Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die direkte Nutzung des Reservekohlenhydrats Inulin aus Topinambur nach geeigneter biotechnologischer Modifizierung und Optimierung in der Backwarenindustrie. Inulin erfüllt unmittelbar die Definition eines präbiotischen Lebensmittelbestandteils. Topinambur-Inulin ist innerhalb eines bestimmten Molmassebereiches am wirksamsten. Deshalb soll gezielt Einfluss auf die Kettenlänge der Inulinmoleküle genommen werden. Derzeit ist weitgehend unbekannt, wie sich Inulin bei der Herstellung von Backwaren verändert und in welchem Umfang es im Endprodukt wirksam wird. Zwei Verwertungsrichtungen sind relevant: 1. Der in der LIVEN GmbH gewonnene Ausgangsrohstoff aus Topinamburknollen wird im Ergebnis der bioverfahrenstechnischen Forschungsarbeiten als ein wirkungsoptimiertes Inulinprodukt zur Verfügung stehen. 2.Es werden Verfahrensuntersuchungen bei kleinstückigen Backwaren und Extrudaten im Labormaßstab am Institut für Lebensmitteltechnik und im kleintechnischen Maßstab in der Dr. Quendt Backwaren GmbH durchgeführt. Die präbiotische Wirkung wird durch den Einsatz des wirkungsoptimierten Inulinproduktes als qualitätsgebender Ausgangsstoff erreicht.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) - Fachbereich 5.3 - Mechanik der Polymerwerkstoffe durchgeführt. Im Projekt soll systematisch die Verwendung von thermoanalytischem Verfahren zur Charakterisierung von geringen Kunststoffmengen in Umweltmatrices angewendet werden. Die neuartige Methodik soll hinsichtlich ihrer experimentellen Parameter weiter optimiert werden um sie der Fragstellung weiter anzupassen. Mittels thermoanalytischer Verfahren soll auch die Bewertung des Alterungszustandes von künstlich gealterten Proben untersucht werden. Diese Untersuchung hinsichtlich ausgasender, niedermolekularer Spezies soll im Anschluss mit realen Proben verglichen werden und Hinweise über Alter, Beanspruchungshistorie und Herkunft von Kunststoffen in der Umwelt geben. Neben diesen zwei eigenständigen Arbeitspaketen, die an den gemeinsamen Proben des Projektes partizipieren, sollen in einem dritten Arbeitspaket grundlegenden Polymereigenschaften für die Arbeitspakete zur mikrobiellen Besiedelbarkeit bereitgestellt werden. Die Arbeitspakete sollen nicht in chronologischer Reihenfolge erfolgen, sondern in Absprache mit den Projektpartnern synchronisiert werden. Zunächst sollen Auswahl und Grundcharakterisierung der Modellmaterialien mit Routineverfahren erfolgen (Q1). Im Anschluss soll die Optimierung der qualitativen und quantitativen Analytik an den Modellmaterialien mittels TED-GC-MS erfolgen (Q2-Q4). Im zweiten Jahr (Q5-Q6) soll der Vergleich der verschiedenen Methoden (FTIR-A3 HSF, Raman A2 TUM) unter Berücksichtigung der Probenaufbereitungsverfahren (A4-UBA) erfolgen. Im Anschluss ist die schwerpunktmäßige Analyse von realen Umweltproben der Partner geplant (Q7-Q10). Das letzte halbe Jahr des Projektes (Q11-Q12) soll sich mit der wissenschaftlichen Verwertung der Ergebnisse beschäftigen, sowie die weiteren analytischen Zuarbeiten für die Projektpartner des Projektbereiches B (Biologische Wirkungsuntersuchungen).
Das Projekt "Die systemisch erworbene Resistenz bei Pflanzen - ein - omics Ansatz zur Pathogenantwort" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, Signalkomponenten der systemisch erworbenen Resistenz (SAR) in Arabidopsis thaliana und einer Mutante, eds1, welche nicht mehr in der Lage ist, SAR Signale zu produzieren oder zu transportieren, zu identifizieren. EDS1 abhängige Peptide, Lipide und polare niedermolekulare Stoffe werden mit massenspektrometrischen Methoden identifiziert. Danach wird in verschiedenen (Nutz)Pflanzen untersucht, ob die so identifizierten möglichen SAR Komponenten Resistenz gegen Krankheitserreger auslösen. Des Weiteren wird der Einfluss von SAR Signalen auf Prozesse wie z.B. Trockenresistenz untersucht.
