Bioraffineriekonzepte, zu welchen das hier beantragte Projekt gehört, werden in Zukunft mehr und mehr dazu beitragen, fossile durch heimische und biobasierte Rohstoffquellen zu ersetzen. Ein bereits lange bestehendes Konzept resultiert aus der Zellstoffproduktion. Hierfür werden schon immer biobasierte Produkte eingesetzt. Jedoch werden die Reststoffe der Zellstoffproduktion meist nur energetisch genutzt. In den letzten Jahrzehnten ist das Interesse an Lignin und den enthaltenen Fettsäuren aber stetig gewachsen, wobei bis heute noch kein industrieller Prozess zur stark wertgesteigerten Verwertung dieser Reststoffe, und somit eine Erweiterung des Bioraffineriekonzeptes zur Herstellung von Spezialchemikalien, erreicht werden konnte. Dies soll mit dem hier beschriebenen Projekt erfolgen. Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung (i) der chemischen Umsetzung von Fettsäuren mittels Kolbe-Elektrolyse (ii) eines passgenauen Elektrolyseurs und (iii) der Hochskalierung zur Herstellung von Mustermengen an Weiß- bzw. Paraffinölen und Paraffinen auf Basis von biobasierten Fettsäuren aus der Tallöldestillation. Diese sollen in Formulierungen für Kosmetik- oder Bauprodukten sowie als Verarbeitungshilfsmittel bei Polymeren getestet werden. Am Ende soll ein technischer Elektrosyntheseprozess grundlegend etabliert sein und dessen Wirtschaftlichkeit inkl. einer ersten LCA abgeschätzt werden. Dazu sollen im Projekt mehrere Teilziele erarbeitet werden.
Bioraffineriekonzepte, zu welchen das hier beantragte Projekt gehört, werden in Zukunft mehr und mehr dazu beitragen, fossile durch heimische und biobasierte Rohstoffquellen zu ersetzen. Ein bereits lange bestehendes Konzept resultiert aus der Zellstoffproduktion. Hierfür werden schon immer biobasierte Produkte eingesetzt. Jedoch werden die Reststoffe der Zellstoffproduktion meist nur energetisch genutzt. In den letzten Jahrzehnten ist das Interesse an Lignin und den enthaltenen Fettsäuren aber stetig gewachsen, wobei bis heute noch kein industrieller Prozess zur stark wertgesteigerten Verwertung dieser Reststoffe, und somit eine Erweiterung des Bioraffineriekonzeptes zur Herstellung von Spezialchemikalien, erreicht werden konnte. Dies soll mit dem hier beschriebenen Projekt erfolgen. Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung (i) der chemischen Umsetzung von Fettsäuren mittels Kolbe-Elektrolyse (ii) eines passgenauen Elektrolyseurs und (iii) der Hochskalierung zur Herstellung von Mustermengen an Weiß- bzw. Paraffinölen und Paraffinen auf Basis von biobasierten Fettsäuren aus der Tallöldestillation. Diese sollen in Formulierungen für Kosmetik- oder Bauprodukten sowie als Verarbeitungshilfsmittel bei Polymeren getestet werden. Am Ende soll ein technischer Elektrosyntheseprozess grundlegend etabliert sein und dessen Wirtschaftlichkeit inkl. einer ersten LCA abgeschätzt werden. Dazu sollen im Projekt mehrere Teilziele erarbeitet werden.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Aerogelen mittels aus Altholz gewonnener Rohstoffe (Cellulose, Lignin, Hemicellulose). Aus den Aerogelen werden Dämmstoffe und/oder schadstoffabsorbierende Filter hergestellt, aus denen nach Ende der Gebrauchsdauer wieder die genannten Rohstoffe gewonnen werden können (Design for Recycling). Funktionstüchtige Verfahren sollen dafür so weit entwickelt werden, dass Demonstratoren im Labor hergestellt und deren Eigenschaften untersucht werden können (TRL 4). Zusätzlich werden beispielhaft weitere Varianten aus nachwachsenden Rohstoffen, im Folgenden NaWaRos genannt, aufgezeigt. Diese Stoffe können auch aus Abfällen oder Produktionsresten verschiedener Herstellungsverfahren gewonnen werden. Ein erstes Ziel des Projektes ist es zunächst, diejenigen Rohstoffe zu finden, die sich für eine wirtschaftliche Herstellung von Aerogelen mit vermarktungsfähigen Eigenschaften am besten eignen. Anschließend sind die entsprechenden Herstellungsverfahren auf die Verwendung dieser Rohstoffe anzupassen. Verfahren werden entwickelt, um aus diesen Aerogelen nach Gebrauch wieder die Rohstoffe zu erzeugen, die zu deren Produktion verwendet wurden, z.B. Cellulose oder Lignin. Dabei ist darauf zu achten, dass keine durch Filterung oder Sekundärkontamination adsorbierten Stoffe im neuen Produkt verbleiben. Die Entwicklung der Herstellverfahren erfolgt zunächst an frischen Grundmaterialien. Zu einem späteren Zeitpunkt werden die Verfahren dann auf Ihre Eignung zur Verwendung der vom WKI gelieferten, aus den Abfällen gewonnen Rohstoffe geprüft.
Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.
Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.
Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.
