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Found 65 results.

Entwicklung eines Wasserstoff-Generators für Biogas

Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel, NWG1: Transformationspfade und -hindernisse zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft in der Bioökonomie - Circulus

Das Projekt verfolgt das Ziel, eine umfassende, integrierte Analyse möglicher politischer und wirtschaftspraktischer Ansatzpunkte für eine Transformation zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft in verschiedenen Wirtschaftssektoren vorzunehmen. Hierzu sollen (1) existierende Paradigmen, Ziele und Regeln sowie die Struktur von Informations- und Materialflüssen in Wirtschaftsbereichen, die auf den agrarischen und forstlichen Rohstoffen der 'Bioökonomie' basieren, aus jeweils sozialwissenschaftlicher, wirtschafts- und technikwissenschaftlicher Perspektive untersucht werden. (2) Die Ergebnisse der einzelnen Analysen sollen durchgehend koordiniert, durch Einsichten aus der Praxis ergänzt, und schließlich zusammengeführt werden. (3) Aus den inter- und transdisziplinären wissenschaftlichen Erkenntnissen heraus sollen handlungsleitende Informationen für politische Entscheidungsträger und die Wirtschaftspraxis abgeleitet werden. Aufbauend auf umfassenden Literaturanalysen in allen Arbeitspaketen sowie der Abstimmung mit VertreterInnen aus der Wirtschaftspraxis werden in Projektteil A umfangreiche empirische Daten zu Paradigmen, Zielen und Regeln in Deutschland, einem weiteren Land und auf internationaler Ebene mittels teilstrukturierter qualitativer Interviews, Dokumentenanalyse, qualitativer Netzwerkanalyse und ggf. quantitativer Befragung erhoben und diskursanalytisch ausgewertet. In Projektteil B werden nach umfangreicher Einarbeitung in theoretische Grundlagen theoretische Modelle und Kriterien für nachhaltige und transparente Informations- und Materialflüsse entwickelt und anschließend in Fallstudien mittels Delphi-Studie, (consequential) Life Cycle Assessment, akteursbezogener Analyse sowie teilstrukturierten Interviews, Dokumentenanalysen, und ggf. quantitativer Befragung überprüft. Alle Arbeitspakete stimmen sich regelmäßig in Workshops ab und erarbeiten schließlich praktische Handlungsempfehlungen.

Teilprojekt 5: Simulation des terrestrischen Wasser- und Kohlenstoffaustausch in einem Erdsystemmodell^Teilprojekt 6: Index zur Vulnerabilität amazonischer Baumarten auf veränderte hydrologische Regime im Zuge des Klimawandels^ATTO Pilotprojekte, Teilprojekt 4: Chemische Charakterisierung von organischen Submikrometeraerosolpartikeln

Verbundprojekt: Nachhaltige Verpackungslösungen aus Makroalgen für den Lebensmittel-Handel (Mak-Pak), Teilprojekt 3

Ziel des Mak-Pak Projektes ist es, eine nachhaltig produzierte, entsorgbare und/oder essbare Verpackungslösung als Darreichungsform für Lebensmittel im Außerhausverzehr sowie im Imbiss-Segment zu entwickeln. Dabei soll die Verpackungslösung ausschließlich aus marinen, spezifischen Makroalgen-Rohstoffen zur Reststoffverwertung bestehen. Das Rohmaterial soll weiterhin mit Extrakten ausgewählter Makroalgenarten, die bioaktive Inhaltsstoffe beinhalten, veredelt werden, damit die Verpackungslösung nicht nur normiert und nachhaltig ist, sondern auch positive Wirkung auf das zu verpackende Lebensmittel bzw. für den Verbraucher einen gesundheitlichen Mehrwert hat. Das Verpackungsdesign wird von der Firma NORDSEE konzipiert und nach der technischen Entwicklung getestet. Die Forschungspartner Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und die Hochschule Bremerhaven (HS) werden die passenden Rohstoffe identifizieren, produzieren und die technische Entwicklung des Verpackungskonzepts vornehmen.

E Power-Converter - CO2Plus - Reduktion in der Stahlindustrie durch die Konvertierung zu CO mittels regenerativ hergestellten elektrischen Stroms, Teilvorhaben 2: UDE

Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen des Projektes E-Power-Konverter soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad C aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet. Durch die umgekehrte Boudouard Reaktion wird das CO2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet. Das Gas könnte auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wir Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. Hierzu wird auf Basis realer Betriebsdaten eine Massen- und Energiebilanz des Hochofenprozesses und des Hochofenprozesses in Kombination mit einem E-Power-Konverter aufgestellt. Im Rahmen von Laborversuchen werden wesentliche Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung identifiziert.

