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Fette und Proteine aus Bioabfall – After-Work-Event Mehr zum Thema:

Bild zeigt: Frau Dr. Zibek vom Fraunhofer IGB stellt den Teilnehmenden das Projekt Insektenbioraffinerie vor. Bildnachweis: Fraunhofer IGB Bioökonomie in der Bioabfallwirtschaft: Mit neuen Verfahren Bioabfälle effizient verwerten und Wertstoffe erzeugen – unter diesem Titel veranstaltete das Kompetenzzentrum Bioabfall der LUBW gemeinsam mit der Umwelttechnik BW GmbH am 27. Juni 2024 zum zweiten Mal ein After-Work-Event. Die rund 45 Teilnehmenden hatten im Rahmen des After-Work-Events die Möglichkeit, die Pilotanlage des Bioraffinerieprojekts InBiRa – Die Insektenbioraffinerie live vor Ort am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart zu erleben und interessante Vorträge rund um das Thema Fette und Proteine aus Bioabfall zu hören. Im Projekt InBiRa werden organische Reststoffe und Abfälle durch die Larven der Schwarzen Soldatenfliege in neue, technisch nutzbare Produkte umgewandelt: Die Larven ernähren sich beispielsweise von überlagerten Lebensmitteln, Bioabfällen aus Gastronomie sowie Biotonnen und bauen diese Abfälle dann während ihrer Entwicklung in höherwertige Biomasse um. Diese Biomasse ist reich an Fetten, Proteinen und Chitin, woraus neue Folgeprodukte (beispielsweise für die Herstellung von Schmierstoffen oder Holzklebestoffen) hergestellt werden können. Bild zeigt: Larven der Schwarzen Soldatenfliege, Bildnachweis: Fraunhofer IGB

Diversicornia

Einer unter vielen: der gefürchtete Museumskäfer Die Käfer aus den Familien der Diversicornia besiedeln fast alle Biotoptypen: Tümpel, Teiche, Sümpfe, Wiesen, Trockengebiete und Wälder. Es überwiegen terrestrische Arten, die in der Vegetation, in Holz oder am Boden zu finden sind. Eine ganze Reihe von Familien oder Gattungen zählen zu den xylobionten Käfern mit teilweise enger Bindung an alte Wälder. Einige hier mitbehandelte, im Larvalstadium aquatisch oder amphibisch lebenden Familien bilden die Ausnahme. Echte Bodenbewohner sind die als „Drahtwürmer“ bekannten Larven einiger Schnellkäfer. Unter den Ernährungstypen finden sich räuberische Vertreter, aber auch solche, die sich von zartem Pflanzengewebe, von Holz oder von Pilzen ernähren. Speziellere Fraßgewohnheiten haben die Speckkäfer, bei denen die Larven oft von Chitin, Horn, Haaren, Fell und anderen Substraten leben. Berüchtigt sind vor allem die „Museumskäfer“, die ganze Insektensammlungen vernichten können. Wie geht es den Diversicornia? Von den 582 bewerteten einheimischen Arten sind 5 % als ausgestorben oder verschollen klassifiziert, vom Aussterben bedroht sind 6 %. Als stark gefährdet oder gefährdet müssen weitere 6 % bzw. 12 % gelten und 5 % sind gefährdet, ohne dass das Ausmaß der Gefährdung genauer angegeben werden kann. Damit ist ein Drittel der Diversicornia ausgestorben oder bestandsgefährdet. Zusammen mit weiteren 8 %, die extrem selten sind, werden 242 Arten der hier behandelten Käfergruppen in eine Kategorie der Roten Listen aufgenommen – dies entspricht einem Anteil von 42 %. Mit „Daten unzureichend“ sind 8 % klassifiziert. In der Gefährdungsbilanz spielen die überwiegend holz- und holzpilzbewohnenden Arten eine prominente Rolle, was den Mangel an Wäldern mit Altbäumen und langer Biotoptradition dokumentiert. In anderen Gruppen liegen die Gefährdungsursachen vornehmlich in der fortgesetzten Verschlechterung und im Verschwinden von Brachen, extensivem Grünland, Magerstandorten oder Feuchtgebieten. Aktuelle Rote Liste (Stand September 2011) Schmidl, J.; Wurst, C. & Bussler, H. (2021): Rote Liste und Gesamtartenliste der „Diversicornia“ (Coleoptera) Deutschlands. – In: Ries, M.; Balzer, S.; Gruttke, H.; Haupt, H.; Hofbauer, N.; Ludwig, G. & Matzke-Hajek , G. (Red.): Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands, Band 5: Wirbellose Tiere (Teil 3). – Münster (Landwirtschaftsverlag). – Naturschutz und Biologische Vielfalt 70 (5): 99-124 Die aktuellen Rote-Liste-Daten sind auch als Download verfügbar.

