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Teilvorhaben 1: Materialanalysen und -entwicklung; Konzeptionierung holzbasierter Stallkomponenten

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Materialanalysen und -entwicklung; Konzeptionierung holzbasierter Stallkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde , Professur für Chemie und Physik des Holzes sowie chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Gesamtziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Verbesserung des Tierwohls von Hühnern und anderen Geflügel durch die gezielte Substitution von erdölbasierten Materialien (Kunststoffen) im Stall durch biobasierte-nachwachsende Rohstoffe. Dazu werden unterschiedliche Holzarten, Material- und Modifikationskombinationen, neue Konstruktionen, sowie ökologische Beschichtungen, sowie der Einsatz von alternativen biobasierten Rohstoffen in festen und mobilen Hühnerställen an exemplarischen Stallkomponenten (z.B. Sitzstangen, Bodenplatte, Nester etc.) untersucht. Dabei werden im vorliegenden Projekt exemplarische Stallkomponenten auf Basis nachwachsender Rohstoffe neu konzipiert und unter realen Bedingungen die Auswirkungen auf das Tierwohl näher untersucht.

VP-3.2./BioWPC

Das Projekt "VP-3.2./BioWPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH durchgeführt. Holz-Polymer-Werkstoffe werden gegenwärtig mit Nadelholz-Holzmehl und Polyolefinen (vorwiegend PE; PP) produziert. Durch den seit vielen Jahren laufenden Waldumbau wird das Nadelholz zukünftig nicht mehr ausreichend zur Verfügung stehen, dafür erhöht sich das Laubholzaufkommen. Buchenholzfasern werden für Holz-Polymer-Werkstoffe bisher nicht eingesetzt, daher ist die technologische Realisierbarkeit eines solchen Prozesses in enger Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern nachzuweisen. Die Innovation des Verbundprojektes besteht darin, Verbundwerkstoffe aus 100Prozent nachwachsenden Rohstoffen mit deutlich verbesserten Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Holz-Polymer-Werkstoffen (WPC) für konstruktive Anwendungen zu generieren. Der Hauptschwerpunkt im IHD gemeinnützige GmbH besteht in der Herstellung von Faserstoffen und - Spänen, vorrangig aus Buchenholz, unter Anwendung verschiedener Aufschlussbedingungen, Untersuchungen zur Zugabe von Additiven beim Zerfaserungsprozess sowie Prüfungen an produzierten Elementen. Nach der Optimierung von Vorzugsvarianten in Anlagenversuchen bei dem beteiligten Projektpartner sind die Ergebnisse direkt für die Industrie nutzbar. Das Teilvorhaben bildet eine Basis für die weiteren Schritte im Verbundvorhaben. Nur durch die maßgeschneiderte Bereitstellung entsprechender Partikel (Späne, Holzmehl, Fasern) und die Messung der geeigneten Parameter und den Bezug dieser zu den technologischen Kenngrößen ist eine optimale Einstellung der Prozesse möglich.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MOWEA - Modulare Windenergieanlagen GmbH -Sek. EM4 - Fachgebiet Elektrische Antriebstechnik durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung eines modulares Mikroeindenergiesystem basierend auf bioökonomischen Werkstoffen. Ein Verbundvorhaben mit insg. sechs Partner ist geplant. Projektleitung HWR Berlin, wirtschaftliche Experten- Betreuung Micro Energy International GmBH, TU Berlin Aerodynamik und Validierung , NOVO-Tech GmbH & Co. KG Werkstofftechnischen Expertise und Fertigungsverfahren, Bioenergiehof Böhme GmbH Standort zum Aufbau und Vermessung. Die MOWEA UG die Regelungstechnischen Anforderungen an die Betriebsführung eines Mikrowindenergiesystems AP 3: Systemkompatibilität und marktgerechte Entwicklung: Zeit: 0,5 MM AP 4: Werkstoffgerechte Auslegung und Konstruktion: AP 4.1: Turbinenteile Zeit: 0,5 MM AP 4.3: optimale Systemabstimmung und Betriebsführung AP4.3.1: Systemabstimmung: Zeit: 1,0 MM AP 4.3.2: Betriebsführung Zeit: 1,5 MM AP5: Erprobung, Messdatenerfassung AP5.1 Erprobungskonzept und messtechnische Vorbereitung Zeit: 0,5 MM AP5.3 Versuchsstanderprobung Vor dem Aufbau im Freifeld wird der Messaufbau und die Technik im Labor getestet. Aufbau und Test werden durch die TU Berlin umgesetzt und durch die MOWEA UG beratend betreut. Zeit: 0,5 MM AP6: Freifeldversuche und Pilotinstallationen AP 6.2 Erprobung im Feld: Effizienz, Schallemission, Temperaturverhalten Zeit: 0,25 MM AP 6.3 Auswertung Feldversuche und Vergleich zwischen Windkanal und Feld Zeit: 0,25 MM.