Ziel ist die Herstellung von waessrigen Kunststoffdispersionen fuer Anwendungen als Beschichtungen und Lacke sowie in der medizinischen Diagnostik. Durch das Vermeiden organischer Loesemittel werden die heutigen Anforderungen an Arbeitsschutz und Oekologie erfuellt. Eine Technikumsanlage zur Herstellung solcher Dispersionen mit Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie eine Qualitaetskontrolle wird aufgebaut. Ergebnisse: Umweltfreundliche waessrige Kunststoffdispersionen fuer die verschiedensten Anwendungen wurden entwickelt. So wird eine in fluessiger Form aufgetragene waessrige Kunststoffdispersion als Abziehlack zum Schutz von empfindlichen Untergruenden angewandt. Durch Oberflaechenmodifizierung der Kunststoffpartikel ist es gelungen, eine waessrige Kunststoffdispersion mit besonders guter Haftung von Biomolekuelen zum Einsatz in Medizin und Biotechnologie zu entwickeln. Eine Technikumsanlage zur Herstellung von ca. 100 l Kunststoffdispersion mit Mess-, Steuer- und Regelungstechnik fuer eine automatisierte Fahrweise befindet sich im Aufbau. Zur Qualitaetssicherung werden Partikelgroessenverteilung mit Ultrazentrifuge, Zetapotential, Oberflaechenladungen, kritische Koagulationskonzentration und Oberflaechenspannung bestimmt sowie fuer spezielle Anwendungen die Kunststoffdispersionen ueber Serumaustausch mittels Dialyse aufgereinigt.
Das Ziel des Projekts TARULIN ist die Schaffung der Voraussetzungen zur nachhaltigen Nutzung von T. koksaghyz entlang der Wertschöpfungskette. Pflanzenzüchtung, Evaluation agronomischer Parameter und die Prozessierung von Latex, Kautschuk und Inulin zu Prototypen bilden den Projektfokus. Folgende Detailziele werden von Industrie und Akademia verfolgt: - Ertragssteigerung und Verbesserung der Pflanzenmorphologie durch Präzisionszucht - Entwicklung eines Anbauverfahren zur Aussaat, Pflanzenschutz und Ernte in Feldversuchen auch auf sekundärem Ackerland - Prozessierung und Charakterisierung der Rohstoffe durch umweltfreundliche Trennverfahren - Nutzung der Rohstoffe in der Prototypenfertigung. Die vier Arbeitspakete Züchtung, Agronomie, Prozessierung und Charakterisierung und Prototypenentwicklung werden von den Partnern entsprechend ihrer Expertisen und Vorarbeiten durchgeführt. Die AESKULAP GmbH wird in Zusammenarbeit mit dem Fh-IME neue T. koksaghyz-Linien züchten, die für die Anforderungen des modernen Pflanzenbaus und der Prozessierung geeignet sind. Die Arbeiten werden durch die numares GmbH und das MPI-PZ hinsichtlich der Analytik ergänzt. Das JKI wird die Arbeiten zur Agronomie durchführen. Die Expertise und Infrastruktur im Bereich der Biomasseprozessierung des Fh-IGB werden für die Gewinnung der Rohstoffe eingesetzt. Die Verfahrensentwicklung wird dabei vom IGVT (Uni Stuttgart) unterstützt. Als Anwender werden die Continental Reifen Deutschland GmbH, die Synthomer GmbH und die Südzucker AG die Rohstoffe untersuchen und in erste Produkt-Prototypen umwandeln.
