Das Projekt "Biologischer Abbau technisch relevanter Polymere und synthetischer Polymere" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Münster, Institut für Mikrobiologie.Polymere stellen eine sehr umfangreiche Gruppe chemischer Verbindungen dar, die verschiedenen Stoffklassen angehoeren. Sie kommen in aussergewoehnlich grossen Mengen in unserer Biosphaere vor. Es handelt sich dabei um Substanzen, die aus solchen Molekuelen aufgebaut sind, in denen eine Art oder mehrere Arten von Atomen oder Atomgruppierungen wiederholt aneinandergereiht sind. Polymere sind auch Hauptbestandteil der Kunststoffe. Hierbei handelt es sich um Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Abwandeln von Naturprodukten oder durch biotechnologische Produktion entstehen. Der Abbau von Polymeren in Kunststoffen sowie von natuerlichen und synthetischen Kautschuken durch Bakterien und Pilze ist auf biochemischer und molekularer Ebene bisher wenig erforscht worden. Ein Verstaendnis der ablaufenden Vorgaenge koennte dazu beitragen, biotechnologische Verfahren zu entwickeln, solche polymeren Werkstoffe und Verpackungsmaterialien zu entsorgen oder in wiederverwertbare Substanzen zu ueberfuehren. Fuer wasserloesliche, technisch relevante Polymere ist die Kenntnis und ein Verstaendnis des Abbaus besonders wichtig, weil diese meist nicht rezyklisiert oder deponiert werden koennen. Darueber hinaus tragen Kenntnisse ueber die biologischen Abbaumechanismen dazu bei, polymere Materialien zu entwickeln, die gegenueber einem Abbau inert sind und die fuer besonders langlebige Anwendungen geeignet sind. Die am Abbau von aus Biosynthesen hervorgegangenen Polyamide, Poly(aepfelsaeure) und Naturkautschuk beteiligten Proteine sollen charakterisiert und deren Strukturgene kloniert werden. Daneben zielen Untersuchungen auch auf die Aufklaerung des mikrobiellen Abbaus synthetischer Polymere wie zB Polyethylenglykol, Polyvinylalkohol oder Polyacrylsaeure sowie synthetischer Kautschuk ab.
Das Projekt "Biologischer Abbau wasserloeslicher Polymere" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Münster, Institut für Mikrobiologie.Chemosynthetische wasserloesliche Polymere finden eine weite industrielle Anwendung. Da es keine Moeglichkeiten zum Sammeln, zum Rezyklisieren oder zum Verbrennen dieser Polymere gibt, kommt der biologischen Abbaubarkeit eine erhoehte Bedeutung zu. Ziel dieser Arbeit ist es, Mikroorganismen zu isolieren, die in der Lage sind, wasserloesliche Polymere abzubauen und als Kohlenstoffquelle zu verwenden, und die Abbaumechanismen aufzuklaeren. Dies soll zunaechst an Polymeren, wie Polyethylenglycol, Polyvinylalkohol und Polyacrylsaeure geschehen.
