Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Gewinnung von Phytosterolen aus dem Kraft-Aufschluss von Nadelholz. Dabei wird angestrebt, diese im Kiefernholz natürlich vorkommenden bioaktiven Bestandteile so zu extrahieren und aufzureinigen, dass sie zur Herstellung von Kosmetika und Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt werden können. An die Verfahrensentwicklung im Labormaßstab schließen sich der Scale-up des entwickelten Verfahrens in den Technikumsmaßstab sowie die Vorbereitung der industriellen Umsetzung des Prozesses am Zellstoffwerk Stendal an. Bei der Herstellung von Kraftzellstoff aus Kiefern- und Fichtenholz sammeln sich die Holzextraktstoffe in konzentrierter Form als Nebenproduktstrom an. Die Mischung der verschiedenen Holzextraktstoffe enthält auch Sterole in nicht unerheblichen Mengen. Die Verwendung von Sterolen im Rahmen von Formulierungen für (Natur)kosmetika oder auch Nahrungsmitteln ist ein wachsendes Feld mit hoher Wertschöpfung. Gegenüber etablierten Verfahren der Phytosterolgewinnung aus Destillationsrückständen der Tallölraffination werden deutliche wirtschaftliche Vorteile und Verbesserungen der Produktqualität erwartet. Das Fraunhofer CBP untersucht zu Beginn im Labormaßstab ein Extraktionsverfahren mit umweltfreundlichen Alternativen zu gängigen Lösungsmitteln. Basierend auf den Ergebnissen der Laborversuche wird dann das optimierte Gesamtverfahren am CBP in den Technikumsmaßstab überführt.
Die globale Industrialisierung in den vergangenen Jahren führte zu einem enormen Anstieg im weltweiten Energiebedarf. Biomasse-basierte Treibstoffe zeigen ein erhebliches Potenzial, diesen Energiebedarf zu decken. Bio-Ethanol, Bio-Butanol und andere maßgeschneiderte Biokraftstoffe bauen auf einem gemeinsamen Prozess der Fermentation von Zuckern zu den Biokraftstoffen oder Plattformchemikalien auf. Die größere Herausforderung hierbei ist die Freisetzung der Zucker aus der komplexen Biomassestruktur. Das vorgeschlagene Projekt zielt auf die Entwicklung eines schnellen und effizienten Prozesses für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse. Die in der Zuckerfreisetzung involvierten Schritte, nämlich Vorbehandlung und enzymatische Hydrolyse, werden getrennt von Experten aus Indien und Deutschland beforscht. Der indische Projektpartner ist auf dem Feld der Naßoxidation erfahren, wogegen der deutsche Projektpartner auf dem Gebiet der Charakterisierung und Formulierung von Cellulasepräparationen für maximale Produktivität arbeitet. Somit soll ein hoch-effizienter zweistufiger Prozess für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse entwickelt werden
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines kostengünstigen fermentativen Verfahrens zur Herstellung von 1,3-Dihydroxy-2-amino-octadecen (Sphingosin) aus nachwachsenden Rohstoffen. Sphingosin und Derivate werden als aktive Inhaltsstoffe in kosmetischen Formulierungen eingesetzt. Die Hefe Pichia ciferii soll durch 'Metabolic Engineering' dahingehend optimiert werden, dass sie in hoher Ausbeute Sphingosin herstellt. Dabei sollen zunächst Schritte ('Bottlenecks') identifiziert werden. Diese sollen im Anschluss durch geeignete Maßnahmen (verstärkte Genexpression; Enzym-Evolvierung/Screening zur Isolierung deregulierter Varianten) überwunden werden. Parallel zur Stammentwicklung werden kosmetisch relevante Aspekte (Stabilität, Formulierbarkeit, Penetrationsverhalten) untersucht. Sphingosin und Sphingosin-haltige Ceramide werden von der Degussa zurzeit über einen teuren, chemischen Prozess hergestellt und erfolgreich vermarktet. Durch den bestehenden Marktzugang und die Kostenvorteile eines fermentativen Verfahrens ist sichergestellt, dass die Forschungsergebnisse auch wirtschaftlich umgesetzt werden können.