Teilprojekt: Münster

Das Projekt "Teilprojekt: Münster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen Kombinationsproduktes für einen nachhaltigen, ökologisch verträglichen Pflanzenschutz, mit einem Schwerpunkt auf Krankheiten, die von Oomyceten verursacht werden. Diese richten große Schäden in fast allen Kulturen an, sind jedoch schwierig zu bekämpfen. Heute sind die einzigen, im ökologischen Landbau zugelassenen Präparate solche auf Kupferbasis, die jedoch aufgrund der recht hohen benötigten Aufwandmenge zu Kupferrückständen im Boden führen. Durch die synergistische Kombination mit dem antimikrobiell wirkenden, pflanzenstärkenden Biopolymer Chitosan, das nachhaltig aus Chitin, einem nachwachsenden Rohstoff und Abfallprodukt der Krabbenfischerei gewonnen werden kann, wollen wir die benötigten Kupferaufwandmengen reduzieren. Um die Handhabung und Bioverfügbarkeit des Produktes zu optimieren, soll das Chitosan in Form von Nanopartikeln eingesetzt werden. Gleichzeitig wollen wir pflanzenstärkende Trichoderma-Stämme entwickeln, die aufgrund ihrer natürlichen Chitosantoleranz und einer erhöhten Kupfertoleranz mit den kupferhaltigen Chitosan-Nanopartikeln kombiniert werden können.

Teil Fraunhofer IGB

Das Projekt "Teil Fraunhofer IGB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Der Ersatz von fossilen durch nachwachsende Rohstoffen ist eine zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Chitin, das zweithäufigste Biopolymer der Welt, hat das Potential zur Lösung dieser Herausforderung beizutragen. Chitin kann aus Pilzen, Insekten und Krustentierschalen gewonnen werden. Allein in Kanada fielen im Jahr 2016 mehr als 130.000 Tonnen Krustentierschalen als Abfallstoff der Fischereiindustrie an. In der EU fallen jährlich rund 750.000 Tonnen solcher Abfälle an. Aktuell wird dieser Abfallstrom kaum genutzt und landet größtenteils auf Deponien. Bei Entsorgungskosten von rund 7500 Euro /t, ist diese Vorgehen weder nachhaltig noch wirtschaftlich sinnvoll. Der daraus resultierende geringe Preis für dieses Abfallprodukt der Fischerei- und Lebensmittelindustrie in Verbindungen mit seinen natürlichen Eigenschaften wie Bioabbaubarkeit, Biokompatibilität, antimikrobielle Eigenschaften und der nicht vorhandenen Toxizität machen Chitin zu einem interessanten Rohstoff insbesondere für die Medizin- und Pharmabranche. Chitin kommt als Rohstoff sowohl für die Herstellung von neuen bio-basierten Materialen für den 3D-Druck, wie auch für die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen in der Tierernährung in Frage. Bisher ist der Einsatz von Chitin im Kunststoffbereich nicht möglich. Deshalb ist die Entwicklung von Verfahren zur selektiven Funktionalisierung von Chitin hin zu einem thermoplastischen Biopolymer von zentraler Bedeutung. Zusätzlich erprobt das ChitoMat-Projekt die Möglichkeit Antibiotika durch Chitin-Derivate zu ersetzen.