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MicroEnergy International GmbH durchgeführt. Zur Förderung der Nachhaltigkeit von Energieerzeugungssystemen ist es erforderlich, die Anwendbarkeit von bio-ökologischen Werkstoffen zu prüfen und diese wirtschaftlich in den Lebenszyklusprozess zu implementieren. Das Mikro-Windenergiesystem mit biobasierten Komponenten wird über die dezentrale Gewinnung erneuerbarer Energie hinaus geschlossene Stoffkreisläufe ermöglichen. Während der Sondierungsphase zeichnete sich ab, dass technisch und wirtschaftlich die Chance besteht, Biokunststoffe für Kernkomponenten einzusetzen. Das gemeinsame Ziel der Machbarkeitsphase besteht in der Validierung der Anwendbarkeit biobasierter Werkstoffe in Mikrowindenergiesystemen und der Vorbereitung des Markteintritts im Leistungsbereich bis 500W. Näheres siehe gemeinsame Vorhabensbeschreibung. Die geplanten Aktivitäten von MicroEnergy International(MEI) im AP3 zielen auf die detaillierte Entwicklung eines Geschäftsmodels für ein Mikro-Windenergiesystem mit bio-basierten Komponenten ab. Dessen Prinzip baut auf effektive Lieferketten durch lokal-ansässigen Lieferanten, sowie die Unterstützung von neuen Beschäftigungsverhältnissen. In diesem Sinne ist das Verwenden von lokal erhältlichen Rohstoffen ein Schlüsselfaktor um ein nachhaltiges Geschäftsmodel zu sichern. Die folgenden Aktivitäten werden der weiteren Entwicklung des Geschäftsmodels, bezogen auf die vorher abgesprochenen Anwendungsfälle, gewidmet. Dabei werden Faktoren wie Konkurrenz, Finanzpläne, Verkaufsstrukturen u.a. eine große Rolle spielen. Entsprechende Konsequenzen für die Konfiguration der Windenergiesysteme werden abgeleitet. Das Windenergiesystem soll als Energieerzeuger in netzfernen Gebieten zum Laden von Batterien und andererseits zum Einspeisen in DC-Mikronetzen Einsatz finden. In diesem Aufgabenbereich des AP4.4 werden MEI und MoWEA sehr eng zusammenarbeiten. Darüber hinaus wird Frau Noara Kebir (GF MEI) als Wirtschaftsexpertin des Projektverbundes Einfluss auf die marktgerechte Arbeit aller Projektpartner nehmen.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik, Professur für Technologie- und Innovationsmanagement im Agribusiness durchgeführt. Aufgrund der absehbaren Verknappung fossiler Ressourcen und des Klimawandels ist eine Abkehr von erdölbasierten Rohstoffen hin zu erneuerbaren Edukten unvermeidlich. Um diese Herausforderung zu bewältigen, bietet die Weiße Biotechnologie eine vielversprechende Möglichkeit, indem sie Mikroorganismen, die nachwachsende Rohstoffe verstoffwechseln, optimiert und mit effizienten Prozessen abstimmt. Eine Klasse von hochwertigen Produkten, die von Mikroorganismen produziert werden können, sind nachhaltige Biotenside wie Rhamnolipide. Die Verfahren zum Erhalt solcher Produkte werden gewöhnlich in Fermentern im großen Produktionsmaßstab durchgeführt. Die Trennung und Reinigung von Produkten aus Fermentationsmedien führt jedoch zu neuen Herausforderungen für Verfahrensingenieure hinsichtlich der Produktreinheit, Biokompatibilität und ökonomischer sowie ökologischer Machbarkeit. Um diese Einschränkungen zu überwinden, sind in-situ Produktabtrennungstechnologien eine gute Möglichkeit, um solche Verfahren zu verbessern. Beitrag des TIM zum Projekt: Aus Sicht des Technologie- und Innovationsmanagements tragen wir zu folgenden Forschungsfeldern bei: Kartierung der Wissensgrundlage der Anwendungsgebiete von Rhamnolipiden. - Unter Einbeziehung von Publikationen und Patentdaten wird eine Analyse der potentiellen Marktsektoren von Rhamnolipiden durchgeführt. Basierend auf diesen Analysen können wir zum einen das Ausbreitungspotential der Anwendungsgebiete von Rhamnolipiden in verschiedenen Industriezweigen abschätzen und zum anderen die Wissensgrundlage hinter der Entwicklung und Produktion von Rhamnolipiden analysieren. Analyse der entstehenden Wertschöpfungsketten: Vom Rohstoff bis zum Endverbraucher von Rhamnolipiden - Auf Grundlage wissenschaftlicher Literatur und Patentanalyse werden selektiv Produkte ausgewählt, welche Rhamnolipide enthalten, um die entstehende Wertschöpfungskette zu verstehen. Es werden Experteninterviews mit den Mitgliedern der industriellen Steuerungsgruppen sowie den Mitgliedern der Wertschöpfungskette geführt, um den vorteilhaftesten Markt und die besten Kunden für Produkten zu ermitteln, die Rhamnolipide enthalten. Technologietransfer: Von wissenschaftlichen Erkenntnissen zu Produktanwendungen von Rhamnolipiden - Dieser Teil betrifft die Frage, wie diese Technologie von der Grundlagenforschung auf den Markt gebracht werden kann. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf dem richtigen organisatorischen Ansatz, um zu verstehen, was erforderlich ist, um den neuen Ansatz in kommerzielle Anwendungen zu übertragen. Auf Grundlage der Experteninterviews mit den Mitgliedern der industriellen Steuerungsgruppe und der Fallstudien können wir Entwicklungs- und Vermarktungsstrategien für diese besondere Prozessinnovation bestimmen. (Text gekürzt)

