Entwicklung einer Technologie zur wirtschaftlichen Erzeugung grosser Mengen von Ozon. Entwicklung von Methoden zur Reinigung, Entkeimung, Schonung von Trink- und Abwasser. Einsatz von Ozon in umweltschonenden Oxidations- und Bleichprozessen (z.B. Ersatz von Chlor).
a) Entwicklung eines Bleichverfahrens fuer Sulfitzellstoffe ohne Einsatz von Chlor. b) Ersatz der Chlorierungsstufe durch eine Alkali/Sauerstoff- oder Peroxidstufe mit Magnesium oder Natrium als Base. Einsatz von Chlordioxid an Stelle von Chlor. c) Die Sulfitzellstoffe werden in vier Stufen mit den erwaehnten Bleichmitteln behandelt und auf einen Weissgrad von 90 und hoeher gebracht. Bei Verwendung der gleichen Base in der Bleiche wie beim Aufschluss koennen die Bleichereiabwaesser zusammen mit der Kochereiablauge eingedampft und verbrannt werden und ein Grossteil der Chemikalien zurueckgewonnen werden. Die Abwasserbelastung durch Zellstoffabriken kann so erheblich reduziert werden.
Das Projekt REWASI leistet einen Beitrag zur Entwicklung einer neuartigen, für den Silizium-Wafersäger bisher ungeahnt kostengünstigen Sägeslurry auf Wasserbasis. Das hier beschriebene Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung der Slurry und dem Recycling der Gebrauchtslurry. Ebenso beschäftigt es sich mit dem Recycling des für Sägeprozesse bisher nicht mehr nutzbaren Abriebs (bestehend aus Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC) und Eisen (Fe)). AP 1 Herstellung einer wasserbasierten Slurry AP 1.1 Auswahl von Additiven zur Oberflächenmodifizierung der SiC-Partikel und zur Herstellung erster wasserbasierter Slurries im Labormaßstab AP 1.2 Entwicklung von Testprozeduren AP 1.3 Optimierung der Oberflächenmodifizierung der SiC-Partikel der wasserbasierten Slurry sowie Optimierung der Additive im Technikumsmaßstab AP 3 Entwicklung eines günstigen und effizienten Recyclingprozesses für SiC und Additive in Sägeschlämmen der wasserbasierte Slurry AP 3.1 Recycling von schneidfähigen SiC-Partikeln: Zyklonierung der Slurry, Zentrifugierung, Abwägen des wirtschaftlichen Nutzens beider Verfahren im Vergleich zur Qualitätsänderung; Bleichen des SiC mit Säuren oder Laugen und Filtration der gereinigten SiC-Partikel sowie des nicht nutzbaren Abriebs im Technikumsmaßstab AP 3.2 Recycling der Additive als Konzentrat oder umweltgerechte Zerstörung und Beseitigung der Additive im Technikumsmaßstab AP 3.3 Recycling der Bleichlösung; Reinigung des Wassers und Wiederverwertung in Neuslurry im Technikumsmaßstab AP 3.4 Begleitende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung AP 4 Entwicklung eines günstigen und effizienten Recyclingprozesses für Silizium aus SiC-haltigen Sägeschlämmen AP 4.1 Fest/Flüssig-Trennung im Technikumsmaßstab: Filtration des Abriebs. AP 4.2 Chemische Aufbereitung des Sägeabriebs durch Reinigung in Flüssigphase AP 4.3 Reduzierung des SiC-Gehaltes im Labormaßstab mit Schwerflüssigkeiten oder anderen Verfahren AP 4.4 Reduzierung des SiC-Gehaltes auf 10% im Technikumsmaßstab.
