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2nd Life PLA

Das Projekt "2nd Life PLA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk durchgeführt. Polylactid (PLA), ein Kunststoff aus erneuerbaren Ressourcen, ist eine Alternative zu den fossilen Kunststoffen. Derzeit ist PLA nur in geringen Mengen verfügbar und hat demzufolge einen hohen Preis. Ein Forschungsprojekt des IKV beschäftigt sich daher damit die Recyclingfähigkeit von PLA zu bewerten. Ziel ist es, die Markteinführung von PLA zu vereinfachen und so eine ökologisch nachhaltige Produktion von Kunststoffverpackungen auch ökonomisch voranzubringen. Das IKV untersucht die Extrusion des Materials auf einer Flachfolienanlage. Durch mehrfache Extrusion wird untersucht, wie sich der Werkstoff bei häufiger Belastung verhält, die bei einem internen Recyclingkreislauf zu erwarten ist. Weitere Versuchsreihen sollen die für industrielle Anwendungen angestrebten Recyclingmethoden nachbilden. Z. B wird das Rezyklat mit unterschiedlichen Mengenanteilen Neuware gemischt und anschließend auf der Extrusionslinie verarbeitet. Um den Prozessschritt der Vortrocknung einzusparen, wird die Verarbeitung mit Schmelzeentgasung untersucht. Insbesondere bei der Produktion von Lebensmittelverpackungen ist der Kontakt zwischen Packgut und Rezyklat zu vermeiden. Dazu wird ein mehrschichtiger Folienverbund hergestellt, bei dem das Rezyklat lediglich in der mittleren Schicht eingesetzt wird.

P6

Das Projekt "P6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung optischer Informationen mit Hochleistungsmaterialien ist ein grundlegender Baustein für die moderne Kommunikationstechnologie. Allerdings ist die Ausgangsbasis der meisten verwendeten Materialien für die Optik nicht nachhaltig. Durch den Einsatz von Biopolymeren, die die Natur (z. B. der Gießkannenschwamm) als optische Materialien nutzt, sollen nach den Prinzipien der Bionik im Sinne der Bioökonomie neuartige Biopolymer-optische Fasern nachhaltig ohne fossile Rohstoffe hergestellt werden. Dazu sollen zunächst Cellulosenanokugeln hergestellt werden. Zusätzlich sollen Gele der ausgewählten Biopolymere zu Filmen und Filamenten verarbeitet werden. Biopolymerfilamente werden mit dem jeweiligen anderen Biopolymer beschichtet, um so Lichtwellenleiter herzustellen. Sowohl die eingesetzten Spinnenseidenproteine (P6) als auch die Cellulose (P7) können nach ihrer Nutzungsphase einfach wiederverwertet oder biologisch abgebaut werden. Im Gegensatz zu optischen Materialien aus Glas werden zudem bei der Herstellung keine hohen Temperaturen benötigt, wodurch auch wesentliche Energie- und damit Ressourceneinsparungen ermöglicht werden.

P7

Das Projekt "P7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung optischer Informationen mit Hochleistungsmaterialien ist ein grundlegender Baustein für die moderne Kommunikationstechnologie. Allerdings ist die Ausgangsbasis der meisten verwendeten Materialien für die Optik nicht nachhaltig. Durch den Einsatz von Biopolymeren, die die Natur (z. B. der Gießkannenschwamm) als optische Materialien nutzt, sollen nach den Prinzipien der Bionik im Sinne der Bioökonomie neuartige Biopolymer-optische Fasern nachhaltig ohne fossile Rohstoffe hergestellt werden. Dazu sollen zunächst Cellulosenanokugeln hergestellt werden. Zusätzlich sollen Gele der ausgewählten Biopolymere zu Filmen und Filamenten verarbeitet werden. Biopolymerfilamente werden mit dem jeweiligen anderen Biopolymer beschichtet, um so Lichtwellenleiter herzustellen. Sowohl die eingesetzten Spinnenseidenproteine (P6) als auch die Cellulose (P7) können nach ihrer Nutzungsphase einfach wiederverwertet oder biologisch abgebaut werden. Im Gegensatz zu optischen Materialien aus Glas werden zudem bei der Herstellung keine hohen Temperaturen benötigt, wodurch auch wesentliche Energie- und damit Ressourceneinsparungen ermöglicht werden.