Das Projekt "Teilvorhaben 8A: Erhöhung der thermischen Stabilität cellulosischer Spinnfasern - Mechanismen, Laborversuche und Compositherstellung^Teilvorhaben 1: Koordination des Forschungsverbundes^Teilvorhaben 10 A: Cellulosefaser verstärkte thermoplastisch verarbeitbare Lignin-Blends - Grundlagenuntersuchungen^Teilvorhaben 8B: Erhöhung der thermischen Stabilität cellulosischer Spinnfasern - Inhibierung des thermischen Abbaus und Versuche im Pilotmaßstab^Teilvorhaben 3B: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Eigenschafts- und Prozessoptimierung von Naturfaser verstärktem biobasiertem PA^Teilvorhaben 9: Entwicklung neuartiger Polymerblends aus Polyolefinen mit nativer und modifizierter Stärke^Teilvorhaben 10 B: Cellulosefaser verstärkte thermoplastisch verarbeitbare Ligninblends - Scale-up^Biopolymere - Biokunststoffe zur stofflichen Verwertung von Biomasse^Teilvorhaben 6B: Modifizierung von Cellulosefaserprodukten mit Polyvinylacetat und Derivaten und ihre Anwendung in Biokunststoffen - Spritzguss und Simulation^Teilvorhaben 3A: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Cellulosische Spinnfaserverstärkung und alternative Füllstoffe^Teilvorhaben 3C: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Prozessvalidierung und Up-scaling der Prozesskette bei Compoundherstellung, Teilvorhaben 6A: Modifizierung von Cellulosefaserprodukten mit polyvinylacetat und Derivaten und ihre Anwendung in Biokunststoffen - Faserbehandlung und Composite" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung.Ziel dieses Teilvorhabens des Forschungsverbundes 'Biopolymere' ist die Entwicklung vollständig biobasierter Cellulosefaser verstärkter Composite mit verbesserten mechanischen Eigenschaften unter Ausnutzung der ausgezeichneten adhäsiven Eigenschaften von Polyvinylacetat und dessen Derivaten. Es wird die gezielte Beeinflussung der Faser-Biopolymer-Grenzschicht und damit eine gezielte Steuerung der Compositeigenschaften, insbesondere der Schlagzähigkeit angestrebt. Zur Realisierung der Ziele erfolgt im Fraunhofer-IAP die Behandlung hochfester cellulosischer Spinnfasern, die vorwiegend als Verstärkung für Hochgeschwindigkeitsreifen eingesetzt werden, mit entsprechenden Dispersionen bzw. Lösungen. Unter Verwendung der erhaltenen modifizierten Fasern werden Composite mit biobasierten Matrixmaterialien hergestellt und charakterisiert. Dabei finden Polylactide und im Hause synthetisierte Stärkederivate besondere Berücksichtigung. Zusätzlich werden thermoplastifizierte Polyvinylalkohole hergestellt und als mögliche bioabbaubare Matrixmaterialien in die Untersuchungen einbezogen. Durch die Verwendung von Polyvinylacetat und dessen Derivaten als Phasenvermittler in vollständig biobasierten spritzgussfähigen Compositen sollen Möglichkeiten geschaffen werden, mit verbesserten Materialeigenschaften weitere Anwendungsfelder für Materialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu erschließen. Besondere Verbesserungen sind für das Verhalten bezüglich schlagartiger Beanspruchungen zu erwarten.
Das Projekt "Abbau von PVA mit MO (Isolation und Identifizierung von Mikroorganismen zum biologischen Abbau von Polyvinylalkohol)" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.Polyvinylalkohol (PVA) ist ein künstliches, thermoplastisches und wasserlösliches Polymer, welches auf Grund seiner Eigenschaften einen breiten Anwendungsbereich aufweist. So wird beispielsweise PVA in der Textilindustrie zur Unterstützung des Webprozesses auf das Rohgarn aufgebracht. Bei der anschliessenden textilen Nassveredelung bei AG Cilander fallen dann beim Entschlichten des eingekauften Rohgewebes grosse Mengen mit PVA-belastete Abwässer an. Während die am höchsten belastete Waschflotte im Abwasservorbehandlungssystem aufkonzentriert und direkt dem anaeroben Abbau im Faulturm zugeführt wird, gelangen grosse Mengen weniger stark belasteter Abwässer unbehandelt in die kommunale ARA PVA, welche biologisch schwer abbaubar sind, werden aufgrund der stark schwankenden Tageskonzentrationen im Abwasser der AG Cilander und der kurzen durchschnittlichen Verweilzeit in der ARA (ca. 3 Tage) kaum umgesetzt.Durch verschärfte Auflagen des Amts für Umwelt und Energie (AFU) für die Einleitbedingungen der kommunalen ARA in Gewässer fallen bei der ARA Flawil in den nächsten Jahren Investitionen von ca. 8 Mio. CHF an. An diesen Kosten muss sich die AG Cilander als grosser Frachteinleiter massgeblich beteiligen.Mikroorganismen bzw. daraus isolierte PVA-abbauende Enzyme bilden die Grundlage für die Entwicklung eines erweiterten biologischen Entschlichteverfahrens für die Textilveredelung, durch welches PVA zugänglich für einen raschen mikrobiellen Abbau in der ARA gemacht werden soll. Ziel der Machbarkeitsstudie ist die Isolierung und Identifizierung mehrerer Mikroorganismen, die die enzymatische Ausstattung zum oxidativen Abbau von PVA besitzen, und somit als Grundlage für weiterführende Studien, PVA-Bioremediation und Entwicklung eines erweiterten enzymatischen Entschlichteverfahrens für die Textilveredelung dienen.
