Das Projekt "Teilprojekt BAM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 4 Material und Umwelt, Fachgruppe 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien, Arbeitsgruppe 4.3.3 Verfahren für Abfallbehandlung und Recycling durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Auftrennung lipider Rohstoffe/Reststoffe in Stoffströme mit gesättigten und ungesättigten lipiden Spezies, die zur Herstellung verschiedener Produkte mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften notwendig sind. Das Verfahren soll auf folgenden Teilschritten beruhen, von denen drei enzymkatalysiert ablaufen und die unterschiedlich miteinander verknüpft werden können: a) Enzymkatalysierte Hydrolyse der Fette bzw. Fett/Fettsäuregemische b) Enzymkatalysierte substratspezifische Veresterung der gesättigten Fettsäuren c) Abtrennung der gesättigten Ester von den ungesättigten Fettsäuren d) Enzymkatalysierte Veresterung der ungesättigten Fettsäuren e) Sulfatierung der ungesättigten Fettsäuren bzw. ihrer Ester. Durch den Schritt e) werden wasserlösliche Produkte erhalten. Mit den vier Produktlinien stehen maßgeschneiderte und neuartige Komponenten für den Einsatz in Formulierungen für unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung. Während die Grundlagen der enzymkatalysierten Reaktionen in der BAM erarbeitet werden, befasst sich der Projektpartner Greibo-Chemie mit den Teilschritten c) und e). Die Untersuchungen der enzymkatalysierten Teilschritte beginnen im 100 ml- Rührreaktor und werden bis zur Optimierung im 100 L- Rührreaktor in der BAM fortgeführt. Von den Zwischenprodukten werden Greibo-Chemie für die Untersuchung der Teilschritte c) und e) entsprechende Mengen zur Verfügung gestellt werden. Anschließend wird entschieden, welche Verknüpfungen der Teilschritte zu ein- bzw. absetzbaren Produkten führen. Es werden gemeinsam Versuche an 1,5 bzw. 3 t- Rührreaktoren von Greibo-Chemie zur Herstellung größerer Produktmengen durchgeführt. Ergebnisse werden in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht und auf Tagungen präsentiert. Aus den oben beschriebenen 4 Produktlinien sollen maßgeschneiderte Produkte entwickelt werden, die der Projektpartner Greibo vermarkten kann.
Das Projekt "Teilprojekt: Scale up und Wirtschaftlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aurubis AG durchgeführt. Ziel dieses Gemeinschaftsprojektes ist die Entwicklung eines effizienten und flexiblen Behandlungsprozesses für Schlacken der Primär-Metallerzeugung, aufgezeigt am Beispiel der Kupfererzeugung, der das Gesamtausbringen der metallischen Wertkomponenten (z. B. Cu, Ni, Co, Mo, Sb, Zn) im Vergleich zu den etablierten Verfahren maximiert. Die Innovation des Vorhabens basiert auf der Verfahrenskombination eines Elektroofens als etabliertes, wirtschaftliches Verfahren mit einem nachgeschalteten Rührreaktor, der Magnet-Gleichstromfeld unterstützt, eine gute Metallabtrennung aus dem Schlackenbad ermöglicht. Durch das gezielte Einbringen von Reduktionsmitteln werden einerseits chemisch gebundene Metalle vollständig reduziert und andererseits die gebildeten Mikro-Tröpfchen koaguliert und abgesetzt. Nach erfolgreicher Umsetzung sollen wirtschaftlich mindestens 90 Prozent der metallischen Wertstoffe als Konzentrat oder Rohmetall gewonnen werden. Gleichzeitig werden die Eigenschaften der verbleibenden metallarmen Schlackenphase gezielt optimiert, so dass weitere Anwendungen als Baustoff erschlossen werden können. Auf diese Weise können Baustoffe aus dem Abbau nicht erneuerbarer Ressourcen nachhaltig ersetzt werden. Die neuartige Verfahrenskombination aus optimierter Technik und einem speziell entwickelten Rührreaktor leistet somit einen deutlichen Beitrag zur Nachhaltigkeit und zum Umweltschutz in der Metallerzeugung.