Die Forschung der letzten Jahre hat dafür gesorgt, dass die in Vergessenheit geratene Wild-Pflanze Taraxacum koksaghyz (Tks) als Kautschuk produzierende Kulturart für Deutschland wieder entdeckt wurde. Grundlagen der nachhaltigen Nutzung entlang der Wertschöpfungskette wurden geschaffen: Von Züchtung/Agronomie über Rohstoffgewinnung bis zur Kautschukverarbeitung in Produktprototypen. Die Prototypen weisen äquivalente Eigenschaften auf wie die Produkte aus Hevea-Kautschuk, wodurch die Perspektive für die vollständige Industrialisierung absehbar ist. Obwohl Fortschritte in der Züchtung von Tks erzielt wurden, gilt es für die Steigerung der langfristigen Wirtschaftlichkeit die Züchtung zu forcieren. Basis moderner Pflanzenzucht ist die Selektion von Elitepflanzen anhand von 'SMART breeding' Technologien. Dafür ist ein umfassendes Verständnis der Genom-Struktur und -Sequenz notwendig, das aber für Tks nicht vorliegt. Daher ist das übergeordnete Projektziel die Etablierung einer SMART breeding Plattform für Tks durch Sequenzierung, Annotation und Integration von genomischen, epigenomischen und transkriptomischen Sequenzen. Die Datenanalyse mittels innovativer Bioinformatik wird in praktischen und interaktiven Trainings-Modulen an Nachwuchswissenschaftler vermittelt. Die Expertisen im Projektteam bestehend aus drei KMUs (Pflanzenzucht, -kultivierung und Bioinformatik) und einem anwendungsnahen F&E-Institut garantieren eine schnellstmögliche Umsetzung der Projektziele und somit eine wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse. Umfassende Sequenzierungen durch das Fraunhofer IME mit bioinformatischer Auswertung durch die Firma ecSeq von ausgewähltem Zuchtmaterial und gezielten Kreuzungen der Partner ESKUSA und hortilab werden ein tiefergehendes Verständnis wichtiger komplexer agronomischer Merkmale generieren.
Das Ziel von 'TARULIN II' ist es, in Fortsetzung der Arbeiten aus TARULIN, die Voraussetzungen zur nachhaltigen Nutzung von T. koksaghyz entlang der Wertschöpfungskette zu schaffen. Pflanzenzüchtung, Evaluation agronomischer Parameter und die Prozessierung von Latex und Kautschuk zu Prototypen bilden den Projektfokus. Folgende Detailziele werden von Industrie und Akademia weiter verfolgt: 1. Ertragssteigerung und Verbesserung der Pflanzenmorphologie durch Präzisionszucht, 2. Erstellung eines Anbauplanes zur Aussaat, Pflanzenschutz und Ernte in Feldversuchen auch auf sekundärem Ackerland, 3. Prozessierung und Charakterisierung der Rohstoffe durch umweltfreundliche Trennverfahren, 4. Nutzung der Rohstoffe In dem verlängerten Projektzeitraum werden die in TARULIN I begonnenen Arbeiten und offenen Fragestellungen der vier Arbeitspakete von allen Partnern weitergeführt und bearbeitet. Die ESKUSA GmbH wird in Zusammenarbeit mit dem Fh-IME die Züchtung neuer T. koksaghyz-Linien fortsetzen, die für die Anforderungen des modernen Pflanzenbaus und der Prozessierung geeignet sind. Die Arbeiten werden durch die numares AG und die WWU hinsichtlich der Analytik ergänzt. Das JKI wird die Arbeiten zur Agronomie weiterführen. Für die Gewinnung der Rohstoffe wird die in TARULIN I gewonnene Expertise vom Fh-IME eingebracht. Als Anwender werden die Continental Reifen GmbH und die Synthomer GmbH die Rohstoffe untersuchen und in Produkt-Prototypen umwandeln.
Das Ziel von 'TARULIN II' ist es, in Fortsetzung der Arbeiten aus TARULIN, die Voraussetzungen zur nachhaltigen Nutzung von T. koksaghyz entlang der Wertschöpfungskette zu schaffen. Pflanzenzüchtung, Evaluation agronomischer Parameter und die Prozessierung von Latex und Kautschuk zu Prototypen bilden den Projektfokus. Folgende Detailziele werden von Industrie und Akademia weiter verfolgt: 1. Ertragssteigerung und Verbesserung der Pflanzenmorphologie durch Präzisionszucht, 2. Erstellung eines Anbauplanes zur Aussaat, Pflanzenschutz und Ernte in Feldversuchen auch auf sekundärem Ackerland, 3. Prozessierung und Charakterisierung der Rohstoffe durch umweltfreundliche Trennverfahren, 4. Nutzung der Rohstoffe in der Prototypenfertigung. In dem verlängerten Projektzeitraum werden die in TARULIN I begonnenen Arbeiten und offenen Fragestellungen der vier Arbeitspakete von allen Partnern weitergeführt und bearbeitet. Die AESKULAP GmbH wird in Zusammenarbeit mit dem Fh-IME die Züchtung neuer T. koksaghyz-Linien fortsetzen, die für die Anforderungen des modernen Pflanzenbaus und der Prozessierung geeignet sind. Die Arbeiten werden durch die numares AG und die WWU hinsichtlich der Analytik ergänzt. Das JKI wird die Arbeiten zur Agronomie weiterführen. Für die Gewinnung der Rohstoffe wird die in TARULIN I gewonnene Expertise vom Fh-IME eingebracht. Als Anwender werden die Continental Reifen GmbH und die Synthomer GmbH die Rohstoffe untersuchen und in Produkt-Prototypen umwandeln.