WIR! - BioZ - insectmatter

Das Projekt "WIR! - BioZ - insectmatter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von madebymade GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben InsMat-I des Konsortiummitglieds MADEBYMADE GMBH (mbm)ordnet sich innerhalb des Gesamtvorhabens in den frühen Phasen des Projektes an und dient der Bereitstellung hochqualitativer Ausgangsstoffe, sowie der Entwicklung technischer Verfahren um die Bereitstellung der gewonnenen Stoffe langfristig auf gleichbleibendem Qualitätsniveau sicherzustellen. Das Hauptziel des InsMat-I umfasst im Speziellen die Erforschung von Methoden zur Erzeugung und Bereitstellung chitin- und melaninhaltiger Exoskelette, die aus den gezüchteten Insektenlarven und Fliegen gewonnen werden. Das Chitin und Melanin soll mithilfe speziell zu erforschender und entwickelnder technischer Verfahren zum Einen aus Fliegenhüllen, zum Anderen aus Puppenhüllen extrahiert werden. Insbesondere bei der Gewinnung von Puppenhüllen für die Chitinextraktion besteht die Herausforderung in der Trennung von ungeschlüpften und geschlüpften Puppen, damit möglichst reine Fraktion mit wenig Protein für die Extraktion bereitgestellt werden kann. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist im Wesentlichen die Entwicklung geeigneter technischen Verfahren für die Trennung der unterschiedlichen Arten der Puppen notwendig. Verschiedene Ansätze von automatisierten Verfahren werden während der Projektlaufzeit konzipiert, getestet und evaluiert. Ein weiteres Aktionsfeld bei der die Entwicklung technischer und automatisierter Verfahren umgesetzt wird ist in der Fraktion der Exuvien bzw. der Abtrennung derselben vom Insektenkot zu sehen. Je exakter dieser Schritt erfolgt, desto höher (reiner) ist die Qualität des Ausgangsstoffes der zu initiierenden Prozesskette.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AGLUKON Spezialdünger GmbH & Co. KG durchgeführt. Angestrebt wird ein Biostimulanz mit Düngewirkung auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen zur Anwendung im Boden (an der Wurzel) oder auf der Pflanze. Dieses soll die Stresstoleranz der Pflanzen erhöhen, deren Nährstoffaufnahme verbessern, durch die Optimierung physiko-chemischer Faktoren im Wurzelraum das Bodenleben positiv beeinflussen und damit die Bodenfruchtbarkeit erhalten bzw. fördern. Das Produkt trägt den Arbeitstitel KeraSan und besteht aus Keratin, z.B. aus Federn oder Hornsubstanz, sowie Chitin/Chitosan, z.B. aus Schalen von Krebstieren. Beide fallen in der Nahrungsmittelindustrie in großen Mengen als bislang nicht industriell verwertbarer Abfallstoff an. KeraSan ist als quellbares, kationisches Gel angelegt und gleichzeitig bioabbaubar. Die Abbauprodukte (Aminosäuren und kurze Peptidsequenzen sowie Chitosanoligomere) wirken als Dünger, stimulieren die Bodenmikroflora und können pflanzliche Stressanpassungsreaktionen aktivieren. Die Kombination aus Quellbarkeit und Abbaubarkeit bildet darüber hinaus einen innovativen Freisetzungsmechanismus, so dass Nährstoffe und Feuchtigkeit bedarfsgerecht an den Boden abgegeben werden. KeraSan vereinigt somit Charakteristika von Biostimulanzien zur Stärkung pflanzlicher Abwehrkräfte und Hilfsstoffen zur Verbesserung des Bodenwasserhaltevermögens mit einer Düngewirkung im kurz- und mittelfristigen Bereich, als vollständig biologisch abbaubares Produkt aus organischen Abfallstoffen. Anwendungsperspektiven liegen besonders im Bereich von Applikationen als platziert ausgebrachte Starterdünger (z. B. Saatband-, oder Unterfußdüngung) aber auch im Bereich der Blattdüngung, wobei für die jeweiligen Anwendungen zusätzlich förderliche Nährstoffe wie Phosphat oder Mikronährstoffe mit Funktionen in der Stressabwehr (z. B. Zink, Mangan, Bor etc.) in den jeweiligen Formulierungen gezielt zu dotiert werden können.