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Ziel des Projektes ist die Zusammenführung ausgewählter Abwässer und Abfälle aus der Textilherstellung in einer Biogasanlage und die Nutzung des dabei entstehenden Brennstoffes Methangas im Textilwerk. Die Stoffe, die mit dem Abwasser oder als Abfall in die Anlage eingebracht werden, sollen hinsichtlich ihrer Eignung nach den entsprechenden Kriterien untersucht und durch Optimierung der Veredelungsprozesse in eine optimale Konsistenz überführt werden. Hierbei soll die Energie und Wassereffizienz besonders Berücksichtigung finden. m Rahmen dieses ersten Teilprojektes wurden Abwasserteilströme des Textilbetriebes ausgewählt. Die Abwässer wurden zu üblichen chemischen und physikalischen Abwasserparametern und zu den Makro-, Mikronährstoffen und Hemmstoffen sowie über Laborgärtests im Batchbetrieb nach VDI 4630 zur Biogasentwicklung untersucht. Gleichzeitig wurden ausgewählte Veredlungsverfahren im Textilbetrieb hinsichtlich der Wassermenge und der CSB-Konzentration optimiert. Es konnte gezeigt werden, dass es grundsätzlich möglich ist, den Kohlenstoff der im Abwasser der Textilveredlung von Baumwollgeweben mit den Schritten Sengen/Imprägnieren mit Enzym zum Abbau der Stärkeschlichte, Auswaschen der abgebauten Stärkeschlichte und der nachfolgenden Auswäsche der oxidativen Bleiche, bzw. einem neuartigen Extraktionsverfahren zur oxidativen Entschlichtung enthaltenen, gelösten organischen Verbindungen zu Biogas umzuwandeln. Bei der Vergärung des Abwassers aus der Imprägnierung nach der Senge sowie von der Auswäsche der oxidativen Bleiche wurden Hemmstoffe auf den anaeroben Abbau der Abwässer gefunden. Das Zusammenführen hemmend wirkender Stoffe aus dem Netz-/Waschbad nach der Senge und von der Bleichwäsche sowie der verminderte Einsatz von Tensiden und chemischen Hilfsstoffen, wie er mit der neuen Verfahrensweise eines Extraktionsverfahrens zur oxidativen Entschlichtung eingeführt wurde, hat zu der erwünschten Verbesserung der Abbaubarkeit der organischen Fracht geführt. Das Methangaspotenzial der Abwässer mit ca. 230 l/kgoTS liegt im Bereich der Einsatzstoffe. Für einen möglichst optimalen und auch wirtschaftlichen Betrieb einer Biogasanlage ist jedoch eine weitergehende Aufkonzentrierung der Abwässer erforderlich. Auch cellulosische Faserreste und Stäube, die bei Spinn- und Webprozessen sowie bei der mechanischen Vorbehandlung von cellulosischen Textilien anfallen, eignen sich für die Mitverwendung im Gärprozess. Eine erste Auslegung einer Anlage zur Biogaserzeugung konnte für eine Mischung von Abwasser aus der Vorbehandlung und Cellulosestäuben bzw. -fasern aus der Textilherstellung mit einem Gasbildungspotential von 619 l/kg oTS, 58 Prozent CH4 für Staub und 654 l/kg oTS, 58 Prozent CH4 für Abwasser vorgenommen werden.Usw.
Im Rahmen des Projektes soll der Energiebedarf in Wäschereibetrieben durch neue Trocknungstechnologien für Mangeln und Tunnelfinisher sowie durch während der Textilaufbereitung erneuerbare Funktionalisierung der Textilien verringert werden. Die Entwicklung der neuen Technologien berücksichtigt energetische Aspekte und deren Einfluss auf die Reinigungs- und Hygienewirkung und die Textilfunktionaliserung (Soil-Release, antimikrobielle Wirkung, Glättungsverhalten) sowie die Auswirkung auf die Verlängerung der Gebrauchs- und Lebensdauer der Textilien aufgrund textilschonender Behandlung (geringere Behandlungstemperaturen beim Waschen, Mangeln und Finishen, verringerter Chemikalieneinsatz).