Das Projekt "Potenzielle SVHC in Umwelt und Erzeugnissen - Datenerhebung zur Vorbereitung von Beschränkungsvorschlägen für PFC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ökopol Institut für Ökologie und Politik GmbH durchgeführt. Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) werden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften in vielen Industrie- und Verbraucherprodukten verwendet. Bei Herstellungsprozessen und dem Gebrauch PFC-haltiger Produkte gelangen diese Chemikalien in die Umwelt, werden global verteilt und sind dann ubiquitär zu finden. Alarmierend sind zudem Nachweise in menschlichem Blut und Muttermilch. Zum Schutz von Mensch und Umwelt vor einer zunehmenden Exposition mit besorgniserregenden PFC sind daher regulatorische Maßnahmen (z.B. Aufnahme in Kandidatenliste, Anhang XIV (Zulassung) oder Anhang XVII (Beschränkung)) erforderlich. Neben den teilweise regulierten langkettigen PFC, wie PFOS und PFOA verwenden Unternehmen heute hauptsächlich kurzkettige PFC. Die kurzkettigen PFC sind jedoch ebenso persistent wie die langkettigen PFC. Einige Vertreter sind nachgewiesenermaßen toxisch. Es gibt zudem Hinweise auf endokrine Wirkungen dieser Stoffe. Aufgrund ihrer hohen Mobilität können diese Verbindungen Grundwasser und Rohwasser verunreinigen. Kurzkettige PFC kommen bereits jetzt ubiquitär in der Umwelt vor. Sie weisen ein sehr geringes Adsorptionspotential auf, daher können sie kaum aus Wasser herausgereinigt werden. Da die Produktionsmengen der kurzkettigen PFC voraussichtlich aufgrund der bereits vorbereiteten PFOA-Beschränkung steigen werden, besteht ein dringender Handlungsbedarf seitens der Behörden, um Grundwasser und Trinkwasser vor der Verunreinigung dieser mobilen und persistenten Stoffe zu schützen. In diesem Forschungsvorhaben soll durch Unternehmens- und Verbändekonsultationen ermittelt werden, welche kurz- und langkettigen PFC inkl. ihrer Vorläuferverbindungen (PFOA und PFOS ausgenommen) für welche Verwendungen, in welcher Tonnage und mit welcher Exposition genutzt werden, um Quellen für diese PFC in die Umwelt ableiten zu können. Es soll auch festgestellt werden, welche Risikominderungsmaßnahmen seitens der Unternehmen getroffen werden könnten. Es soll weiterhin untersucht werden, welche nichtfluorierten Alternativen bzw. technischen Alternativen zu PFC zur Verfügung stehen. Diese Alternativen sollen hinsichtlich der Anwendbarkeit für die verschiedenen Verwendungen bewertet werden. Dazu sollen intensive Gespräche mit internationalen Experten und auch mit Unternehmen, die Alternativen verwenden bzw. herstellen, durchgeführt werden. Im Rahmen des Vorhabens soll zudem ein 'Muster'-Fragebogen bzw. Online Tool entwickelt werden, welches dann für weitere Unternehmens- und Verbändekonsultationen zu Beschränkungsvorschlägen von PFC und anderen Stoffen zur Verfügung stehen soll.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Darstellung und Testung von Formulierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung durchgeführt. Ein hoher Anteil der wichtigsten Gebrauchsmetalle Stahl, verzinkter Stahl und Aluminium muss durch organische Beschichtungen vor Korrosion geschützt werden. Besonders in temporärer Beschichtung wäre es wünschenswert, die bisher verwendeten, synthetischen Polymere gegen Biopolymere zu ersetzen um eine mögliche Umweltbelastung zu vermeiden. Erste von Fraunhofer IPA und IAP durchgeführte Studien belegen, dass spezielle Stärkederivate mit geeignetem Vernetzter auf Metallsubstraten Filmschichten bilden, die eine beachtliche Haftfestigkeit aufweisen und daher in der Metallgrundierung zur Anwendung kommen könnten. Ausgehend von den vorliegenden Methodenentwicklungen und Erkenntnissen werden Stärke- und Oligosaccharidderivate am IAP hergestellt, wobei der Einfluss von Molmasse, Art des