Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PreSens - Precision Sensing GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Projektes ist die beschleunigte Umsetzung von experimentell abgesicherten Labordaten und -modellen und ihre Übertragung auf industrielle Maßstäbe und Stoffsysteme in Richtung der maßstabsunabhängigen Entwicklung von Apparatetechniken und -komponenten. Als Anwendung wird die Hydroformylierung eines Olefins beispielhaft für die Herstellung von besonders ressourcenintensiven Bulkchemikalien untersucht. Betrachtet werden Mehrphasenreaktionen in Blasensäulenreaktoren, die wegen ihres breiten Einsatzes in der chemischen Industrie sowohl ein großes Reduktionspotential von CO2-Emissionen als auch eine Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland bieten. Der Lösungsweg sieht die Erarbeitung von Modellen und Simulationsrechnungen auf Grundlage von experimentellen Daten aus Labor-, Technikums- und Industriebedingungen vor. Wesentliches Ziel ist hierbei die Überwindung der Skalenlücke, die derzeit eine Übertragung von Laborergebnissen auf industrielle Prozesse beeinträchtigt. Hierfür soll ein Hybridansatz gewählt werden, bei dem das lokale Phasenverhalten mit Laborapparaturen direkt an industriellen Stoffsystemen gemessen und modelliert wird. Die Modelle werden durch räumliche und/oder zeitliche Mittelung derart vereinfacht, dass die wesentlichen Einflussgrößen erhalten bleiben, ohne die vorhandene Rechenkapazität zu sprengen. Je nach Rechenkapazität, Rechenzeit und Genauigkeitsanspruch kann der Detaillierungsgrad des 'Skalensprungs' stufenweise verfeinert werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Bau und Betrieb einer vollautomatischen Pilotanlage zur Rückgewinnung von KMP aus Schweinegülle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Geltz Umwelt-Technologie GmbH durchgeführt. In dem BMBF-Verbundprojekt PhosKa (Förderkennzeichen 02WQ1255 A-C) wurde ein Verfahren zur gemeinsamen Rückgewinnung von Kalium und Phosphor aus Gülle entwickelt. Das Verfahren wurde in einer halbtechnischen Anlage umgesetzt. Projektziele dieses Antrags sind der Up-scale der vorhandenen Anlage auf einen Durchsatz von 1m3 Gülle pro Stunde. Dieser Durchsatz entspricht der Menge an anfallender Gülle eines kleinen Masttierbetriebs mit ca. 900 Schweinen. Weiterhin soll die Anlage so automatisiert werden, damit sie auch von Personal mit nicht-wissenschaftlichem Hintergrund betrieben werden kann. Die Automatisierung soll über eine intelligente Software ermöglicht werden, so dass die Anlage auch ohne Personal betrieben werden kann. Das produzierte Kalium-Magnesium-Phosphat Nährstoffsalz soll als Pflanzenstärkungs- oder Düngemittel zertifiziert werden. Im Rahmen des Projektes mit Hilfe von Treibhaus- und Freilandversuchen weitere Daten zur Düngemitteleigenschaft ermittelt werden. Das Material soll mit der halb-technischen und im zweiten Projektabschnitt mit der Pilotanlage hergestellt werden. Die Firma Geltz übernimmt die Koordination des Verbundhabens, sowie die technische Ausgestaltung der Pilotanlage, während IAU-Service die Validierung der Düngemitteleigenschaften übernimmt. Das Fraunhofer IGB begleitet beide Firmen auf diesem Weg und unterstützt bei der technischen Realisierung der Erarbeitung eines Vermarktungskonzeptes.