Ziel des Forschungsvorhabens ist der Ersatz der seit über 60 Jahren üblichen Fadenbeschichtung auf Basis Resorcin/Formaldehyd/Latex (RFL) für den Einsatz in Autoreifen durch die Grenzflächenfunktionalisierung von Reifencord mit plasmainitiierten, bifunktionalen sol-gel-chemisch erzeugten Bindersystemen. Diese sollen in technologischer, ökologischer und ökonomischer Hinsicht einen Fortschritt gegenüber herkömmlichen Ausrüstungen bieten. Erzeugung von Haftvermittlersystemen mit Hilfe der Sol-Gel-Technik, Präfunktionalisierung der Hochleistungspolymere im Reifencord und Applikation der Chemikalien, sowie deren Vernetzung mit Hilfe der Niederdruckplasmatechnologie. Nachweis der erfolgreichen Integration der funktionalisierten und beschichteten Corde in Reifen unter Einhaltung der wirtschaftlichen Zielsetzung, Ermittlung der Prozesskosten, Ausarbeitung von Anlagenkonzepten und Prozessrouten zur industriellen Umsetzung der erarbeiteten Lösungen.
Mit dem Demonstrationsvorhaben 'DyCroFi' setzte das Unterehmen SolVin GmbH in Rheinberg die Technologie der dynamischen Crossflow-Filtration erstmals in der Chemischen Industrie zur Aufkonzentration von Latex-Emulsion im großtechnischen Maßstab um. Ziel des Demonstrationsprojektes war es, im Prozess der E-PVC-Herstellung der Emulsion bereits vor dem eigentlichen Trocknungsvorgang Prozesswasser zu entziehen und somit den Energiebedarf im Trocknungsprozess erheblich zu reduzieren. Mit einer Verzögerung von acht Monaten wurde das Projekt am 1. September 2011 gestartet und am 30. Juni 2013 abgeschlossen. Verbunden mit dem Projekt waren hohe Erwartungen an die potenziellen Einsparmöglichkeiten an Trocknungsenergie durch die Einführung eines neues Filtrationsverfahrens im bestehenden Herstellungsprozess. Gleichzeitig sollte Latex mit gleichbleibender Qualität produziert werden. Die grundlegende Integration des Filtrationsprozesses in den Herstellungsprozess ist ebenso gelungen wie die Sicherstellung eines qualitativ gleichwertigen Endprodukts. Die ursprünglich angestrebte Aufkonzentration des Latex und die damit verbundene Reduktion des in der Emulsion enthaltenen Prozesswassers um 20 % vor dem Trocknungsprozess konnte jedoch nur teilweise erreicht werden. Nach mehreren Schadensereignissen in der neuen Filtrationsstufe während des Demonstrationsprojektes wird die Anlage nun mit einer auf 48 % aufkonzentrierten Emulsion stabil gefahren Im Ergebnis konnte eine Reduzierung des Prozesswassers in der Latex-Emulsion in Höhe von 8 % erreicht werden. Pro Jahr können in einem typischen Produktionsjahr bereits dadurch 7,25 GW an Primärenergie und damit verbunden 1.971 Tonnen an CO2 in der E-PVC-Herstellung am Standort Rheinberg eingespart werden. Zusammenfassend konnten die eingangs definierten Erfolgskriterien wie folgt erfüllt werden: - Anpassung des Fitrationsverfahrens an die Einsatzerfordernisse der E-PVC-Herstellung konnte prinzipiell erfüllt werden; - stabile Integration des Filtersystems im bestehenden Produktionsprozess konnte umgesetzt werden im Hinblick auf die Möglichkeit, den Produktionsprozess unabhängig vom Filterverhalten aufrecht erhalten zu können; - effiziente Aufkonzentration des Filtrats und damit Abtrennung des in der Emulsion vorhandenen Prozesswassers konnte nur unzureichend erfüllt werden; - dies führt zu erheblich geringeren Einsparungen an Energie, als sie in der Amortisation des Projektes eingeplant; - ausreichend große Einsatzbandbreite des Filtersystems hinsichtlich unterschiedlicher Produktzusammensetzungen konnte erzielt werden, da alle drei Produktvarianten der Linie E5 über die Ultrafiltration behandelt werden können; - die Produktqualität ist weitgehend konstant, hinsichtlich der Produkteigenschaften kam es nur zu geringfügigen Änderungen, die die Einsatzqualität nicht beeinträchtigten. (Text gekürzt)