Substituenten als auch des Substitutionsgrades zielgerichtet variiert werden. Diese Stärkemodifikate werden am IPA für verschiedene Metallgrundbeschichtungen getestet und bewertet. In enger Kooperation dieser beiden Fraunhofer-Institute wird die Zielstellung verfolgt werden, funktionalisierte Stärkeprodukte als Korrosionsschutzbeschichtungsmatrices für den Innenbereich zu entwickeln. Damit würde für die technische Stärkeanwendung ein völlig neues Anwendungsfeld erschlossen werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuen Generation von Membranmodulen auf Basis mit Silikonacrylaten modifizierter Polyimidmembranen für die Organophile Nanofiltration mit verbesserter Stabilität, Lösemittelstabilität, Selektivität und Permeabilität. Die neuartigen Membranmodule sollen in Schlüsselbereichen der chemischen und pharmazeutischen Industrie erprobt werden. Der Einsatz der Organophilen Nanofiltration verbessert die Energieeffizienz der Trennprozesse und reduziert dadurch die auf die Abtrennung von Lösemittel entfallenden CO2-Emissionen. Mit den von Evonik hergestellten Flachmembranen sowie mit den Membranmodulen der ersten und zweiten Generationen sollen Tests an zwei Typen von Stoffsystemen als Alternative zu klassischen Trennprozessen durchgeführt werden. Für den Einsatz der organophilen Nanofiltration im Bereich der Spezialchemie soll die Entfernung von Überschusskomponenten aus Stoffsystemen untersucht werden, welche ein Molekulargewicht von kleiner 200 g/mol besitzen. Das im Retentatstrom verbleibende Wertprodukt hat Molekulargewichte von 300 g/mol oder höher. Als abzutrennende Überschusskomponenten seien hier allgemein Derivate der Pflanzenöle zu nennen.
Das Projekt "IBÖ-02: BioFacts - Herstellung vollständig biobasierter Zuckertenside" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Während der Sondierungsphase sollen orientierende Voruntersuchungen zu der Synthese von Tensiden für Spül- und Waschmittel (Alkylpolyglycoside, APGs) erfolgen, um mit den dabei entstehenden Produktmustern Industriepartner für eine anschließende Machbarkeitsphase gewinnen zu können. Die Herstellung erfolgt mit Zuckern und einem Gemisch aus linearen und verzweigten Alkoholen, das durch einen neuartigen Prozess aus Ethanol hergestellt wird. Dabei gilt es, insbesondere die Anwendbarkeit gängiger Syntheseverfahren auf das veränderte Reaktionsgemisch zu verifizieren. Mit einem bei Fraunhofer Umsicht entwickelten Verfahren wird Ethanol zu einem Gemisch aus höheren Alkoholen umgesetzt. Dieses Gemisch wird mittels spezifischer Trennverfahren aufgereinigt und für die Synthese von APGs konfektioniert. Die Alkoholmischung wird anschließend mit einem Zucker (Glucose als Modellsubstanz) umgesetzt. Die so hergestellten APGs werden analysiert und mit kommerziell verfügbaren APGs verglichen. Bei der Synthese der höheren Alkohole bzw. der darauf folgenden Aufreinigung können durch Verzweigungsgrad und Kettenlänge gezielt APG-Produkteigenschaften (Schaumwirkung, Reinigungswirkung, etc.) eingestellt und somit verschiedene Absatzmärkte anvisiert werden. Parallel werden anhand einer Bewertungsmatrix, in der neben den spezifischen Charakteristika des Produktes die zugehörigen Märkte und Marktpreise sowie interdependente Kundenbedürfnisse berücksichtigt sind, gezielt mögliche Partner identifiziert, um deren wissenschaftlich-technische Expertise für die anschließende Machbarkeitsphase gewinnen zu können. Anhand der Matrix soll für die anvisierte Machbarkeitsphase in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern ein Entwicklungsplan für die technische Umsetzung der neuartigen APG-Synthese erstellt werden. Insbesondere die Festlegung des Eintrittmarktes (Heimbereich oder Industrial-cleaning) und eine grundlegende Kostenschätzung der Verwertungsoptionen stellen hierbei wichtige Punkte dar.