Teilprojekt: FKuR Kunststoff GmbH

Das Projekt "Teilprojekt: FKuR Kunststoff GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FKuR Kunststoff GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung eines neuen Biokunststoffes und einer daraus hergestellten Stegplatte für die Herstellung von Verpackungen. Derartige 'Kunststoffkartons' aus fossilen Rohstoffen werden bereits heute im Export südamerikanischer Produkte wie Blumen, Früchte oder Gemüse eingesetzt. Klassische Kartons aus Papierfasern, obgleich natürlich und nachhaltig, haben für diese Einsatzbereiche einige Nachteile, vor allem die Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit. Zunächst wird das Anforderungsprofil für den zu entwickelnden Biokunststoff ausgearbeitet. Dann werden auf dem Kneter mittels Additiven wie Koppler, Füllstoffe, Weichmacher und Schlägzähigkeitsmodifikatoren in einem iterativen Prozess verschiedene Biokunststoffblends entwickelt und charakterisiert. Neben den mechanischen Eigenschaften wird auch die biologische Abbaubarkeit untersucht. Mit den rheologischen Daten der erfolgversprechendsten Compounds und der Basispolymere werden die Compoundierung und die Kunststoffverarbeitung mittels Software simuliert. Anschließend erfolgt die Verarbeitung der ausgewählten Rezepturen auf einem Labordoppelschneckenextruder, wobei der Einfluss von Scherrate und Temperatur auf die Produkteigenschaften untersucht und die Rezeptur entsprechend dem Anforderungsprofil optimiert wird. Aus diesem Material werden erste Muster von Folien und spritzgegossenen Produkten hergestellt. Nach dem Scale-up auf eine industrielle Compoundieranlage werden ausreichende Mengen des Compounds hergestellt, um danach auf industriellen Anlagen Stegplatten und dünnwandige Spritzgussartikel als Demonstratoren zu produzieren. Daneben wird die Recyclingfähigkeit des Materials untersucht. Begleitet wird das Forschungsvorhaben von einer Ökoeffizienzanalyse.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH 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 vier 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 (Unicamp) 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 werden weitere Bagassefraktionen als Verstärkungskomponente in Biopolymersystemen eingesetzt. Im Anschluss werden von TECNARO auf Basis der neuen Bagassematerialien ggf. in Zusammenarbeit mit Pilotkunden Demonstrator-Bauteile gefertigt.