Strategische Allianz ZeroCarbFP - Funktionale Biomasse aus kohlenstoffreichen Abfallströmen, Teilprojekt G

Im Teilprogramm Additives I sollen enzymatische Syntheseprozesse zur Produktion von hochwertigen Schmierstoffadditiven aus biogenen Rohstoff- und Abfallströmen entwickelt werden. Die Abfallströme dienen dabei sowohl als Nährstoffquelle zur Enzymproduktion als auch als Quelle der Synthone für die Schmierstoffadditivsynthese. Die angestrebte Entwicklung eines marktfähigen Prozesses zur Additivsynthese teilt sich daher in ein Unterprojekt zur Entwicklung eines Biokatalysators und einen Entwicklungsstrang für die Additivsynthese. Projektziel ist eine diversifizierte Wertschöpfungskette zur Produktion von Rohstoffen für Schmierstoffe, um ein nachhaltiges und ökologisch sinnvolles Wachstum in diesem Bereich zu gewährleisten. Die Arbeitspakete umfassen alle Schritte zur Entwicklung von biogenen Schmierstoffkomponenten, von der Identifizierung geeigneter biogener Rohstoffe bis zu anwendungsnahen Prüfungen der biokatalytisch hergestellten Produkte. Auf Basis der Ergebnisse aus dem Vorgängerprojekt wird ein gezieltes Up-Scaling erfolgen. Daneben werden weitere Komponenten angestrebt, die direkt in Schmierstoffen eingesetzt werden können, als auch Zwischenprodukte, die als 'building blocks' für eine ganze Reihe von Folgeprodukten dienen können. Die Produkte werden unter schmierstoffrelevanten Aspekten geprüft und bewertet; die Ergebnisse führen ggf. zu Modifikationen am Herstellprozess. Anschließend wird auch die biokatalytische Produktion der neuen Komponenten auf die für technische Anwendungen nötige Größe hoch skaliert.

Optimierte Überführung der Cellulose und Hemicellulose von Getreidestroh in Zuckermonomere durch den kombinierten Einsatz der Thermodruckhydrolyse und neuartiger Enzymquellen, Teilvorhaben 3: Cellulose-abbauende Archaea

Um den Aufschluss der Lignocellulose aus Getreidestroh kostengünstiger und effizienter zu machen sollen mikrobieller Enzyme wie Cellulasen, Hemicellulasen, Laccasen und Peroxidasen aus extremophilen Mikroorganismen (vorwiegend Archaea) isoliert werden. Die DSMZ besitzt weltweit die umfangreichste Sammlung extremophiler Mikroorganismen. Das Temperaturoptimum der Cellulaseenzyme dieser extremophilen Organismen liegt oft bei etwa 80 Grad C, was u.a. die Gefahr einer Kontamination mit anderen mesophilen Bakterien reduziert. Dadurch wird sich die Ausbeute an Zucker und damit in Folge auch die Bioethanolproduktion erhöhen. Um das Ziel zu erreichen, wird die DSMZ zunächst extremophile Organismen auf ihre cellulolytische Aktivitäten hin untersuchen und dem Verbundpartner SeqLab zur DNA-Sequenzierung zur Verfügung stellen. Außerdem wird die DSMZ SeqLab bei der Suche nach cellulolytischen Genen, die durch Metagenomanalyse von Umweltproben erhalten wurden, mit ihrer Bioinformatik unterstützen. Die Neuisolate der cellulolytischen Mikroorganismen werden von der DSMZ in Reinkultur genommen, chemotaxonomisch charakterisiert und unter besonderer Berücksichtigung der metabolischen Eigenschaften phänotypisiert werden. Dies ist notwendig um die Neuisolate valide benennen zu können. Die axenischen Kulturen der identifizierten Stämme werden an der DSMZ durch Gefriertrocknung und Lagerung konserviert, damit sie für die Herstellung von Enzymen zur Verfügung stehen.