Das Projekt "Kerosin aus Erneuerbaren Rohstoffen durch (kombinierte) bio-/chemische Synthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Der Bedarf an geeigneten Biokraftstoffen erstreckt sich nicht nur auf den Automobilsektor, sondern nimmt in den letzten Jahren auch im Luftverkehr stark an Bedeutung zu. Der Flugverkehr ist für zwei Prozent des weltweiten anthropogenen CO2 Ausstoßes verantwortlich. Laut Boeing könnten geeignete Biotreibstoffe die Emission von Treibhausgasen im Luftverkehr um 60-80% senken. Aktuelle Kerosin Substitute sind beispielsweise Bioethanol und hydrierter Biodiesel, das sogenannte Biokerosin. Hauptkritikpunkte an diesen Rohstoffen sind die selbst unter optimalen Bedingungen geringen Flächenausbeuten, die Konkurrenz zum Anbau von Lebensmitteln und die Abholzung von Regenwäldern zum Anbau von Ölpalmen. Hinzu kommt die für Flugtreibstoffe nicht ideale und insgesamt breite Kettenlängenverteilung der Fettsäuren. Eine Alternative hierzu stellen aus Kohlenhydraten mikrobiologisch zugängliche Intermediate wie 3-(3-hydroxy-alkanoyloxy)Alkanoate (HAAs) dar. Diese Fettsäureester einstellbarer Kettenlänge können aus Lignocellulose-haltigen Pflanzenresten gewonnen werden (C5 und C6 Zucker), sodass zum einen eine ausreichende Rohstoffbasis sichergestellt ist und zum anderen eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion vermieden wird. Im Rahmen dieses Projekts soll untersucht werden, ob mikrobiologisch aus Zuckern zugängliche HAAs geeignete Ausgangsstoffe zur Herstellung von Biokerosin sind. Dafür ist es zum einen notwendig, selektiv HAAs geeigneter Kettenlänge bereitzustellen und zum anderen eine direkte chemokatalytische Umsetzung dieser HAAs (idealerweise in wässriger Phase) in Kohlenwasserstoffe vorzunehmen. Die mikrobielle Produktion von HAAs wird durch einen genetisch optimierten Mikroorganismus erreicht. Verbesserte Fermentations-Bedingungen werden eine weitere Steigerung der Effizienz ermöglichen. Um eine selektive chemokatalytische Umsetzung zu Kohlenwasserstoffen mittels kontrollierter Hydrodeoxygenierung zu ermöglichen müssen geeignete Metallkatalysatoren gefunden werden.