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Pappeln werden in Kurzumtriebsplantagen (KUP) für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten der schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Die kosmopolitische Art Melampsora larici-populina stellt die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, da sie jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursacht. Pflanzen erkennen Pilze über Rezeptoren, die das Pathogen-assoziierte molekulare Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) Chitin als Ligand binden. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind 'Lysin-Motif-Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen der Chitin-Signalkette in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um die Etablierung einer Mykorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren als Modulatoren der pflanzliche Immunantwort eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom-Editierung zu verwenden.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Baustoffforschung, Lehr- und Forschungsgebiet Strukturelle Polymerkomposite im Bauwesen durchgeführt. Angestrebt wird ein Biostimulanz mit Düngewirkung auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen zur Anwendung im Boden (an der Wurzel) oder auf der Pflanze. Dieses soll die Stresstoleranz der Pflanzen erhöhen, deren Nährstoffaufnahme verbessern, durch die Optimierung physiko-chemischer Faktoren im Wurzelraum das Bodenleben positiv beeinflussen und damit die Bodenfruchtbarkeit erhalten bzw. fördern. Das Produkt trägt den Arbeitstitel KeraSan und besteht aus Keratin, z.B. aus Federn oder Hornsubstanz, sowie Chitin/Chitosan, z.B. aus Schalen von Krebstieren. Beide fallen in der Nahrungsmittelindustrie in großen Mengen als bislang nicht industriell verwertbarer Abfallstoff an. KeraSan ist als quellbares, kationisches Gel angelegt und gleichzeitig bioabbaubar. Die Abbauprodukte (Aminosäuren und kurze Peptidsequenzen sowie Chitosanoligomere) wirken als Dünger, stimulieren die Bodenmikroflora und können pflanzliche Stressanpassungsreaktionen aktivieren. Die Kombination aus Quellbarkeit und Abbaubarkeit bildet darüber hinaus einen innovativen Freisetzungsmechanismus, so dass Nährstoffe und Feuchtigkeit bedarfsgerecht an den Boden abgegeben werden. KeraSan vereinigt somit Charakteristika von Biostimulanzien zur Stärkung pflanzlicher Abwehrkräfte und Hilfsstoffen zur Verbesserung des Bodenwasserhaltevermögens mit einer Düngewirkung im kurz- und mittelfristigen Bereich, als vollständig biologisch abbaubares Produkt aus organischen Abfallstoffen. Anwendungsperspektiven liegen besonders im Bereich von Applikationen als platziert ausgebrachte Starterdünger (z. B. Saatband-, oder Unterfußdüngung) aber auch im Bereich der Blattdüngung, wobei für die jeweiligen Anwendungen zusätzlich förderliche Nährstoffe wie Phosphat oder Mikronährstoffe mit Funktionen in der Stressabwehr (z. B. Zink, Mangan, Bor etc.) in den jeweiligen Formulierungen gezielt zu dotiert werden können.