Das Projekt "Teilprojekt: Fh IVV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung einer aktiven Lebensmittelverpackungsfolie. Die Imprägnierung mittels überkritischem CO2 ermöglicht es, Kunststofffolien mit pflanzenbasierten Wirkstoffen antimikrobiell auszurüsten und somit auf toxische organische Lösungsmittel zu verzichten. Derartig funktionalisierte Verpackungen können dazu beitragen, die Sicherheit frischer, leicht verderblicher Lebensmittel zu erhöhen und deren Haltbarkeit zu verlängern. Der Prozess der Imprägnierung von Polymeren mit antimikrobiell aktiven Substanzen durch überkritisches CO2 ist neu im Bereich der Lebensmittelverpackungsfolien. Für dieses neuartige und nachhaltige Verfahren werden neben dem 'grünen' Lösungsmittel CO2 nur Substanzen natürlichen Ursprungs, wie Pflanzenextrakte oder darin vorkommende Einzelsubstanzen verwendet. Das Projekt leistet daher einen wertvollen Beitrag zu einer nachhaltigen und biobasierten Wirtschaft. Um die Projektziele zu erreichen, arbeitet ein internationales Team von chilenischen und deutschen Forschungs- und Industriepartnern eng zusammen. Es werden Pflanzenextrakte entwickelt und bezüglich ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit, ihren sensorischen Eigenschaften und ihrer Verarbeitbarkeit bewertet. Parallel dazu wird der Imprägnierungsprozess im Labormaßstab etabliert und optimiert. Es wird der Einfluss unterschiedlicher Verfahrensparameter auf die chemischen, mechanischen und antimikrobiellen Eigenschaften der Folien untersucht. Dies bildet die Grundlage für das anschließende Scale-up auf den Industriemaßstab. Hierzu werden konventionelle Anlagen, welche normalerweise für die Extraktion mit überkritischen CO2 verwendet werden, herangezogen. Die so imprägnierten Verpackungsmaterialien werden erstmalig direkt am Lebensmittel auf ihre Wirksamkeit überprüft und ihr Einfluss auf die Qualität und die Haltbarkeit der Produkte untersucht. Die Anwendbarkeit wird zudem lebensmittel- und verpackungsrechtlich beurteilt.
Das Projekt "The supercritical CO2 Heat Removal System (sCO2-HeRo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Energie und Umweltverfahrenstechnik, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen durchgeführt. Raising nuclear reactor safety to a higher level - The supercritical CO2 heat removal system - 'sCO2-HeRo. The 'supercritical CO2 heat removal system', sCO2-HeRo, safely, reliably and efficiently removes residual heat from nuclear fuel without the requirement of external power sources. This system therefore can be considered as an excellent backup cooling system for the reactor core or the spent fuel storage in the case of a station blackout and loss of ultimate heat sink. sCO2-HeRo is a very innovative reactor safety concept as it improves the safety of both currently operating and future BWRs and PWRs through a self-propellant, self-sustaining and self-launching, highly compact cooling system powered by an integrated Brayton-cycle using supercritical carbon dioxide. Since this system is powered by the decay heat itself, it provides new ways to deal with accidents that are beyond design. The sCO2-HeRo provides breakthrough options with scientific and practical maturity, which will be proven by means of numerical tools, like advanced CFD, and small-scale experiments to determine the performance of the components like a compact heat exchanger and a turbo-machine set. A demonstration unit of the sCO2-HeRo system will be installed in a unique glass model in order to demonstrate the maturity of the system. Finally, the potential of this system to deal with a range of different accident scenarios and beyond-design accidents will be shown with the help of the German nuclear code ATHLET.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioActive Food GmbH durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft - Abfallressourcenwirtschaft (V-9) durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Kopplung von MUFTE und GeoSys/Rock Flow zur Verifikation der ECLIPSE - GeoSys-Kopplung - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziel des Teilprojekts sind die Verifikation der Kopplung der Programmpakete ECLIPSE und GeoSys/RockFlow zur Simulation der hydraul. und geochem. Prozesse bei der Verpressung von superkritischem CO2 in tiefe, saline Grundwasserleiter und die Untersuchung der gegenseitigen Abhängigkeit der physikal.-chem. Prozesse, die durch die verschiedenen Modelle simuliert wurden.