Lignin als nachwachsender Rohstoff soll zu maximalen Anteilen den fossilen Rohstoff Phenol in Phenol-Formaldehyd (PF)-Harzen für Verklebungen im Lagenholzwerkstoffbereich ersetzen. Ziel ist die Entwicklung biobasierter Lignin-Phenol-Formaldehyd (LPF)-Klebstoffsysteme. Für solche Anwendungen sind Grundkenntnisse im industriellen Maßstab verfügbar. Durch die Herstellung dieser Klebstoffe sollen fossile Rohstoffe durch industriell verfügbare Lignine ersetzt werden. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Lignine wird dabei maßgeblich durch Herkunft der Biomasse, Herstellverfahren und sich ggf. anschließende Aufschlussverfahren bestimmt, die sich wesentlich auf die Wirkungsweise als Phenol-Ersatz in PF-Harzen auswirken. Die Entwicklung von LPF-Harzen für die Lagenholzwerkstoff-Herstellung steht in direkter Überein-stimmung mit dem Ziel des 'Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe'. Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe stehen seit vielen Jahren im Fokus intensiver Forschungstätigkeiten. Darüber hinaus fordern sowohl Sperrholz- und LVL-Hersteller als auch der Markt die Klebstoffhersteller seit Jahren dazu auf, alternative Klebstoffsysteme auf Basis nachwachsender Rohstoffe anzubieten. Zudem definieren alle europäischen Hersteller von Lagenholzwerkstoffen mittlerweile Unternehmensziele mit Bezug auf eine nachweisliche Nachhaltigkeit von Produkten und Herstellungsprozessen.
Lignin als nachwachsender Rohstoff soll zu maximalen Anteilen den fossilen Rohstoff Phenol in Phenol-Formaldehyd (PF)-Harzen für Verklebungen im Lagenholzwerkstoffbereich ersetzen. Ziel ist die Entwicklung biobasierter Lignin-Phenol-Formaldehyd (LPF)-Klebstoffsysteme. Für solche Anwendungen sind Grundkenntnisse im industriellen Maßstab verfügbar. Durch die Herstellung dieser Klebstoffe sollen fossile Rohstoffe durch industriell verfügbare Lignine ersetzt werden. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Lignine wird dabei maßgeblich durch Herkunft der Biomasse, Herstellverfahren und sich ggf. anschließende Aufschlussverfahren bestimmt, die sich wesentlich auf die Wirkungsweise als Phenol-Ersatz in PF-Harzen auswirken. Die Entwicklung von LPF-Harzen für die Lagenholzwerkstoff-Herstellung steht in direkter Überein-stimmung mit dem Ziel des 'Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe'. Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe stehen seit vielen Jahren im Fokus intensiver Forschungstätigkeiten. Darüber hinaus fordern sowohl Sperrholz- und LVL-Hersteller als auch der Markt die Klebstoffhersteller seit Jahren dazu auf, alternative Klebstoffsysteme auf Basis nachwachsender Rohstoffe anzubieten. Zudem definieren alle europäischen Hersteller von Lagenholzwerkstoffen mittlerweile Unternehmensziele mit Bezug auf eine nachweisliche Nachhaltigkeit von Produkten und Herstellungsprozessen.
a) Pflanzeninhaltsstoffe wie Zellulose, Lignin und Protein sind Ausgangsstoffe der organischen Bodensubstanz. Die Kenntnis ihrer Umwandlung zu Huminstoffen ist eine wichtige Grundlage zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Die Untersuchungen werden mit Pflanzenrueckstaenden, aber auch mit einzelnen Bestandteilen von Pflanzen oder Mikroorganismen durchgefuehrt. b) Synthese oder Gewinnung von Inhaltsstoffen und Pflanzen oder Mikroorganismen markiert durch die Isotope 14C, 15N oder 35S. Verfolgung des Abbaues und der Umwandlung im Boden oder durch bestimmte Mikroorganismen. Untersuchung der neugebildeten Huminstoffe hinsichtlich ihrer Isotopen-Verteilung und der weiteren Transformation und Mineralisation der markierten Bestandteile. c) Es handelt sich hierbei um langfristige Untersuchungen, die zum Teil in Zusammenarbeit mit in- und auslaendischen Forschungseinrichtungen durchgefuehrt werden.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Aerogelen mittels aus Altholz gewonnener Rohstoffe (Cellulose, Lignin, Hemicellulose). Aus den Aerogelen werden Dämmstoffe und/oder schadstoffabsorbierende Filter hergestellt, aus denen nach Ende der Gebrauchsdauer wieder die genannten Rohstoffe gewonnen werden können. Zusätzlich werden beispielhaft weitere Varianten aus nachwachsenden Rohstoffen aufgezeigt. Aerogele zeichnen sich durch hervorragende Dämmeigenschaften, geringe Schallübertragung und gute Absorptionswirkung für flüchtige chemische Stoffe aus. Das eröffnet diesen Materialien zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, z.B. als Dämmstoffe oder Filter. Während die ersten Aerogele aus Siliziumdioxid hergestellt wurden, gibt es heute vielseitige Ausgangsmaterialien, die u.a. auch aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden können, wie z.B. aus Cellulose, Lignin, Stärke oder aus Polysacchariden. Diese Stoffe können auch aus Abfällen oder Produktionsresten verschiedener Herstellungsverfahren gewonnen werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 674 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 3 |
| Förderprogramm | 660 |
| Text | 13 |
| Umweltprüfung | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 8 |
| offen | 660 |
| unbekannt | 9 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 639 |
| Englisch | 80 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 9 |
| Bild | 1 |
| Datei | 9 |
| Dokument | 11 |
| Keine | 392 |
| Webseite | 275 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 569 |
| Lebewesen und Lebensräume | 537 |
| Luft | 247 |
| Mensch und Umwelt | 677 |
| Wasser | 206 |
| Weitere | 640 |