Die Fluessig-Membran-Permeation bietet die Moeglichkeit, Metalle aus waessrigen Loesungen zu entfernen; giftige und schaedliche Metalle koennen mit diesem neuen Verfahren aus Abwaessern abgetrennt werden, wertvolle koennen daraus oekonomisch gewonnen werden. Basis fuer die Forschungsarbeiten sind Vorgaengerprojekte und eine Pilotanlage in der Chemiefaser Lenzing AG. Folgende vier Hauptschwerpunkte umfasst das Forschungsprojekt: Entwicklung eines kontinuierlichen Permeators; Erstellung von Berechnungsgrundlagen fuer den gesamten Permeationsprozess; Entwicklung geeigneter elektrischer Emulsionsspaltanlagen; Untersuchung der Einfluesse saemtlicher Parameter im Permeationsprozess und Optimierung des Prozesses.
<p>Die chemisch–pharmazeutische Industrie gehört in Deutschland zu den wichtigsten Wirtschaftszweigen. Gleichzeitig gehört sie auch zu den größten Energieverbrauchern und Erzeugern von Abwasser und gefährlichen Abfällen. Am Gesamtumsatz hatten die Produktionsbereiche „Chemische Grundstoffe“ und pharmazeutische Produkte den größten Anteil.</p><p>Die chemisch-pharmazeutische Industrie in Deutschland</p><p>Unternehmen, die in Deutschland Chemikalien oder aus ihnen chemische Produkte wie Arzneimittel, Biozide, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>, Chemiefasern, Farben, Kitte, Wasch- und Reinigungsmittel, Körperpflegemittel, Duftstoffe oder Seifen herstellen, setzten im Jahr 2024 mit diesen Produkten mehr als 223 Milliarden (Mrd.) Euro um. In der Chemie- und Pharmaindustrie arbeiteten 2024 etwa 480.000 Menschen. Das sind fast 8 % der Erwerbstätigen im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=verarbeitenden_Gewerbe#alphabar">verarbeitenden Gewerbe</a> und mehr als 1 % aller Erwerbstätigen insgesamt. Damit gehört der Wirtschaftszweig zu den wichtigsten Industriesektoren in Deutschland (siehe Abb. „Beschäftigte im verarbeitenden Gewerbe in Deutschland 2024“ und Abb. „Umsatz im verarbeitenden Gewerbe in Deutschland 2024“).</p><p>Zur chemisch-pharmazeutischen Industrie gehört der Bereich „Chemische Grundstoffe“, der im Jahr 2024 einen Umsatz von ca. 98 Mrd. Euro erwirtschaftete. Das entspricht mehr als 44 % des Gesamtumsatzes (siehe Abb. „Gesamtumsatz der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland 2024“).</p><p>Unter dem Industriezweig „Chemische Grundstoffe“ wird die Herstellung von anorganischen Grundstoffen wie Industriegasen und Düngemitteln, von organischen Grundstoffen und Chemikalien wie Petrochemikalien und Polymeren sowie von Fein- und Spezialchemikalien erfasst.</p><p>Chemisch-pharmazeutische Industrie belastet die Umwelt</p><p>In der Chemie- und Pharmaindustrie fielen im Jahr 2023 über 5 % der gefährlichen Abfälle und 2022 mehr als 11 % des gesamten Abwassers der deutschen Wirtschaft an (siehe Abb. „Gefährliche Abfälle nach Erzeugergruppen in Deutschland 2023“ und Abb. „Abwasser nach Emittentengruppen in Deutschland 2022“). Die Branche hatte im Jahr 2023 einen hohen Ressourcenverbrauch und nutzte etwa 11 % der gesamten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a> Deutschlands. Mehr als 3 % der Kohlendioxid-Emissionen stammten aus der Herstellung chemischer und pharmazeutischer Erzeugnisse (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2023“ und Abb. „Kohlendioxid-Emissionen nach Sektoren in Deutschland 2023).</p><p>Chemikalien in der Europäischen Union</p><p>Wie viele verschiedene Chemikalien verwendet werden, ist nicht bekannt. Im Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis (<strong>C</strong>lassification <strong>L</strong>abeling & <strong>P</strong>ackaging-Verordnung) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) sind 147.500 Stoffe verzeichnet. Dazu kommen noch Stoffe für die keine Meldepflicht ins Verzeichnis besteht (insbesondere nicht nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/r?tag=REACH#alphabar">REACH</a> registrierungspflichtige Stoffe soweit diese nicht als gefährlich im Sinne der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CLP#alphabar">CLP</a>-VO einzustufen sind).</p><p>Bis zum Jahr 2018 mussten Chemikalienhersteller und -importeure schrittweise fast all jene Chemikalien registrieren, von denen sie innerhalb der Europäischen Union (EU) mehr als eine Tonne jährlich herstellen oder in die EU einführen. Bis zum 30.09.2025 wurden mehr als 23.138 verschiedene Stoffe bei der ECHA in Helsinki registriert bzw. gelten als registriert. Deutsche Unternehmen haben davon 11.946 Stoffe (mit-)registriert <a href="https://echa.europa.eu/de/registration-statistics">(ECHA Registrierungsstatistik)</a>.</p>
Zielsetzung:
Die Textilindustrie gilt als eine der umwelt- und klimaschädlichsten Branchen weltweit. Durch ihre Vielstufigkeit und Vielfältigkeit fallen in verschiedenen Schritten Umweltprobleme an. Im Naturfaseranbau kommen Pestizide zum Einsatz und der Wasserverbrauch ist enorm. Aus den Färbereien und den Ausrüstungsbetrieben gelangen umweltschädliche Chemikalien in die Wasserkreisläufe. Weltumspannende Lieferketten führen durch den Warentransport zu immensen Emissionen klimaschädlicher Gase. In der Wäsche löst sich Mikroplastik ab. Und bei vielen Textilabfällen sind Naturfasern und Chemiefasern gemischt, sodass ein sortenreines Recycling ohne Wertverlust nahezu unmöglich ist. Gleichzeitig steigen die Mengen an Alttextilien aus den Privathaushalten von Jahr zu Jahr an.