Das Projekt "Reinigungsleistung der Uferfiltration und künstlichen Grundwasseranreicherung in Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Über die Uferfiltration und die künstliche Grundwasseranreicherung decken die Berliner Wasser Betriebe ca. 70-75% des Wasserbedarfs. Im Berliner Raum enthalten die Oberflächenwässer zum Teil hohe Klarwasseranteile. Am Tegeler See beispielsweise ist ein Teilkreislauf des Wassers entstanden, da Trinkwasser zu hohen Anteilen über Uferfiltration gewonnen wird und ein Teil nach der Wassernutzung und der Behandlung in der Kläranlage wieder in den See gelangt. Auf Berlin kommen zukünftig erhebliche Änderungen der Wasserwirtschaft zu. Zum einen verändert sich die Spreewasserführung durch die absehbare Stillegung des Braunkohletagebaus in der Niederlausitz, zum anderen werden Kläranlagen geschlossen bzw. erweitert, weshalb Klarwasserströme anders verteilt werden. Mit Blick auf diese Veränderungen soll die Uferfiltration als wesentlicher Aufbereitungsschritt für die Trinkwasserversorgung näher untersucht werden. Schwerpunkt der Untersuchungen sind schwer abbaubare organische Verbindungen, die über die Wassernutzung eingetragen werden, aber auf dem Weg zum Trinkwasser nicht oder nicht ausreichend entfernt werden. Ziel ist es, differenzierte Aussagen zum Verhalten der schwer abbaubaren Verbindungen treffen und ihre Anteile quantifizieren zu können. Letztendlich sollen für den Raum Berlin Prognosen bezüglich der Trinkwasserqualität möglich sein. Hauptgegenstand der Untersuchungen sind drei Transsekten von Grundwassermeßstellen am Tegeler See und am Müggelsee, an denen eine Beprobung der verschiedenen Uferfiltratstrecken erfolgt (Kooperation mit der ARGE Uferfiltration, Projektleitung Prof. Pekdeger, FU Berlin). Der Müggelsee enthält deutlich geringere Abwasseranteile als der Tegeler See, in den der Großteil der Abläufe des Klärwerks Schönerlinde gelangen. Die Ergebnisse der Transsektenbeprobungen werden mit Abbauversuchen im Labor (Batch-Tests und eine Bodensäulenanlage) verglichen. Die Analytik beinhaltet vor allem DOC- und SAK-254- Messungen. Weitergehende Charakterisierungen der Molekulargewichtsverteilung des DOC erfolgen über Ultrafiltration und Gelchromatographie, das Adsorptionsverhalten wird über Adsorptionsanalysen beschrieben. Neben den Grundwasserbeprobungen werden die Oberflächengewässer Berlins, die Trinkwässer und die Kläranlagenabläufe in die analytischen Untersuchungen miteinbezogen, um die Quellen und Senken für refraktäre organische Verbindungen besser einschätzen zu können. Eine Auswertung der umfangreichen Datenbasis der Berliner Wasser Betriebe und der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Umweltschutz und Technologie soll dazu dienen, die Stoffeinträge an refraktärem DOC, Chlorid und Sulfat über die Kläranlagen in die Berliner Gewässer zu quantifizieren. Für den Wasserteilkreislauf am Tegeler See wurde ein iteratives Modell aufgestellt, mit dessen Hilfe sich die Trinkwasserqualität in Abhängigkeit von unterschiedlichen Anteilen von Kläranlagenablauf im See prognostizieren lässt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Kohlendioxid ist einerseits ein Treibhausgas und andererseits ein kostengünstiger Rohstoff. Das Verbundprojekt 'CO2 als Polymerbaustein' hat zum Ziel, Kohlendioxid als Baustein für hochwertige Polymere nutzbar zu machen und knüpft dabei an die wesentlichen Herausforderungen des Klima- und Ressourcenschutzes an, an denen die Bundesregierung ihre Hightech-Strategie orientiert. Verschiedene neuartige Ansätze sollen zu aktiveren Katalysatoren führen, die eine effizientere Copolymerisation von Kohlendioxid mit Epoxiden zu Polycarbonaten ermöglichen. Das Ziel einer höheren Gebrauchstemperatur soll über den Einbau zusätzlicher Termonomerer oder alternativ über geeignete Füllstoffe oder Blendkomponenten erreicht werden. Neue Konzepte zur Regelung des Molekulargewichtes sollen die direkte Herstellung oligomerer Polycarbonatbausteine für die Polyurethansynthese ermöglichen. Im Teilprojekt A 'Polypropylencarbonat' werden die Arbeiten an hochaktiven Katalysatoren und Produkten mit höherer Temperaturbeständigkeit, in Teilprojekt B 'Polyurethane' die an definierten kurzkettigen Polycarbonaten durchgeführt. In Teilprojekt C 'Anwendungsbezogene Produktcharakterisierung' ist die Ermittlung anwendungsrelevanter Material- und Zuverlässigkeitsdaten bis hin zur Demonstratoranwendung vorgesehen. In Teilprojekt D 'Ökologische Bewertungen' sollen die klima- und ressourcenschonenden Aspekte der neuen Polymere mit konventionellen Materialien verglichen werden.
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| Bund | 67 |
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| Boden | 57 |
| Lebewesen & Lebensräume | 53 |
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