenwert der Bodenfeuchte für einen tiefgründigen Braunerde-Tschernosem bestimmt. Bestandteil des Themas ist des Weiteren die Untersuchung der Düngewirkung von Gärrresten aus Sudangras in einem Praxisversuch.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Materialbereitstellung und Anbauversuche einschließlich einer ökonomischen Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Südwestfalen, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Standort Soest, Fachbereich Agrarwirtschaft durchgeführt. Bereitstellung von Pflanzenmaterial für die TP 4 und 5 sowie im Silageprojekt. Ökonomische Bewertung der Biogas- Anbaufolgen Anbau von Mais, Getreide (Winterweizen, -gerste, -roggen, triticale),Winter- und Sommerzwischenfrüchten (Welsches Weidelgras, Grünroggen, Sonnenblumen, Sudangras, Zuckerhirse, Markstammkohl, Futterraps, Grobleguminosengemische und a.). Diese Arten werden in einer fünffeldrigen Fruchtfolge im Vergleich zu Monomais in Großparzellen in drei Wiederholungen angebaut. Innerhalb der Großparzellen werden Sortenversuche in Kleinparzellen angelegt, in denen die Variation des genetischen Materials dargestellt wird. Dadurch und durch die Variation der Erntetermine in den Großparzellen wird die Bandbreite der Varianz einer Art dargestellt. Aus dem Pflanzenmaterial werden die Proben für die Kalibrationsentwicklung in den TP4 + 5 und anderen hergestellt. Die Aufwendungen in den Großparzellen sowie die Erträge und Qualitäten sind die Ausgangsdaten der ökonomischen Bewertung der Anbaufolgen. Die Ergebnisse des TP werden gemeinsam mit den anderen TP's in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und auf Fachtagungen publiziert. Sie stehen allen interessierten Anwendern zur Verfügung.
Das Projekt "Erarbeitung technischer Vorschlaege zur Gewinnung von Zucker, Futtermitteln und Ethanol aus Zuckerhirse in Bezug auf die Verfahrensschritte vom Anbau bis zum Endprodukt unter besonderer Beachtung der Wirtschaftlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik durchgeführt.
Das Projekt "Zuckerhirse: ein nachwachsender Rohstoff fuer die Energiegewinnung in Europa, Unterauftrag: Versuche zur mechanischen Saftgewinnung aus Zuckerhirse und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen des Zuckerhirseanbaus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik durchgeführt. Als Unterauftrag sollen Versuche zum mechanischen Abpressen von Zuckerhirse mit dezentral einsetzbaren Pressen, wie z.B. Doppelschneckenpressen bearbeitet werden. Ferner wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung fuer Zuckerhirse unter deutschen Anbau- und Nutzungsverhaeltnissen nach einem von INRA vorgegebenen Schema durchgefuehrt.
Das Projekt "Erne, Saftgewinnung, Saftverarbeitung und Bagasseverwertung von Zuckerhirse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik durchgeführt. Studie ueber Ernte, Lagerung, Saftgewinnung und Bagasseverwertung auf der Basis bisheriger Versuchsergebnisse. Ebenfalls sollen Verbrennungsversuche mit Bagasse und Energietypen der Zuckerhirse durchgefuehrt werden.
Das Projekt "Aethanol aus Zuckerhirse (NOEIF)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SUGANA-Zucker durchgeführt. Ziel: Vergasertreibstoffbeimischung.
Das Projekt "Stoffliche und energetische Ganzpflanzennutzung aus der Zwischenfrucht Zuckerhirse zur Produktion von Ethanol und Biogas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Im Großversuch wird bei einer bestehenden Biogasanlage die nachhaltige Nutzung der Zwischenfrucht Zuckerhirse für die Rohstoffgewinnung zur Bioethanol- und Biogasproduktion erforscht. Dabei wird erstmals untersucht inwieweit Pflanzenproduktion, Logistik, Lagerung, Bioethanolrohstoffproduktion und Biogasproduktion zweiter Generation unter gegebenen wirtschaftlichen und ökologischen Rahmenbedingungen erfolgreich umsetzbar sind.
Das Projekt "Cofermentation von Wirtschaftsduengern mit Energiegraesern in landwirtschaftlichen Biogasanlagen: Optimierung der Gaergutmischungen und des Biogasertrages" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Land-, Umwelt- und Energietechnik durchgeführt. Es werden systematische Untersuchungen zum Gaerverhalten der Energiegraspflanze 'Zuckerhirse' bei Cofermentation mit Rinderfluessigmist durchgefuehrt. Die Wirkung des Reifestadiums, des Konservierungsverfahrens und der Effekt des Mischungsverhaeltnisses mit Wirtschaftsduengern auf den spezifischen Methanertrag und den Verlauf der Methangaerung werden ermittelt. Die Versuche werden mit Hilfe von Eudiometer-Messzellen im Batchverfahren bei konstanten und exakt einstellbaren Gaerbedingungen durchgefuehrt. Empfehlungen fuer Biogasanlagenbetreiber bezueglich der Gaergutaufbereitung und - konservierung, des optimalen Mischungsverhaeltnisses von Zuckerhirse und Rinderfluessigmist und zur erforderlichen hydraulischen Verweilzeit des Gaergutes werden abgeleitet. Dadurch soll erreicht werden, dass Energiegraeser verstaerkt zur umweltfreundlichen und kostenguenstigen Biogaserzeugung eingesetzt werden koennen. CO2- und CH4-Konzentrationen im Biogas werden mittels Gaschromatographie bestimmt. Zu Beginn und am Ende jedes Versuches werden Inhaltsstoffanalysen der Gaerstoffe durchgefuehrt. Zu Versuchsbeginn und im Verlauf der Gaerung wird der pH-Wert im Gaermedium kontrolliert. Inhaltsstoffanalysen der Gaergueter (Nt, NH4-N, Ct, Cellulose, Hemizellulose, Rohfaser, Rohprotein, Rohfett) und die Bestimmung der Trockensubstanz, der Asche und des pH-Wertes werden nach gaengigen Standardverfahren durchgefuehrt. Als Effizienzkriterien der Methangaerung werden die Prozessparameter spezifischer Biogasertrag, spezifischer Methanertrag, Biogasqualitaet (Methangehalt), Abbaugrad der organischen Substanz und Inhaltsstoffe des Gaergutes (organischer Stickstoff, Ammonium - Stickstoff, Lignin, Zellulose, Hemizellulose, organischer Kohlenstoff, fluechtige Fettsaeuren) herangezogen.