Das Projekt "Diffusiver Transport und innere Verwitterungsreaktionen in mikroporösen Feldspäten" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Bodenkunde.
Das Projekt "Verwendung von Polyvinylalkohol (PVAL) für die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen und Einwegsystemen" wird/wurde gefördert durch: Senator für Bildung, Wissenschaft, Kunst und Sport Bremen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich 4 Produktionstechnik.In zahlreichen industriellen Anwendungsbereichen werden für Reinigungs- bzw. Bekleidungszwecke textile Produkte eingesetzt, die nach jedem Gebrauch entweder gereinigt werden müssen, um wiederverwendet werden zu können, oder die nach Gebrauch z.T. als Sondermüll entsorgt werden müssen. Zu diesem Produktbereich gehören: Wischtücher und Putzlappen Arbeitsschutzbekleidung Atemschutzmasken Abdecktücher und -laken Filtermaterialien für Öl, Luft usw. Für einige dieser Produkte besteht ausschließlich die Einweglösung, bei der das Material am Ende seiner Nutzung in jedem Fall als Sondermüll entsorgt werden muß, wie z. B. bei den Filtern aus Pkw. Ein Material, das zwar nicht aus einem nachwachsenden Rohstoff besteht, das aber in Bezug auf eine umweltfreundlichere Entsorgung positiv einzuschätzen ist, ist Polyvinylalkohol (PVAL). PVAL kann so hergestellt werden, daß es bei einer Temperatur von 90 Grad C in Wasser in Lösung geht, aber auch unter definierten Bedingungen im Kompost verrottet werden kann. Ziel des Forschungsprojektes ist es, PVAL-Materialien im Gemenge mit Naturfasern, wie z. B. Flachs oder Baumwolle zu kostengünstigen, umweltfreundlichen Bauteilen nutzbar zu machen. Suchfelder hierfür sind: Gehäusebau Möbelindustrie und Trennwandbau Einwegprodukte aus fast reinem PVA wie Kanister u. ä. Textile Produkte aus PVA PVAL kann zu Folien, Beuteln, Kanistern, Behältern und Schalen verarbeitet werden. Es ist somit möglich, viele Gebrauchs- gegenstände innerhalb eines Arbeitsraumes bzw. einer Betriebsstätte aus demselben Material zu produzieren und somit eine sortenreine Entsorgung zu garantieren. Auf PVAL-Fasern basierte Produkte werden in Amerika in Krankenhäusern für die komplette Ausrüstung von Operationssälen eingesetzt. Nach den Operationen können Tücher, Bekleidung, Auffangschalen für Blut, Urin, usw. bei 95 Grad C 'gewaschen', gelöst und über die Kläranlage entsorgt werden. PVAL selbst ist nicht toxisch und u.a. in Augentropfen, Hygieneprodukten, Klebstoffen, Waschmitteln und medizinischen Hautpräparaten enthalten.