Das Projekt "Vorkommen und Verhalten von ausgewaehlten Phthalaten in Wasser und Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich 11 Geowissenschaften, Geologisch-Paläontologisches Institut durchgeführt. Ubiquitaer auftretende organische Schadstoffe stellen eine haeufig unterschaetzte Gefahr fuer Boden und Grundwasser dar, da oft nur wenig ueber die raeumliche und zeitliche Verbreitung dieser Stoffe in den Umweltkompartimenten Luft, Boden oder Wasser bekannt ist. Die Phthalate (Phthalsaeureester) zaehlen zu den auch quellenfern ubiquitaer auftretenden organischen Verbindungen. Den enormen Produktionszahlen der Phthalate (ca. 300000 t/a allein in Deutschland) steht eine verhaeltnismaessig geringe Anzahl von systematischen Arbeiten ueber das Vorkommen und Verhalten dieser Verbindungen in Boden und Wasser gegenueber. Die Toxizitaet der Phthalate, die ueberwiegend als Plastikweichmacher Verwendung finden, wird vor allem in letzter Zeit immer wieder diskutiert. In der vorliegenden Arbeit wurden drei typische Vertreter der Phthalate, Dimethylphthalat (DMP), Di-n-butylphthalat (DBP) und Di-(2-ethylhexyl)-Phthalat (DEHP), fuer Felduntersuchungen ausgewaehlt. Mit DBP als chemische Testsubstanz fuer die Phthalate wurden zusaetzlich Sorptionsexperimente durchgefuehrt. Zur Extraktion von Phthalaten aus Bodenproben wurde eine neue Extraktionsmethode mit superkritischem CO2 (SFE) entwickelt. Die Sorption von DBP im Boden haengt sowohl vom Gehalt an organischem Material (OM), als auch vom Reifegrad des OM ab. Die Isothermen koennen mit dem Freundlich-Modell beschrieben werden. Eine fuer Proben mit vermutlich kerogenartigem OM zu beobachtende starke Nichtlinearitaet der Isothermen deutet an, dass neben einer Sorption im OM auch eine Adsorption am OM moeglich ist. Diese Aussagen gelten wahrscheinlich fuer alle Phthalate. Mit einem Boden- und Wasserscreening mit Proben aus Baden-Wuerttemberg konnte das ubiquitaere Auftreten von Phthalaten bestaetigt werden, wobei sich die wirtschaftliche Bedeutung des jeweiligen Phthalats in der Hoehe der Konzentrationen widerspiegelt. Die Untersuchungen lassen auf eine Grundbelastung des Wassers mit DBP und DEHP in einer Hoehe von ca. 100 ng/L bzw. 600 ng/L schliessen, waehrend DMP nur sporadisch und untergeordnet auftritt. Die Variation der Bodenkonzentrationen kann lateral und vertikal mehrere Groessenordnungen umfassen. Die beobachteten Phthalatgehalte im Boden liegen im Bereich von wenigen myg/kg bis einigen mg/kg Trockenmasse. Zur Differenzierung der Ursachen fuer die gefundenen Belastungen wurde in drei unterschiedlich belasteten Einzugsgebieten der Stoffeintrag und -austrag bestimmt. Zusaetzlich wurden die Emissionen von zwei Muelldeponien als potentielle Phthalatquellen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass fuer die untersuchten Phthalate der Eintrag in natuerlichen, nur atmogen belasteten Waldgebieten (Schoenbuch bei Tuebingen) deutlich geringer ist als in einem industriell hoch belasteten Gebiet (Neckartal bei Tuebingen), wo lokale Emittenten nicht nur erheblich die atmogene Phthalatdeposition beeinflussen, sondern auch durch direkte Emissionen in das Grundwasser zur Phthalatbelastung des Wassers beitragen.