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 E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Südzucker AG durchgeführt. In Phase 2 sollen die in Phase 1 entwickelten Bioprozesskonzepte optimiert werden, sodass das CO2 aus den Bioethanolanlagen der CropEnergies AG auch im größeren Maßstab als Grundstoff für die Synthese von Bausteinen für sog. Biopolymere, genutzt werden kann. Die benötigte Energie wird in Form von Wasserstoff, elektrischem Strom oder Licht bereitgestellt. Das 1. Jahr von Phase 2 (Phase 2A) soll als zusätzlicher Forschungszeitraum dienen und die Entwicklung der Bioprozesskonzepte aus Phase 1 vorantreiben. Die 6 parallelen Handlungsstränge werden dann nach Phase 2A reduziert, sodass im 2. und 3. Jahr (Phase 2B) maximal 2 Prozesskonzepte weiterverfolgt werden. Innerhalb des H2-getriebenen Konzepts soll das 2-Organismen-Konzept (basierend auf A.woodii und S.cerevisae) durch die Südzucker AG prozesstechnisch (Fermentationsprozess Succinatproduktion) optimiert werden. Sie wird hierbei von der BRAIN AG unterstützt. Hierfür ist es notwendig die maximalen Substrataufnahme-, Produktbildungs- und Produktausscheideraten der mikrobiologischen Systeme anhand optimierter Analyseverfahren zu ermitteln und ggf. mit prozesstechnischen Betriebsweisen, unterschiedlichen Fermentationstechnologien und gentechnischen Methoden zu verbessern, um einen robusten, skalierbaren Succinatprozess zu etablieren. Erweist sich das 2-Organismen-Konzept am Ende von Phase 2A hinsichtlich Skalierbarkeit und Effizienz als ungeeignet, wird der Schwerpunkt in Phase 2B auf die Etablierung eines 1-Organismen-Konzepts (direkte Verstoffwechselung CO2 in Succinat) verlegt. Sobald die vielversprechendsten Konzepte feststehen, werden die Arbeiten für die Produktaufarbeitung (DSP) beginnen. Die Herstellung von Kleinmengen soll möglich sein, um die Anwendung für Biokunst- und Bioverbundwerkstoffe zu bewerten. Für die Ausarbeitung eines Verfahrenskonzepts für eine Anlage im Technikumsmaßstab soll im fortgeschrittenen Projektverlauf ein Engineering-Partner beauftragt werden.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von J. Rettenmaier & Söhne GmbH & Co. KG durchgeführt. Unter Verwendung neuartiger ionischer Flüssigkeiten wird ein einfach durchzuführendes, druckloses, allgemein anwendbares Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose, Gerbstoffen und Harzen aus biogenem Material entwickelt, das mit Prozesstemperaturen zwischen 60 und 80 Grad Celsius und Aufschlusszeiten von wenigen Stunden auskommt, und eine wirtschaftliche Verwertung aller Holzbestandteile ermöglicht. Im technologischen und wirtschaftlichen Erfolgsfall wird die gesamte Prozesskette in den Technikumsmaßstab übertragen und optimiert. Zielsetzung ist, die gewonnene Liginfraktion für die Verwendung im Bereich der Polymerchemie zu prüfen. Die Cellulose wird zu Zerfallshilfsmitteln bei Tablettieranwendungen, Papieren, Filterhilfsmitteln, bauchemischen Additiven und mikrokristalliner Cellulose verarbeitet. Aus den Hemicellulosen werden Papieradditive und lösliche Ballaststoffe hergestellt. Die Forschungsarbeiten, anwendungstechnischen Untersuchungen und die technische Umsetzung des Verfahrens sind in Aufgabenpaketen beschrieben, die nach dem Projektplan abgearbeitet werden. Die gundlagenorientierten Arbeiten in synthetischer präparativer und analytischer Hinsicht werden von den Hochschulpartnern (HTW Aalen, Uni Hamburg) durchgeführt. Die anwendungs- bzw. verfahrenstechnischen Aufgaben werden von den Industriepartnern (BTS, Rettenmaier) bearbeitet.

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