Background: Hydrogen peroxide is an important inorganic chemical. Its use is very universal though most of the produced peroxide is consumed for bleaching of textiles and paper. The main advantage of using this particular oxidizing agent is because it is reduced to water, which is obviously an innocuous product in the waste water. Some other applications are production of peroxocompounds (peroxocarbonates, peroxoborates) used in detergents, epoxidating agent for alkenes, synthesis of caprolactam, preserving compound in food inddustry etc. Though there are a number of different routes to manufacture hydrogen peroxide nowadays it is solely produced by autooxidation of antrachinone derivatives. This procedure was implemented by I.G. Farbenindustrie at the end of World war II. The process is composed of several steps depicted bellow. At first step 2-alkylantrachinone is dissolved in a mixture of organic solvents (mostly alcohol/hydrocarbon or ester/hydrocarbon) and reduced to a corresponding chinol by hydrogen in the presence of a catalyst composed of Raney nickel and palladium on a suitable support. The suspended catalyst is then separated from the reaction mixture, and in the second step chinol derivative is oxidized in a stream of air. For this step no catalyst is required. The resulting chinone derivative is used in the first step again. The hydrogen peroxide which is formed during this step is then extracted from the solvents by water and concentrated to about 30 % aq. solution by distillation at reduced pressure. There are several side reactions that occur in hydrogenation step which increase the cost of hydrogen peroxide by consuming the chinone derivative. For this reason the economics of hydrogenation is critical for this process. It is necessary to maintain such reaction conditions under which the rates of side reactions are kept at minimum since the cost of the antrachinone derivative and solvents is about 100 times more than that of the produced peroxide. Objective: There is a possibility to synthesize hydrogen peroxide directly from the elements. The reaction where gaseous hydrogen reacts with gaseous oxygen yielding hydrogen peroxide is highly exothermic. The reaction is catalyzed by a noble metal preferably Pd. One of the problems associated with this method is the very slow reaction rate of the formation. Also the catalyst is fairly active in decomposing the hydrogen peroxide. There have been a lot of reports about the synthesis of hydrogen peroxide with suspended catalysts. The idea of this project is to develop a two step integrated process where in the first step diluted solution of hydrogen peroxide is produced on the TCM. In the second step the diluted hydrogen peroxide solution is used for some selective oxidations e.g. propene epoxidation or benzene hydroxylation.
Ziel dieses Vorhabens ist die Herstellung verschiedener Peroxidasen und die Entwicklung unterschiedlicher Verfahren zur Immobilisierung des Enzyms an textile Trägermaterialien. Die immobilisierten Enzyme sollen dann in Kooperation mit den Projektpartner zur Bleiche von Molke eingesetzt werden. Dabei wird zunächst das Verfahren zunächst im Batch und danach im kontinuierlichen Betrieb entwickelt. Eine Optimierung des Verfahrens hinsichtlich Enzymeinsatz und Effektivität sowie ein Scale-up wird unter ökonomischen Aspekten durchgeführt. Abschließend erfolgt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Zunächst werden verschiedene Peroxidasen hergestellt und den Projektpartnern für Versuche zur Verfügung gestellt. Weiterhin werden Testsysteme zur Messung der Aktivität der immobilisierten Enzyme auf den verschiedenen Trägermaterialien entwickelt. Je nach Ergebnissen der Immobilisierungsversuche werden weitere Peroxidasen entwickelt oder die Produktion der bereits erfolgreich eingesetzten Enzyme optimiert. Danach wird ein Testsystem zur Beurteilung der Wirkung der Peroxidase in Molke entwickelt und gemeinsam mit den Projektpartnern das Verfahren zur Bleichung von Molke konzipiert und optimiert.
Das Hauptziel des Teilvorhabens, Peroxidasen aus Pilzen, die entweder aus Submers Kulturen von Basisdiomyceten selbst isoliert oder von den Partnern ASA und AB Enzymes (assoziierter Partner) zur Verfügung gestellt werden, nach der Immobilisierung an geeigneten Trägertextilien bzgl. ihrer Enzymaktivitäten zu untersuchen. Zur biochemischen Charakterisierung der immobilisierten Peroxidasen (Km, kcat) dienen dabei neben allgemeinen Peroxidase-Modellsubstraten wie ABTS insbesondere Bixin und beta-Carotin. Ein besonderes Augenmerk liegt daneben auf der Bereitstellung des erforderlichen Cofaktors H2O2 in geeigneter Konzentration. Darüber hinaus werden die immobilisierten Peroxidasen im wiederholten oder dauerhaften Einsatz zur Bleichung von Molke erprobt. Die Bleichung der Molke wird mittels CIELab-System quantitativ erfasst. Zur biochemischen Charakterisierung der freien und textil-geträgerten Peroxidasen dienen photometrische und elektrophoretische Untersuchungen. Wichtige Parameter sind die Erfassung der (Rest)aktivität der Peroxidasen nach der Immobilisierung, die Detektion eines eventuellen Übergangs des Enzyms in die Lebensmittelmatrix Molke, sowie die Einstellung einer optimalen Konzentration des Cofaktors H2O2.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 57 |
| Wissenschaft | 30 |
| Zivilgesellschaft | 12 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 57 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 57 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 52 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 45 |
| Webseite | 12 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 38 |
| Lebewesen und Lebensräume | 47 |
| Luft | 34 |
| Mensch und Umwelt | 57 |
| Wasser | 36 |
| Weitere | 57 |