Das Projekt "Machbarkeitsuntersuchung über den Einsatz von Hot Dry Rock Geothermie zur Elektrizitätserzeugung mit Hilfe von superkritischem CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie, Professur für Hydrogeologie und Hydrochemie durchgeführt. Es soll Geothermische Stromerzeugung mit superkritischen CO2 als Arbeitsmittel auf Machbarkeit untersucht werden. Recherchen und Modellrechnungen in den Bereichen: - Geowissenschaften und Geoingenieurwesen; - Kraftwerkstechnik; - Wirtschaftlichkeitsberechnung; - Pilotprojekt. CO2 bietet bei HDR folgende Vorteile gegenüber Wasser: - Hochdruckkreislauf mit Effizienzvorteilen; - Kein zusätzlicher ORC/Kalina-Kraftwerksprozess; - Dichteunterschiede -- geringere Pumpenleistung, - geringe Viskosität/Oberflächenspannung -- höhere Wäremausbeute aus Gestein. April - November Geowissenschaftliche und geotechnische Aufg.; April - November: Bohrtechnische Aufg.; April - November: Kraftwerkstechnik; August - Dezember Wirtschaftlichkeitsberechnungen; Nov. - Dez. Vorschlag Pilotprojekt. Basierend auf den Ergebnissen der Studie soll letztlich für ein Pilotprojekt sowohl ein Standort als auch eine angepasste Technik und Technologie abgeleitet und vorgeschlagen werden. In diesem Kontext sind auch Fördermöglichkeiten (z.B. BMBF, EU) zu prüfen und aufzuzeigen. Da es sich um ein in verschiedensten Bereichen hoch innovatives Projekt handelt, wird davon ausgegangen, dass eine Realisierung nur mit Fördermitteln umsetzbar sein wird.
Das Projekt "Modeling mass transfer processes for multi-phase flow in porous media including fluid-fluid interfacial areas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. Multi-phase flow and transport processes in porous media play an essential role in many environmental, biological, and industrial systems. These processes are especially complex when the phase composition changes, i.e. when mass transfer between phases takes place. It is well known that fluid-fluid interfaces play a central role in mass transfer among various phases. Nevertheless, currently, these interfaces are absent in mass transport theories. Also, almost all macro-scale numerical models completely ignore interfacial areas and either assume thermodynamic equilibrium between the phases or they use empirical functions for their estimation. However, new theories of two-phase flow in porous media have been developed in the last decades which explicitly account for the fluid-fluid interfaces, both without and with interphase mass transfer. The aim of this project is to first compare a two-phase model with interphase mass transfer, accounting for the role of interfacial area, to experimental data. Next, it is planned to extend the new theories to three-phase flow and non-isothermal situations. The new balance equations and constitutive relationships will be implemented into a numerical simulator and applied to an example of carbon dioxide storage in a deep geological formation. When storing carbon dioxide, processes occurring locally within the regions of supercritical carbon dioxide are much more complex and much more dependent on finescale processes than in the large remaining part of the domain of interest. Therefore, a multi-scale-multi-physics approach is envisaged for the solution of this problem.
Das Projekt "Teilprojekt: AcanChia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AcanChia Verwaltungs UG durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung einer aktiven Lebensmittelverpackungsfolie. Die Imprägnierung mittels überkritischem CO2 ermöglicht es, Kunststofffolien mit pflanzenbasierten Wirkstoffen antimikrobiell auszurüsten und somit auf toxische organische Lösungsmittel zu verzichten. Derartig funktionalisierte Verpackungen können dazu beitragen, die Sicherheit frischer, leicht verderblicher Lebensmittel zu erhöhen und deren Haltbarkeit zu verlängern. Der Prozess der Imprägnierung von Polymeren mit antimikrobiell aktiven Substanzen durch überkritisches CO2 ist neu im Bereich der Lebensmittelverpackungsfolien. Für dieses neuartige und nachhaltige Verfahren werden neben dem 'grünen' Lösungsmittel CO2 nur Substanzen natürlichen Ursprungs, wie Pflanzenextrakte oder darin vorkommende Einzelsubstanzen verwendet. Das Projekt leistet daher einen wertvollen Beitrag zu einer nachhaltigen und biobasierten Wirtschaft. Um die Projektziele zu erreichen, arbeitet ein internationales Team von chilenischen und deutschen Forschungs- und Industriepartnern eng zusammen. Es werden Pflanzenextrakte entwickelt und bezüglich ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit, ihren sensorischen Eigenschaften und ihrer Verarbeitbarkeit bewertet. Parallel dazu wird der Imprägnierungsprozess im Labormaßstab etabliert und optimiert. Es wird der Einfluss unterschiedlicher Verfahrensparameter auf die chemischen, mechanischen und antimikrobiellen Eigenschaften der Folien untersucht. Dies bildet die Grundlage für das anschließende Scale-up auf den Industriemaßstab. Hierzu werden konventionelle Anlagen, welche normalerweise für die Extraktion mit überkritischen CO2 verwendet werden, herangezogen. Die so imprägnierten Verpackungsmaterialien werden erstmalig direkt am Lebensmittel auf ihre Wirksamkeit überprüft und ihr Einfluss auf die Qualität und die Haltbarkeit der Produkte untersucht. Die Anwendbarkeit wird zudem lebensmittel- und verpackungsrechtlich beurteilt.