Das Projekt "Allianz FuPol (Phase II): Funktionalisierung von Polymeren - Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biochemie, Lehrstuhl für Mikrobiologie und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Im Fokus der 2. Förderphase der Allianz steht die Weiterentwicklung von neuen biotechnologischen Anwendungen bis in den industriellen Maßstab in der Waschmittel- und Textilindustrie. Hierzu werden Funktionalisierungen an synthetischen Polymeren den Herstellungsprozess, bzw. die Veredelung von Textilien ermöglichen sowie eine Verbesserung der Faserpflege während des Waschgangs gewährleisten. Im Teilprojekt 'Waschmittel für synthetische Textilien' werden die vielversprechenden Enzyme, welche in aussagekräftigen Vortests oder bereits bei der Waschperformance eine Aktivität gezeigt hatten, in ihren Eigenschaften verbessert (EC, ABE, UL). ABE und EC verbessern die Enzymproduktion, führen ein Upscaling für den industriellen Maßstab durch und entwickeln das Downstream processing. HKL wird die entwickelten Enzyme auf die Eignung im Waschvorgang überprüfen und eine Waschmittelformulierung entwickeln. Im Teilprojekt 'Veredelung von Garnen' wird die Funktionalisierung von Ankerpeptiden zur Veredelung von Garnen weiterentwickelt und einem Upscaling unterzogen, so dass der Partner COATS ausreichende Mengen testen kann (IAP). EC entwickelt das entsprechende Produktionssystem für die Peptide bis in den industriellen Maßstab, wobei auch das Downstream processing eine entscheidende Rolle spielt. EC und IAP arbeiten gemeinsam an der Prozessführung für eine skalierbare Funktionalisierung von Ankerpeptiden. COATS testet die Konjugate, speziell solche die eine Färbung von flächigen Geweben oder eine Abdichtung von Nähten während des Nähprozesses ermöglichen, in der Anwendung.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CIP Chemisches Institut Pforzheim GmbH durchgeführt. EvA - Entwicklung von anti-Nosemose-Wirkstoffen über ein 2-Stufen-Testsystem Ziel des Projektes EvA war die Entwicklung von Wirkstoffen zur rückstandsfreien Bekämpfung der Nosemose bei Honigbienen. In einem in vivo-Assay mit gekäfigten Bienen konnten zwei chemische Leitstrukturen mit anti-Nosema-Aktivität identifiziert werden. Untersuchungen zur Bienenverträglichkeit, Ökonomie und Akzeptanz bei Bienen und Imkern resultierten in einer anwenderfreundlichen Formulierungsvariante für die potentiellen Wirkstoffe. Zur Herstellung der Präparate wurden robuste, scale-up-fähige Verfahren etabliert. Ein im Projekte entwickeltes innovatives in vitro-Testsystem ermöglichte das zellkulturbasierte Screening von mehr als 2000 aussichtsreichen, konformationell restringierten synthetischen Peptiden. Ein natürliches Peptidgemisch zeigte deutliche anti-Nosema-Aktivität. Die im Rahmen von EvA entwickelten, bienen- und umweltverträglichen Wirkstoff-Kandidaten leisten einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Tiergesundheit und liefern wesentliche Erkenntnisse für die Grundlagenforschung.
Das Projekt "Teilprojekt: Fertigschleifen von skalierten sowie Real-Großverzahnungen, Qualitätsuntersuchungen der Großräder, Prüfstanduntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Moventas GmbH durchgeführt. Umformverfahren zeichnen sich durch eine hohe Materialausnutzung und kurze Prozesszeiten aus. Die Vorteile der Umformtechnologie sollen durch dieses Projekt zu einer Reduzierung des Energieeinsatzes bei der Herstellung von Zahnrädern mit großem Modul führen, wie sie zum Beispiel in Windkraft- und Schiffsgetrieben eingesetzt werden. Das angestrebte Bauteilsegment umfasst den Durchmesserbereich bis 1.000 Millimeter. Neben einer deutlichen Reduzierung des eingesetzten Ausgangsmaterials soll auch eine Verringerung der Fertigungszeit erreicht werden. Es wird eine dimensionierte und für das Warmwalzen angepasste Maschinentechnik entwickelt. Zum Ende des Projektes sollen eine Versuchseinrichtung mit integrierter induktiver Erwärmungseinheit entstehen und erste Demonstratoren gefertigt werden.
Das Projekt "Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft durchgeführt. Schwerpunkt der Untersuchungen ist es, den Nutzungsgrad fuer das innerhalb der Abwasser-/Abfallaufbereitung anfallende Biogas zu steigern. Durch ein Verfahren zur biologischen Trennung von Methan und Kohlendioxid mit Hilfe von Algenkulturen wird der Brennwert des Gases erhoeht und dem von Erdgas angenaehert. Die Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung geeigneter Reaktoren werden vom Kooperationspartner energy of nature Projektgesellschaft fuer umwelttechnische Anlagensysteme Leipzig mbH durchgefuehrt. Der vorliegende Antrag beinhaltet die Verfahrensgestaltung, worin die zu entwickelnden speziellen Reaktoren eingebunden werden.
Das Projekt "Sub project 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-1: Biotechnologie durchgeführt. Die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen mit Mikroorganismen hat zu vielen Produktionsprozessen in der Industriellen Biotechnologie geführt. Vielfach wird eine Verminderung der Leistungsfähigkeit der Mikroorganismen bei der Maßstabsvergrößerung in den Produktionsmaßstab beobachtet. Ein Grund dafür ist die Inhomogenität von großen Bioreaktoren. Das Ziel des Vorhabens ist es, die metabolischen Vorgänge in den mikrobiellen Zellen auf der Ebene der Stoffflüsse und Metaboliten besser zu verstehen, um damit Ansatzpunkte für die Verbesserung der Verfahren und Prozesse zu untersuchen. Die Arbeiten werden sich dabei auf ein Produkt aus dem Bereich der Bulk-Chemikalien und E. coli als Produktionsorganismus konzentrieren. Mit dem Einsatz eines sogenannten Scale-down Bioreaktors kann das inhomogene Verhalten von großen Bioreaktoren im Labormaßstab nachgestellt und die dabei beteiligten metabolischen Prozesse untersucht werden. Für die Beobachtung der metabolischen Konsequenzen dieser inhomogenen Bedingungen auf den Stoffwechsel und seine Leistungsfähigkeit wird das Werkzeug der 13C-basierten Stoffflussanalyse für den Einsatz im Scale-down Bioreaktor entwickelt und eingesetzt. Ein wichtiger Fokus liegt hierbei auf der Identifizierung der metabolischen Unterschiede zwischen Kultivierungen im Scale-down Ansatz und ideal durchmischten Laborbioreaktoren unter Zuhilfenahme von Bioprozessbilanzierung, Omics-Technologien und Netzwerkmodellierung.