Das Hauptziel dieser Maßnahme ist der Aufbau eines gemeinsam nutzbaren Labors an der University of Gadja Mada (UGM). Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten, die dort etabliert werden sollen, ist die Entwicklung von neuartigen biobasierten, hydrophoben Acrylatdispersionen aufbauend auf der bereits vorhandenen Expertise im Bereich der Polymerwissenschaften. Durch die Kombination von grundlagenorientierter Hochschulforschung und anwendungsorientierter Forschung erhält die ganze Maßnahme einen Mehrwert. Das Labor soll als Startpunkt für eine nachhaltige Zusammenarbeit zwischen deutschen und indonesischen Forschungseinrichtungen dienen und so eine Basis für gemeinsame Vorbundvorhaben darstellen, die dieses Labor langfristig und nachhaltig finanziert. Es findet eine Abstimmung des Arbeitsplanes, der Kapazitäts- u Zeitplanung sowie Einarbeitung der Mitarbeiter in die Sachthematik vor Ort statt. Als Pilotmaßnahme sollen kostengünstige, biogene hydrophobe Komponenten auf Basis von Palm Fettsäure Destillat für die Acrylatharzsynthese entwickelt werden. Die Acrylatdispersionen werden zu geeigneten Beschichtungsstoffen formuliert. Die Eignung der Acrylatharze als Anwendung für Schutzbeschichtungen in tropischen Ländern soll nachgewiesen werden. Nach dem Aufbau des High-Tech-Labors an der UGM dienen die technischen Ergebnisse als Basis für die Akquise weiterer Projekte auf dem Gebiet der Polymersynthese und Beschichtungsentwicklungen.
Das Hauptziel dieser Maßnahme ist der Aufbau eines gemeinsam nutzbaren Labors an der University of Gadja Mada (UGM). Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten, die dort etabliert werden sollen, ist die Entwicklung von neuartigen biobasierten, hydrophoben Acrylatdispersionen aufbauend auf der bereits vorhandenen Expertise im Bereich der Polymerwissenschaften. Durch die Kombination von grundlagenorientierter Hochschulforschung und anwendungsorientierter Forschung erhält die ganze Maßnahme einen Mehrwert. Das Labor soll als Startpunkt für eine nachhaltige Zusammenarbeit zwischen deutschen und indonesischen Forschungseinrichtungen dienen und so eine Basis für gemeinsame Vorbundvorhaben darstellen, die dieses Labor langfristig und nachhaltig finanziert. Es findet eine Abstimmung des Arbeitsplanes, der Kapazitäts- u Zeitplanung sowie Einarbeitung der Mitarbeiter in die Sachthematik vor Ort statt. Als Pilotmaßnahme sollen kostengünstige, biogene hydrophobe Komponenten auf Basis von Palm Fettsäure Destillat für die Acrylatharzsynthese entwickelt werden. Die Acrylatdispersionen werden zu geeigneten Beschichtungsstoffen formuliert. Die Eignung der Acrylatharze als Anwendung für Schutzbeschichtungen in tropischen Ländern soll nachgewiesen werden. Nach dem Aufbau des High-Tech-Labors an der UGM dienen die technischen Ergebnisse als Basis für die Akquise weiterer Projekte auf dem Gebiet der Polymersynthese und Beschichtungsentwicklungen.
Die Paragraphen 19g ff Wasserhaushaltsgesetz (WHG) regeln den anlagenbezogenen Umgang mit wassergefaehrdenden Stoffen. Seit seiner 5. Novelle 1986 unterliegen auch Anlagen zum Herstellen, Behandeln und Verwenden solcher Stoffe (HBV-Anlagen) dem Besorgnisgrundsatz des Paragraphen 19g (1) WHG. Es fehlte allerdings noch an der Umsetzung des von der Novelle vorgegebenen Rahmens durch die Bundeslaender in Landesgesetzen, -verordnungen oder -verwaltungsvorschriften (Selbst heute ist dieser Prozess noch nicht in allen Bundeslaendern abgeschlossen). In dieser Lage erhielt das IWS vom Umweltbundesamt den Auftrag, unter besonderer Beruecksichtigung der HBV-Anlagen den anlagenbezogenen Umgang mit wassergefaehrdenden Stoffen zu untersuchen. Das urspruengliche Ziel war, grundsaetzliche Anforderungen an den Umgang mit wassergefaehrdenden Stoffen vor dem Hintergrund des Gewaesserschutzes und eines methodischen Vorgehens fuer die Formulierung technischer Regeln fuer die wasserwirtschaftliche Genehmigungs- und Vollzugspraxis aus der Sicht des Bundes darzustellen. Dabei sollten gleichzeitig benachbarte Rechtsbereiche, die mit dem Wasserrecht verknuepft sind, beachtet werden. Es sollten Bereiche aufgezeigt werden, die bisher noch nicht im Sinne einer umfassenden Gesamtkonzeption des Besorgnisgrundsatzes beruecksichtigt oder realisiert waren, und Vorschlaege dazu gemacht werden. Insbesondere sollte auch die Praxis bei der Erfassung und Auswertungen von Unfaellen etc mit wassergefaehrdenden Stoffen im HBV-Bereich beleuchtet werden. Waehrend der Bearbeitung des Vorhabens erschien bei der Laenderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) eine neue Muster-Verordnung fuer Anlagen zum Umgang mit wassergefaehrdenden Stoffen (Muster-VAwS) sowie als Uebergangsmassnahme, da sich abzeichnete, dass die Einfuehrung der Muster-VAwS durch die Bundeslaender sich verzoegern wuerde, ein Anforderungskatalog fuer HBV-Anlagen. Das Schwergewicht der Studie verschob sich deshalb von der Erarbeitung neuer Ansaetze in diesem Bereich zu einer zusammenfassenden Darstellung und Kommentierung.