Das Projekt "Extraktion und Vermarktung von Sanddorninhaltsstoffen mit überkritischem CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Verarbeitung des Sanddorns fallen derzeit uneffektiv genutzte Abprodukte an, so zum Beispiel Zentrifugenschlämme, Reinigungsabläufe aus der Saftverarbeitung, Trester und andere Bestandteile die z. Z. nicht oder uneffektiv genutzt werden. Diese Abprodukte beinhalten aber andere Wertstoffe, so z. B. Phytophenole, Tocopherole, Quellstoffe etc. Die Extraktion mit überkritischem Kohlendioxid ist für einen Teil dieser Stoffe direkt, und für andere als Vorreinigung - insbesondere in ihrer Kombination - ein geeignetes Verfahren. Als Ziel des Projektes ist ein Verfahren zur Extraktion der Phytosterole und Tocopherole aus Sanddornabprodukten entwickelt worden. Dieses Verfahren ist an eine Pilotanlage, welche bei der Fa. Sigmar Mothes Hochdrucktechnik errichtet wurde, zur Praxistauglichkeit entwickelt worden. Fazit: Der bedeutende Vorteil bei der Entwicklung einer Hochdruckextraktionsmethode ist, dass durch eine intelligente Prozessführung hochspezifische Produkte gewonnen werden können, deren Zusammensetzung sich von den obigen auf den Markt befindlichen Waren absetzen und dadurch eine hohe Funktionalität aufweisen. Die praktischen Einsatzgebiete der gewonnenen Extrakte werden durch die Isolierung einzelner Inhaltsstoffe und ihrer Aufkonzentrierung stark erweitert und bieten neue Möglichkeiten der Anwendung und Verwendung, mag es als natürlicher Zusatzstoff oder als ein Konzentrat zur Nahrungsergänzung dienen. Diese erste Auswahlphase im Rahmen dieses Projektes zeigt ein deutliches Potential der verwendeten Rohstoffe zur Gewinnung von wertvollen Inhaltsstoffen in konzentrierter Form. Dabei wurden wertvolle Erfahrungen über die Verwendung von unterschiedlichen Rohstoffen, ihrem Verhalten bei der Extraktion und der Zusammensetzung der Endprodukte gemacht. Im Bezug auf die Herstellungskosten spiegelt sich im 12 l Extraktionsmodul eine ungünstige wirtschaftliche Situation wieder. Um die Herstellungskosten bezogen auf das Extrakt zu minimieren, bietet sich die Extraktion im technischen Maßstab an. Wie die Kostenermittlung ergab, sinken die Herstellungskosten in einer 100 l Anlage bis auf ca. 70 Euro /kg Extrakt. Um eine solche Anlage betreiben zu können, muss diese entsprechend ausgelastet sein.
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| Bund | 79 |
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| Förderprogramm | 79 |
| License | Count |
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| offen | 79 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 79 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 44 |
| Webseite | 35 |
| Topic | Count |
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| Boden | 79 |
| Lebewesen & Lebensräume | 79 |
| Luft | 79 |
| Mensch & Umwelt | 79 |
| Wasser | 79 |
| Weitere | 79 |