Entwicklung eines Verfahrens zur Energie- und Wertstoffrückführung mittels Membranen aus dem Biogasprozess (NiMem)

Organische Reststoffe aus insbesondere der Schlachtindustrie und der Geflügelwirtschaft sind eine noch weitgehend ungenutzte Ressource. Mittels anaerober Verwertung kann der hohe Energiegehalt der betrieblichen Reststoffe (Schlachtabfall und Hühnerkot) Großteils wiedergewonnen werden. Bei der Vergärung führen die hohen Stickstoff- oder Schwefelkonzentrationen dieser Abfälle jedoch zu einer Hemmung der Mikrobiologie und zu geringen Methanerträgen. Die noch nicht etablierte Möglichkeit der Monovergärung dieser Abfälle stellt eine hervorragende Alternative zur Nutzung von Energiepflanzen dar, deren Einsatz zuletzt stark in Diskussion gekommen ist. Die derzeit gängigste Lösung ist eine Co-Fermentation mit nachwachsenden Rohstoffen, welche teilweise nur geringe Konzentrationen an Schwefel oder Stickstoff enthalten. Durch ihren Einsatz wird der ökonomische und ökologische Vorteil des Biogasprozesses jedoch deutlich verringert. Das im NiMEM Projekt entwickelte innovative integrative Membranverfahren ermöglicht Biogasprozesse bei hohen Stickstoffgehalten zu realisieren und Nährstoffe zu recyclen. Die Entfernung der Hemmstoffe führt zu einer energieeffizienten Produktion von Biogas und erhöht die Methanausbeute. Dazu wird zunächst Schwefel mikrobiologisch durch Oxidation von H2S aus dem produzierten Biogas entfernt und als Schwefelsäure wiedergewonnen. Diese Säure wird wiederum als Absorptionslösung für die Stickstoffentfernung genutzt, wobei Ammoniumsulfat als Wertstoff anfällt. Zusammen mit dem getrockneten Gärrest wird somit ein weiteres hochwertiges Düngemittel in handelsüblicher Formulierung zurückgewonnen. Dieses innovative Nährstoffrecycling ersetzt energieintensiv erzeugten Kunstdünger und trägt somit zur Einsparung fossiler Brennstoffe bei. Schlacht- und Hühnerbetriebe sind ideale Anwender für das innovative Gesamtkonzept, da die bei Verstromung im BHKW entstehende elektrische Energie und Abwärme vor Ort optimal eingesetzt werden kann. Durch die verstärkte Einbindung der Biogastechnologie in Industrieprozess wird der Wirkungsgrad des Energieträgers drastisch erhöht. Im Labormaßstab werden Erkenntnisse zum Verhalten von Membrankontaktoren bei den verwendeten Substraten gewonnen. In Folge werden die Ergebnisse in einer Kontaineranlage umgesetzt und der Prozess weiter optimiert. Die Umsetzung dieses Projektes besitzt das Potential, die Gesamteuropäischen Stromerzeugung aus Biogas um 20% zu steigern. Durch die effiziente Verwertung des Biogases können weitgehend energieautarke Betriebe geschaffen und somit wiederum fossile Energieträger substituiert werden. Die lokale Bereitstellung von Energie entlastet zudem die Leitungsnetze und liefert einen Beitrag zur Schaffung von regionalen Arbeitsplätzen.

Teilvorhaben 3^KMU-innovativ - Ressourceneffizienz: Integrierter Jatropha curcas Entkapselungs-, Entschälungs-, Entölungs- und Entgiftungsprozess zur effizienten Produktion von hochwertigem Designer-Proteinfutter und Pflanzenöl, Teilvorhaben 2

Jatropha curcas L. ist eine tropische Ölpflanze mit diversen Nebenprodukten. Hauptziel dieses Projektes ist es, eine integrierte, multifunktionale Prozesskette zur Entkapselung von Jatrophafrüchten, Entschälung von Samen, Entölung von Kernen durch Matrix(Co-) pressung mit harten Getreidekörnern zu entwickeln. Das Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim (440e) wird sich im Projekt mit der Entwicklung folgender Technologien befassen: Prototypen für die Entkapselung und Entschälung werden entwickelt ; Ein Matrix-Pressverfahren wird entwickelt und die Öl-Gewinnung optimiert; Brenneigenschaften von Pellets werden analysiert.

E Power-Converter - CO2Plus - Reduktion in der Stahlindustrie durch die Konvertierung zu CO mittels regenerativ hergestellten elektrischen Stroms^Teilvorhaben 2: UDE, Teilvorhaben 1: TUC

Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen dieses Projektes soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO 2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad Celsius aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet werden. Durch die umgekehrte Boudouard-Reaktion wird das CO 2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet werden. Das Gas könnte aber auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wie Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. 1. Energetische Bilanzierung des Hochofenprozesses auf der Basis realer Betriebsdaten. 2. Massen- und Energiebilanz eines E-Power-Konverters auf der Basis realer Abgasmengen von Hochöfen. 3. Durchführung von Laborversuchen. 4. Identifikation wesentlicher Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung. 5. Ermittlung der Potentiale verschiedener Brennstoffe inkl. von Bioreststoffen.

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