Das Projekt "Biologischer Abbau von Schlichtemitteln" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II - Biotransformation und -Sensorik.Schlichtemittel koennen mit 50-80 Prozent zur CSB- Belastung des Abwassers in der Textilindustrie beitragen. Ein wichtiges Schlichtemittel ist Polyvinylalkohol (PVA), welches bei der Entschlichtung ins Abwasser gelangt. In vielen Klaeranlagen wird PVA nicht abgebaut, obwohl adaptierte Mikroorganismen in der Lage sind, PVA zu veratmen. Durch die diskontinuierliche Betriebsweise in den Textilbetrieben gelangen Schlichtemittel chargenweise ins Abwasser. Der Belebtschlamm in der Klaeranlage kann sich nicht an Polyvinylalkohol adaptieren, da die Verweilzeit dafuer zu kurz ist. Eine Adaptation tritt erst nach ca. einem Monat ein. Untersuchungen mit Modellklaeranlagen zeigten, dass die Abbaufaehigkeit des adaptierten Belebtschlammes auch nach einer Unterbrechung der PVA-Zufuhr von 8 Tagen fast vollstaendig erhalten blieb. Nach einer Unterbrechung der PVA-Zufuhr von 32 Tagen ging die Abbaufaehigkeit der adaptierten Mikroorganismen verloren. Der Abbau von Polyvinylalkohol wurde optimiert, indem eine Mischkultur, welche aus ca. 8 Bakterien bestand und stabil war, isoliert wurde. Ausserdem wurde das PVA-verwertende Bakterium Sphingomonas sp. SDG isoliert, welches auf Polyvinylalkohol als alleiniger Kohlenstoff- und Energiequelle waechst. Die optimalen Zuechtungsbedingungen fuer den adaptierten Belebtschlamm, die isolierte Mischkultur und Sphingomonas sp. SDG wurden erforscht. Durch die Zugabe von konservierten Mikroorganismen, die an PVA adaptiert waren, wurde der Abbau von Polyvinylalkohol in Abwasser und synthetischen Mineralmedien verbessert. Der mikrobielle Abbau von Polyvinylalkohol wurde durch eine Immobilisierung der Mikroorganismen auf Aktivkohle optimiert. Durch die Immobilisierung blieb die Abbaurate der Mischkultur in einem kontinuierlich betriebenen Wirbelschichtreaktor nach einer Unterbrechung der PVA-Zufuhr von 28 Tagen fast konstant erhalten. Durch die Immobilisierung von Sphingomonas sp. SDG wurde die Abbaurate im Vergleich zum adaptierten Belebtschlamm um das ca. 56-fache gesteigert.
Das Projekt "Herstellung von Produkten aus einem biologisch abbaufaehigen Faserverbundwerkstoff auf Naturfaserbasis und Biopolymermatrix (Bio-Verbund)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Franz Falke-Rohen, Falke Garne, Abteilung Vliesstoffe.Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Produkten aus thermoplastischen, biologisch abbaubaren Faserverbundwerkstoffen. Als Matrixmaterialien werden verschiedene biodegradable Polymere, wie z. B. thermoplastische Staerkeblends, Polyvinylalkohol oder Polylactid verwendet. Der Einsatz eines solchen Matrixsystems haengt dabei im wesentlichen von der geplanten Produktgruppe und der gewaehlten Verarbeitungstechnologie ab. Beispielsweise lassen sich aus Staerkeblends sehr gut Folien herstellen aber keine Fasern spinnen. Sehr gut spinnbar ist dagegen das Polylactid, was z. B. bei der Faservliesherstellung entscheidend ist. Zur Verstaerkung und Steifigkeitserhoehung der Matrixwerkstoffe werden die Naturfasern Flachs oder Hanf inkorporiert. Zur Verarbeitung der Ausgangsstoffe zu Faserverbunden werden verschiedene Verarbeitungstechnologien vergleichend untersucht. Polymerfolien und Naturfasern werden z. B. nach dem klassischen Flim-stacking-Verfahren miteinander verpresst. Eine weitere Variante ist die Herstellung eines Mischfaservlieses bestehend aus Polymer- und Naturfasern, welches in einem zweiten Prozessschritt zu einem biegesteifen Produkt verpresst wird. In einem dritten Verarbeitungsschritt wird die Oberflaeche des Formteils fuer die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche konfektioniert. Mittels Vakuumkaschierung kann beispielsweise eine Stoffdekorschicht appliziert werden. Fuer Fussbodenelemente oder Arbeitsplatten wird die Oberflaeche mit einer kratzfesten Kunststoffschicht ausgeruestet. Aufgrund des umfangreichem Know-hows des Industriepartners auf dem Gebiet der Textilverarbeitung wird die Vliestechnologie favoritisiert.