Für viele dieser Herausforderungen gibt es bereits erste Lösungsansätze. Die Wahl von Naturfasern mit geringem Wasserbedarf aus biologischem Anbau verringert die Umweltbelastung im Anbau. Der Verzicht auf Farben oder die Umstellung auf umweltfreundliche Färbeprozesse schonen die Gewässer. Werden Lieferketten wieder regional organisiert, können Emissionen vermieden werden. Spezielle Waschbeutel fangen Mikroplastik auf. Designansätze wie Cradle To Cradle, die auf Mono-Materialien und Kreislauffähigkeit setzen, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Gleichzeitig werden für immer mehr Faserarten Recyclingverfahren entwickelt. Und auch bei den Verbraucher:innen macht sich ein Bewusstseinswandel bemerkbar, der durch Leih-, Reparier- und Tauschmodelle gefördert wird.
Diese Lösungen können nur dann zu einer Verminderung der Umweltprobleme beitragen, wenn sie vernetzt gedacht und weltweit angewendet werden. Eine lokale Naturfaserproduktion ergibt nur Sinn, wenn es auch die entsprechenden Abnehmer:innen gibt. Designer:innen können nur dann kreislauffähige Produkte entwickeln, wenn es entsprechende Verfahren gibt.
Deswegen ist es wichtig, dass die einzelnen Akteur:innen entlang des Produktlebenszyklus miteinander ins Gespräch kommen. Die Lösung der Umweltprobleme verlangt dringend Änderungen im Verhalten. Grundlagen dafür sind das Infragestellen gängiger Praktiken, der Austausch über Lösungen und das Vernetzen derer, die etwas bewirken wollen und können.
Fachwissen wird u. a. häufig durch die Lektüre (digtialer) Bücher generiert. Doch eine wesentliche Säule des Fachwissens steht in keinem Buch, sondern ist Erfahrungswissen der beteiligten Akteure, das häufig 'nur' in der 'eigenen Blase' weitergeben wird.
Hier setzt das Vorhaben durch das neuartige Veranstaltungsformat der lebendigen Textilbibliothek 'LiveTexBibo' an. Verfügbares Erfahrungswissen wird am Beispiel der Textilbranche mit dem Ziel eine Verhaltensveränderung hin zu einer nachhaltigen Textilbranche motiviert; globale Herausforderungen wie z. B. der Biodiversitätsverlust und der Klimawandel werden bezogen auf die Branche thematisiert. Neben technologischen Lösungsansätzen geht es insbesondere auch um politische, soziale und ethische Fragen und um persönliche Lebens- und Arbeitsrealitäten von Textil-Akteuren, z. B. Unternehmen der Produktion, Logistik, Handel und Konsument*innen. Durch die Auseinandersetzung mit obigen Themen im Dialog mit Expert*innen sollen notwendige Veränderungen fachlich fundiert initiiert werden. Neue und zum Teil bereits erprobte Perspektiven und Einzelbeispiele werden durch Kenntnis dieses Spezial-Wissens greifbar und Dialoge zwischen Menschen, die sich sonst nie begegnet wären, werden ermöglicht.
Das Thema Nachhaltigkeit spielt in der Textilindustrie eine immer größer werdende Rolle. Das Interesse an innovativen ökologischen Alternativen zu den klassischen Rohstoffen wie Baumwolle und Erdöl nimmt stetig zu. Ein Grund hierfür ist, dass mit zunehmender Weltbevölkerung der Bedarf an Textilfasern steigt. Gleichzeitig wird die Baumwollproduktion aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Ackerland stagnieren. Die Anforderungen bezüglich der Einsatzgebiete von Textilfasern werden zudem immer anspruchsvoller. Die Erfahrung zeigt, dass etwa ein Drittel der Textilfasern aufgrund bestimmter Eigenschaften, wie z.B.Saugfähigkeit, aus cellulosischen Regeneratfasern (CRF) bestehen müssen, weil synthetische Fasern diese Eigenschaften nicht vorweisen können. Diese Entwicklungen werden in den kommenden Jahren zu einer überproportional hohen Nachfrage nach CRF führen. Die Substitution von Baumwolle durch CRF ist ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz. CRF werden üblicherweise aus Holz gewonnen bzw. hergestellt, ohne dass künstliche Bewässerung erforderlich ist. Der Baumwollanbau verbraucht in etwa die 35-fache Menge an Wasser wie die Produktion von CRF aus Holz. Die Basis für CRF bilden Chemiezellstoffe aus Nadel- und Laubholz, welche in der Regel in einem material- und energieintensiven Aufschlussverfahren hergestellt werden. Im Gegensatz dazu bieten Chemiezellstoffe auf Basis von Agrarreststoffen, wie Getreidestroh, die Möglichkeit die Zellstoffproduktion aufgrund des schnelleren Wachstums der Pflanzen und des geringeren Energie- und Chemikalienverbrauchs für den Faseraufschluss viel schneller und mit geringerem Aufwand zu erhöhen. An die Qualität von Chemiezellstoffen werden allerdings deutlich höhere Anforderungen gestellt. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen die Zellstoffherstellung und die Verarbeitung daher an den neuen Rohstoff angepasst werden. Hierfür sind neue Ansätze erforderlich, die in diesem Forschungsvorhaben entwickelt werden sollen.