Die vorliegende verwirklichte Anlage stellt für den mobilen Dienstleistungsbereich eine große Weiterentwicklung dar. Mit Anlagen dieser Art können fortan gesundheitsschädliche und brennbare ölhaltige Schlämme und Suspensionen sicher und umweltschonend verarbeitet werden. Durch den Einsatz der Anlage kann das Transportaufkommen zu externen Verbrennungsanlagen oder chemisch physikalischen Behandlungsanlagen erheblich reduziert werden, was nachhaltig auch zu einer Reduzierung des CO2-Ausstoßes führt. Die Mobilität der Anlage, welche gekennzeichnet ist durch die Verwendung von Seecontainern zur Aufnahme der Anlagenkomponenten, der Bereitstellung (Selbsterzeugung) von Stickstoff zur Inertisierung und zum Schutz vor Explosionsgefahren, der geschlossenen Verarbeitung und Handhabung der Stoffe zur Reduzierung von Emissionen und Erhöhung der Anlagensicherheit ist einzigartig. Erstmals ist es gelungen, eine vollkommen ATEX-konforme Tricanter (R)-Anlage mit sämtlichen erforderlichen Nebenaggregaten für den mobilen Einsatz im Ölschlammbereich zu konzipieren und zu realisieren. Die Detaillösungen zur Erreichung der gesteckten Ziele und Realisierung der betriebsbereiten Anlage sind im vorliegenden Abschlussbericht, insbesondere unter Punkt 4 und 5 explizit erläutert. Die umweltschonende und entlastende Technologie der Anlage wirkt sich insbesondere auf die Minimierung entstehender Emissionen, Reduzierung möglicher Explosionsgefahren und Reduzierung des CO2-Ausstoßes aus.
Das Ziel von 'TARULIN II' ist es, in Fortsetzung der Arbeiten aus TARULIN, die Voraussetzungen zur nachhaltigen Nutzung von T. koksaghyz entlang der Wertschöpfungskette zu schaffen. Pflanzenzüchtung, Evaluation agronomischer Parameter und die Prozessierung von Latex und Kautschuk zu Prototypen bilden den Projektfokus. Folgende Detailziele werden von Industrie und Akademia weiter verfolgt: 1. Ertragssteigerung und Verbesserung der Pflanzenmorphologie durch Präzisionszucht, 2. Erstellung eines Anbauplanes zur Aussaat, Pflanzenschutz und Ernte in Feldversuchen auch auf sekundärem Ackerland, 3. Prozessierung und Charakterisierung der Rohstoffe durch umweltfreundliche Trennverfahren, 4. Nutzung der Rohstoffe in der Prototypenfertigung. In dem verlängerten Projektzeitraum werden die in TARULIN I begonnenen Arbeiten und offenen Fragestellungen der vier Arbeitspakete von allen Partnern weitergeführt und bearbeitet. Die AESKULAP GmbH wird in Zusammenarbeit mit dem Fh-IME die Züchtung neuer T. koksaghyz-Linien fortsetzen, die für die Anforderungen des modernen Pflanzenbaus und der Prozessierung geeignet sind. Die Arbeiten werden durch die numares AG und die WWU hinsichtlich der Analytik ergänzt. Das JKI wird die Arbeiten zur Agronomie weiterführen. Für die Gewinnung der Rohstoffe wird die in TARULIN I gewonnene Expertise vom Fh-IME eingebracht. Als Anwender werden die Continental Reifen GmbH und die Synthomer GmbH die Rohstoffe untersuchen und in Produkt-Prototypen umwandeln. Tarulin II wir dazu beitragen, durch die lokale Produktion von Latex und Kautschuk ein neues Bioökonomie-relevantes Marktsegment in Deutschland zu etablieren. Die beteiligten Unternehmen werden durch innovative Forschung einen Wettbewerbsvorteil generieren und ihre Position auch auf internationalen Märkten stärken können. Eine Nutzung und Verbreitung der erworbenen Kenntnisse ist ebenso geplant wie eine Patentierung von neuartigen Erfindungen und die Veröffentlichung in wissenschaftlichen Zeitschriften.
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