Das Projekt "Projektverbund: Klaerschlammentwaesserung unter Einsatz biologisch abbaubarer Polyelektrolyte als Flockungshilfsmittel - Teilvorhaben 1: Entwicklung der synthetischen Polyelektrolyte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung.Ziel der Arbeiten ist es, biologisch abbaubare synthetische Polymere fuer den Einsatz als Flockungshilfsmittel zu synthetisieren, die mit gleicher Effektivitaet wie bisherige kommerzielle Flockungsmittel bei der Entwaesserung von Klaerschlaemmen kommunaler Abwasseranlagen eingesetzt werden koennen. Damit soll die landwirtschaftliche Verwertung nicht kontaminierter Schlaemme gefoerdert werden. Als Loesungsweg ist die Synthese von hochmolekularem Polyvinylalkohol und dessen anschliessende Modifizierung zu kationischen, anionischen und aggregierenden Polyelektrolyten vorgesehen. Die hinsichtlich chemischer Struktur und molekularen Parametern charakterisierten Polymeren werden anschliessend in Arbeitsgruppen der Universitaeten Potsdam und Hamburg auf flockungsrelevante Wechselwirkungen und Wirkungsmechanismen bei der Schlammentwaesserung untersucht. Daraus werden Struktur-Wirkungsbeziehungen abgeleitet und Empfehlungen fuer die Entwaesserung von Klaerschlaemmen gegeben.
Das Projekt "ENG-ENDEMO C, Energy saving in the manufacture of ethanol with simultaneous reduction of pollution" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hans-Egon Frangmeier.Objective: The aim of the project is to include two innovative unit operations in an ethanol from biomass total system plant so as first to reduce the energy demand of the plant which becomes more energy self sufficient and, secondly, to improve its economics. The two unit operations are the pervaporation of the dilute ethanol-containing fractions originating from the distillation unit and the electrophoresis of the effluent from the biogas digesters treating the spent liquor after distillation. The yearly expected energy saving is slightly below 3 GWh for a production of about 8 x 1000 hl ethanol and the treatment of about 28 x 1000 m3 effluent. The payback is 3.5 years on average for the two innovative unit operations, by comparison with a similar total system plant without the two improved unit operations. General Information: The pervaporation process uses synthetic membranes to separate water from a dilute ethanol-containing solution in order to concentrate the ethanol in the latter. The membrane consists of an inactive porous backing-layer and an active pore-free layer, a few micrometre tick, consisting of cross-linked and specially treated polyvinylalcohol. The electrophoresis plant consists of a semi permeable filter which separates two chambers. The lower chamber contains a moving brine (NaCl) solution and the positive electrode. The upper chamber (floating on top of the brine) contains the effluent to be treated and the negative electrode. The pervaporation unit is linked with the distillation treating the dilute plant ethanol-containing mash originating from the fermentation plant and the electrophoresis unit is linked to treat the effluent from methane digesters treating anaerobically the spent liquor from the distillation unit before final disposal. The dilute ethanol-containing stream is heated and introduced in a fractionation distillation tower. Anhydrous ethanol is removed at one particular height of the tower. High ethanol-containing condensates are recycled. Low ethanol-containing condensates pass through the pervaporation plant before being recycled. Energy and mass balances as well as pressures and temperatures will be continuously monitored for the pervaporator as a function of quantitative and qualitative changes in membrane modules. Achievements: The project had to be abandoned in 1992 for two main reasons: - the permit for building the digester next to the factory was not granted by the Municipality and no agreement had been reached so far concerning another site. Consequently, it was no possible to implement the electrophoresis unit; - there was a lack of techno-economic success prospect for the pervaporation step. 2 pervaporation units of different makes were tested. None of them were able to reach the initial specifications, i.e. 2,000 l/d ethanol at 99.8 vol per cent on a stable basis. One of the 2 units succeeded in reaching the specified concentration. However, with the time, the flow rate and concentration were
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