Die Dispergierung der Katalysatorpartikel sowie die anschließende Herstellung einer mit den Katalysatorpartikeln beschichteten Membran sind kritische Schritte in der Prozesskette zur Herstellung von Brennstoffzellen. Die geplanten Forschungsarbeiten sollen SolviCore zu einem besseren Verständnis der Prozesskette und der entsprechenden relevanten Prozessparameter der einzelnen Prozessschritte verhelfen. In einem ersten Arbeitspaket sollen Analytikmethoden zur Charakterisierung der verwendeten Rohprodukte sowie der hergestellten Dispersionen entwickelt und etabliert werden. Dabei liegt das Augenmerk insbesondere auf die Wechselwirkungen zwischen Katalysatorpartikel, Dispergiermedium und Stabilisator. Das verwendete Dispergierverfahren soll optimiert und die Dispersionen rheologisch charakterisiert werden, um die Eigenschaften hinsichtlich ihrem Fließverhalten und ihrer Stabilität zu beurteilen. Des Weiteren soll in einem zweiten Arbeitspaket die Schichtbildung bearbeitet werden. Hierbei sollen die Filmherstellung und -trocknung grundlegend untersucht werden. Dabei wird der Einfluss der Dispersionseigenschaften und der Trocknungskinetik auf die Schichtbildung insbesondere hinsichtlich der Oberflächeneigenschaften und der Struktur der gebildeten Schichten betrachtet.
Im Verbundvorhaben LIGNOPLAST entwickeln 5 Forschungseinrichtungen und 8 Industrieunternehmen innovative Verfahren zur Herstellung aromatischer Synthesebausteine aus verschiedenen Lignintypen und deren Anwendung in Klebstoff-, Lack-, Polyurethan- und Epoxidsystemen. Als Rohstoffe werden unterschiedliche technische Lignine aus der Zellstoffproduktion, wie z.B. Kraft-Lignin und Lignine aus 'Bioraffinerieverfahren' (Organosolv-Lignin oder Hydrolyse-Lignine, die als Reststoffe der enzymatischen oder sauren Verzuckerung anfallen) eingesetzt. Die gewünschten Synthesebausteine werden durch hydrolytischen Abbau der makromolekularen Struktur der Lignine und anschließende chemische und enzymatische Funktionalisierung gewonnen. Die Struktur der Synthesebausteine wird dabei so gezielt angepasst, dass neue Klebstoff-, Lack-, Polyurethan- und Epoxidsysteme formuliert werden können. Diese werden in Musterwerkstoffen und -bauteilen eingesetzt, welche anwendungstechnisch charakterisiert und mit konventionellen Systemen verglichen werden. Über die gesamte Prozesskette findet eine ökonomische und ökologische Bilanzierung sowie abschließend eine Konzeptentwicklung für eine industrielle Umsetzung statt. Jowat ist im Projekt für die Formulierung und das Austesten von Klebstoffen zuständig. Dazu werden die modifizierten Lignine zur Verwendung in Dispersionsklebstoffen entweder copolymerisiert oder als reaktive Füllstoffe verwendet. Ebenso werden Primer- und Schmelzklebstoffanwendungen untersucht.
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| Bund | 40 |
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| Förderprogramm | 40 |
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| offen | 40 |
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| Englisch | 3 |
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