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen (340h) durchgeführt. Angestrebt wird ein Biostimulanz mit Düngewirkung auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen zur Anwendung im Boden (an der Wurzel) oder auf der Pflanze. Dieses soll die Stresstoleranz der Pflanzen erhöhen, deren Nährstoffaufnahme verbessern, durch die Optimierung physikochemischer Faktoren im Wurzelraum das Bodenleben positiv beeinflussen und damit die Bodenfruchtbarkeit erhalten bzw. fördern. Das Produkt trägt den Arbeitstitel KeraSan und besteht aus Keratin, z.B. aus Federn oder Hornsubstanz, sowie Chitin/Chitosan, z.B. aus Schalen von Krebstieren. Beide fallen in der Nahrungsmittelindustrie in großen Mengen als bislang nicht industriell verwertbarer Abfallstoff an. KeraSan ist als quellbares, kationisches Gel angelegt und gleichzeitig bioabbaubar. Die Abbauprodukte (Aminosäuren und kurze Peptidsequenzen sowie Chitosanoligomere) wirken als Dünger, stimulieren die Bodenmikroflora und können pflanzliche Stressanpassungsreaktionen aktivieren. Die Kombination aus Quellbarkeit und Abbaubarkeit bildet darüber hinaus einen innovativen Freisetzungsmechanismus, so dass Nährstoffe und Feuchtigkeit bedarfsgerecht an den Boden abgegeben werden. KeraSan vereinigt somit Charakteristika von Biostimulanzien zur Stärkung pflanzlicher Abwehrkräfte und Hilfsstoffen zur Verbesserung des Bodenwasserhaltevermögens mit einer Düngewirkung im kurz- und mittelfristigen Bereich, als vollständig biologisch abbaubares Produkt aus organischen Abfallstoffen. Anwendungsperspektiven liegen besonders im Bereich von Applikationen als platziert ausgebrachte Starterdünger (z. B. Saatband-, oder Unterfußdüngung) aber auch im Bereich der Blattdüngung, wobei für die jeweiligen Anwendungen zusätzlich förderliche Nährstoffe wie Phosphat oder Mikronährstoffe mit Funktionen in der Stressabwehr (z. B. Zink, Mangan, Bor etc.) in den jeweiligen Formulierungen gezielt zu dotiert werden können.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FALKE KGaA durchgeführt. Vor dem Hintergrund begrenzter Ressourcen wie Erdöl, Wasser und Anbaufläche sowie zunehmender Umweltschädigung und Konfliktpotenziale besteht ein großes gesellschaftliches und unternehmerisches Interesse, wettbewerbsfähige, sozial und ökologisch nachhaltige Rohstoffalternativen für die Textilindustrie bereitzustellen. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer völlig neuen Prozesskette für die Herstellung von biobasierten, veganen Textilien aus Chitosan-Fasern (Filament- und Stapelfasergarne). Chitosan ist chemisch eng verwandt mit Chitin, der nach der Zellulose häufigsten Verbindung in der lebenden Natur. Es kommt in der Natur in verschiedenen Quellen vor: Insekten, Krabben- und Krebsschalen sowie als strukturbestimmender Zellwandbestandteil aller Pilze. Daher kann Chitin ein aus Nebenprodukten bei der Produktion von Krabbenfleisch, Insektenprotein oder Pilzbiomasse-Abfall aus industriellen Prozessen gewonnen werden. Chitosan seinerseits kann leicht aus Chitin durch Deacetylierung hergestellt werden. Das vorliegende Projekt beabsichtigt, Chitosan aus der etablierten und weltweit dominierenden industriellen Zellfabrik Aspergillus niger mit sehr hohem Durchsatz, hoher Qualität und Reinheit, kurzer Herstellungszeit, schonender Extraktion und vielfältigen Veredelungs- und Umformungsmöglichkeiten zu produzieren. Das Chitosan wird hierbei aus Sekundärrohstoffquellen (Abfallstrom aus der industriellen filamentöse Pilzkultivierung) sowie aus Primärrohstoffquellen (industrielle filamentöse Pilzkultivierung) gewonnen. Die bemerkenswerten Eigenschaften von Chitosan wie biologische Abbaubarkeit, Antibiotizität und Kompatibilität mit Baumwolle und Zellulose machen es zu einem vielversprechenden Biomaterial für die Herstellung von natürlichen Fasern für textile Anwendungen.

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