Das Projekt "Teilprojekt 10" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zweckverband Klärwerk Steinhäule durchgeführt. Für die Kläranlage Steinhäule soll durch halbtechnische Versuche die technische und wirtschaftliche optimale Lösung zur Erweiterung der Anlagen um eine 5. Reinigungsstufe (Ozon-, Membran-, Filtration- und UV-Verfahren) zur Elimination von antibiotikaresistenter Keime für eine großtechnische Umsetzung gefunden werden. 1. Anlageninstallation durch Xylem und Steinhäule Jan.,Febr.,Mai,Juni,Sept.,Okt. 2016/17/18 2. Abstimmung der Testphasen Febr., Juni, Sept. 2016,2017,2018 3. Probenahme Febr. April, Juni, Aug., Okt. Dez. 2016,2017,2018 4. Laboruntersuchungen Jan - Dez. 2016,2017, 2018 5. Modifikationen der Anlagen April , Mai, Okt., Nov. 2016,2017,2018 6. Vergleich der mikrobiologischen Daten Okt. -. Dez. 2016,2017,2018 7. Erfassung von Regenerationspotentialen Juni - Dez. 2016,2017,2018.
Das Projekt "Teilprojekt: 'Lehmann - UMT'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lehmann - UMT GmbH durchgeführt. In Rahmen des RESERVES-Projektes sollen zwei derzeit ungenutzte Stoffströme, Abfälle des größten Gemüse und Blumenmarktes in Indien und eines Schlachthofes, für die Produktion von Biogas genutzt werden. Dabei soll eine neue, nachhaltige Wertschöpfungskette geschaffen und die Umwelt entlastet werden. Durch Einsatz innovativer Aggregate zum Substrataufschluß und der Gärrestbehandlung kann die stoffliche Nutzung hygienisch und mit hoher Ausbeute erreicht werden. Es werden Untersuchungen zum biologischen Methanbildungspotential (BMP) der Substrate im Labormaßstab in Indien durchgeführt (CLRI). Das dazu notwendige, standardisierte Versuchsprotokoll wird mit Hilfe des ISAH am CLRI etabliert. CLRI wird Daten über die Stoffströme vor Ort erheben und gemeinsam mit ISAH aus- und bewertet. Ausgehend von den Laboruntersuchungen wird die Pilotanlage dimensioniert und von der Firma Lehmann UMT GmbH übernommen. Mit Hilfe des indischen Industriepartners Ramky inf. Ltd wird die Pilotanlage aufgebaut und betrieben. Lehmann UMT wird dabei eine technische Neuentwicklung zur Bioextrusion, die Gegenstand der Untersuchung ist, einsetzen. Als Ergebnis des Projektes werden Energie-, Stoffstrom- und CO2-Bilanzen erstellt, die als Entscheidungsgrundlage für potentielle Investoren dienen sollen. Das Projekt wird Modellcharakter für Entwicklungsländer aufweisen, da erstmals divergente Stoffströme kombiniert und sowohl unter hygienischen als auch energetischen Gesichtspunkten untersucht werden.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. In einer Machbarkeitsstudie soll die Möglichkeit untersucht werden, ob CKW-Fahnen unter Einsatz von Eisenkolloiden, die in den Untergrund eingebracht werden, saniert werden können. Durch die wiederholte Injektion von relativ geringen Eisenmengen könnte so eine im Vergleich zu reaktiven Eisenwänden - kostengünstige Sicherung von CKW-Altlasten, die sich einer konventionellen Sanierung entziehen, erreicht werden. Die hier skizzierte Technik soll im Hinblick auf die praktische Anwendbarkeit bei konkreten Feldfällen überprüft werden. Die grundsätzliche Funktion dieser Maßnahme konnte in Vorversuchen nachgewiesen werden. Um eine praktikable Reichweite der Injektion zu erreichen, was in den Vorversuchen nicht gelang, sollen deshalb hier die relevanten Randbedingungen in 2D-Versuchen und 3D-Versuchen in VEGAS optimiert werden. Dazu werden neuartige Eisenkolloide von Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt und in klein- und mittelskaligen Versuchen in VEGAS auf Ihre hydraulische und chemische Eignung überprüft.
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