Teilprojekt A

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.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GEA Westfalia Separator Group GmbH durchgeführt. Ziel ist es, ein technologisches Konzept zu entwickeln, das aus einer Kombination verschiedener integrierter Prozesse zur ganzheitlichen Nutzung mehrerer, verschiedenartiger Pflanzenrohstoffe besteht. Die integrierten Prozesse produzieren Energie, Chemikalien, Treibstoffe und Materialien für technische Anwendungen. Als Rohstoffe werden die Presssäfte der Ölpalme, Jatrophanuss und von Sweet Sorghum sowie alle Fruchtreste und die Bagasse eingesetzt. Folgende Zielprodukte und Anwendungsfelder sind zu nennen. Bernsteinsäure (für Hochleistungskunststoffe und grüne Lösungsmittel), Biodiesel (Biotreibstoff), Biogas (Erzeugung der Prozessenergie), Fasern und Proteine (biobasierter Materialien) sowie organischer Dünger (Rückführung der Nährstoffe auf Anbauflächen). Alle Prozeßschritte sollen in einer intelligenten Art und Weise verknüpft werden. Somit wird eine vollständige Nutzung der Pflanzenrohstoffe erreicht. Es wird Gebrauch gemacht von innovativer Bio- und Maschinentechnologie sowie von biokompatibler Chemie. Typische abfallerzeugende chemische Prozesschritte werden durch neuartige enzymatische und fermentative Prozessschritte ersetzt. Toxische und nicht bioabbaubare Chemikalien werden nicht eingesetzt. Das Resultat wird eine Abschätzung der Machbarkeit in Bezug auf technische, ökonomische, ökologische und soziale Aspekte sein. Dieses Projekt fußt auf einschlägiger Erfahrung und auf Kenntnissen mehrerer Forschungs-und Industriepartner in Deutschland.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PlanET Biogastechnik GmbH durchgeführt. Ziel ist es ein technologisches Konzept zu entwickeln, das aus einer Kombination verschiedener integrierter Prozesse zur ganzheitlichen Nutzung mehrerer, verschiedenartiger Pflanzenrohstoffe besteht. Die integrierten Prozesse produzieren Energie, Chemikalien, Treibstoffe und Materialien für technische Anwendungen. Als Rohstoffe werden die Presssäfte der Ölpalme, der Jatrophanuss und von Sweet Sorghum sowie alle Fruchtreste und die Bagasse eingesetzt. Folgende Zielprodukte und Anwendungsfelder sind zu nennen: Bernsteinsäure (für Hochleistungskunststoffe und grüne Lösemittel), Biodiesel (Biotreibstoff), Biogas (Erzeugung der Prozessenergie), Fasern und Proteine (biobasierte Materialen) sowie organischer Dünger (Rückführung der Nährstoffe auf Anbauflächen). Alle Prozessschritte sollen in einer intelligenten Art und Weise verknüpft werden. Somit wird eine vollständige Nutzung der Pflanzenrohstoffe erreicht. Es wird Gebrauch gemacht von innovativer Bio- und Maschinentechnologie sowie von biokompatibler Chemie. Typische abfallerzeugende chemische Prozessschritte werden durch neuartige enzymatische und fermentative Prozessschritte ersetzt. Toxische und nicht bioabbaubare Chemikalien werden nicht eingesetzt. Das Resultat wird eine Abschätzung der Machbarkeit in Bezug auf technische, ökonomische, ökologische und soziale Aspekte sein. Dieses Projekt fußt auf einschlägiger Erfahrung und auf Kenntnissen mehrerer Forschungs- und Industriepartner in Deutschland und in Indonesien.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Ziel ist es ein technologisches Konzept zu entwickeln, das aus einer Kombination verschiedener integrierter Prozesse zur ganzheitlichen Nutzung mehrerer, verschiedenartiger Pflanzenrohstoffe besteht. Die integrierten Prozesse produzieren Energie, Chemikalien, Treibstoffe und Materialien für technische Anwendungen. Als Rohstoffe werden die Presssäfte der Ölpalme, der Jatrophanuss und von Sweet Sorghum sowie alle Fruchtreste und die Bagasse eingesetzt. Folgende Zielprodukte und Anwendungsfelder sind zu nennen: Bernsteinsäure (für Hochleistungskunststoffe und grüne Lösemittel), Biodiesel (Biotreibstoff), Biogas (Erzeugung der Prozessenergie), Fasern und Proteine (biobasierte Materialen) sowie organischer Dünger (Rückführung der Nährstoffe auf Anbauflächen). Alle Prozessschritte sollen in einer intelligenten Art und Weise verknüpft werden. Somit wird eine vollständige Nutzung der Pflanzenrohstoffe erreicht. Es wird Gebrauch gemacht von innovativer Bio- und Maschinentechnologie sowie von biokompatibler Chemie. Typische abfallerzeugende chemische Prozessschritte werden durch neuartige enzymatische und fermentative Prozessschritte ersetzt. Toxische und nicht bioabbaubare Chemikalien werden nicht eingesetzt. Das Resultat wird eine Abschätzung der Machbarkeit in Bezug auf technische, ökonomische, ökologische und soziale Aspekte sein. Dieses Projekt fußt auf einschlägiger Erfahrung und auf Kenntnissen mehrerer Forschungs- und Industriepartner in Deutschland und in Indonesien.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Im Rahmen des beantragten Acet-LC Projektes sollen neuartige bio-basierte Kunststoffe auf der Basis lignocellulosischer (LC-)Biomasse entwickelt werden. Die Projektpartner bringen langjährige Erfahrungen der Holzchemie (Universidad de Concepción, UdeC), der Entwicklung (Fraunhofer UMSICHT) und der erfolgreichen Vermarktung biobasierter Kunststoffe (FKuR Kunststoff GmbH) ein. Die Verwendung lignocellulosehaltiger Nebenprodukte als Rohstoffe vermeidet Konkurrenzen mit der Nahrungserzeugung. Der Prozess lässt durch seine kurze Projektkette hohe Ausbeuten und geringe Kosten erwarten. Kern der Prozessentwicklung ist die Acetylierung der LC-Rohmaterialien gefolgt von einer Extraktion niedermolekularer Hemicellulosebruchstücke (AP 1), was an der UdeC untersucht wird. Ausgangsmaterial, Acetylierungsbedingungen und Extraktionsgrad beeinflussen die Eigenschaften des Kunststoffrohmaterials. Die Entwicklung eines marktfähigen Werkstoffs durch Compoundieren mit hocheffizienten, aber umweltschonenden Additiven erfolgt durch Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Biobasierte Kunststoffe (AP 2). Die Bewertung aus industrieller Sicht und das Scale-Up der Compoundierung in den industriellen Maßstab übernimmt der Industriepartner FKuR Kunststoff GmbH (AP 3). Die Nachhaltigkeit der zu entwickelnden Technologie wird im Rahmen des Projekts durch eine Ökoeffizienzanalyse, Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Ressourcen- und Innovationsmanagement, geprüft (AP 4).

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