Das Projekt "Rührwerks-Repowering" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Rührwerke sind die größten Verbraucher elektrischen Stroms an Biogasanlagen - 30-50% Anteil am Eigenstromverbrauch - trend zu großflügelig laufenden Rührwerken. Zielsetzung. Vergleich des elektrischen Eigenenergieverbrauchs der Rührwerke (Amaprop 2500) in einem Fermenter vor und nach der Repowering-Maßnahme an zwei Praxisanlagen.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Zielsetzung ist zunächst die Identifikation der Formalkinetiken der Synthesegasverwertung von Clostridium aceticum und Clostridium carboxidivorans im kontrollierten Rührkesselreaktor, wobei insbesondere rekombinante Stämme zur Herstellung von Isobutanol, 1,4-Butandiol, 1-Hexanol und 1,6-Hexandiol untersucht werden sollen. Zur Untersuchung der Syngasverwertung im Litermaßstab soll ein neuartiges Hochdruckbioreaktorsystem entwickelt werden, das wahlweise als Rührkessel-, Blasensäulen-, Umlauf-, Membran-, Festbett- oder Tropfkörperreaktorsystem eingesetzt werden kann. Zielsetzungen sind zum einen die Identifikation besonders geeigneter Reaktorkonfigurationen für kontinuierliche Gasfermentationen (Raum-Zeit Ausbeute, Prozessstabilität) und zum anderen die modellgestützte Auswahl von geeigneten Betriebspunkten zur Erzielung hoher Produktkonzentrationen und/oder hoher Gasausbeuten. Das Vorhaben ist in drei Teilprojekte unterteilt: (i) Reaktionstechnische Untersuchungen zur Synthesegasverwertung von Clostridium aceticum im kontrollierten Rührkesselreaktorsystem. (ii) Reaktionstechnische Untersuchungen zur Synthesegasverwertung von Clostridium carboxidivorans im kontrollierten Rührkesselreaktorsystem. (iii) Vergleichende verfahrens- und reaktionstechnische Analysen von verschiedenen Bioreaktorkonzepten zur Synthesegas-Fermentation im kontrollierten Mehrzweckdruckreaktor zur Herstellung von Isobutanol, 1,4-Butandiol, 1-Hexanol und/oder 1,6-Hexandiol.
Das Projekt "IBÖ-04: Entwicklung eines Produktes zur Behandlung von übersäuerten Biogasanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Übersäuerungen in Biogasanlagen können zu einem Anlagenausfall führen und müssen deswegen beseitigt werden. Das geschieht heute meistens durch Fütterungsreduzierung, oft kombiniert mit dem Zusatz von pH-regulierenden Chemikalien. Ziel der Untersuchung war es, schneller als im Status quo und ohne Chemikalien eine Biogasanlage nach einer Übersäuerung wieder auf Volllast zu bringen und so einen wirtschaftlichen Vorteil für den Anlagenbetreiber zu erzeugen. Dazu entwickelten wir das Additiv Biogaspille und testeten es in Batch-Versuchen und übersäuerten Labor-Rührkesselreaktoren. Des weiteren wurde eine Marktstudie durchgeführt. Der Einsatz der Biogaspille erscheint auf Basis dieser vorläufigen Untersuchungen wirksam und wirtschaftlich. Daher sollte die Biogaspille in einer großtechnischen Anlage in einer Machbarkeitsphase getestet werden.
Das Projekt "Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur biologischen Dekontaminierung des Feinkornanteils organisch verschmutzter Boeden - Laborversuche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Die Bodenwaesche gehoert heute zu den Standardverfahren der Altlastensanierung. Die Bodenpartikel groesser 63 mm koennen bei geeigneter Prozessfuehrung als gereinigt gelten, so dass sie wieder dem Boden zugefuehrt werden koennen. Dies gilt nicht fuer das sogenannte Feinkorn kleiner 63 mm, das z. T. noch sehr hoch belastet ist und eigentlich auf einer Sonderdeponie abgelagert oder dem Boden, der thermisch gereinigt wird, zugemischt werden muesste. Beide Verfahren sind recht teuer, so dass nach einer Alternative gesucht wurde. Im vorliegenden, abgeschlossenen Projekt wurde eine vierstufige Ruehrreaktorkaskade erfolgreich erprobt, in der etwa 10 - 20 Vol. kontaminiertes Feinkorn in Wasser suspendiert und mit einer an Altoel und PAK adaptierten Mischkultur angeimpft wurde. Bei Gesamtverweilzeiten von 36 und 48 Std. konnten etwa 50 Prozent der Petrobenzol-extrahierbaren Stoffe und bis zu 95 Prozent der einzelnen PAK abgebaut werden. Es ist noch zu ueberpruefen, ob bei einer solchen Behandlung die teure Deponieablagerung vermieden werden kann.
Das Projekt "Teilprojekt: Metallurgische Grundlagen und Laborvalidierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut und Lehrstuhl für metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling durchgeführt. Ein Großteil der weltweit erzeugten Metalle wird schmelzmetallurgisch gewonnen. Die Prozesseffizienz wird aber durch die begleitend entstehende Schlackenphase begrenzt, da sie noch einen Teil der Wertmetalle enthält. Durch gezielte Abtrennung und Anreicherung dieser Elemente in verwertbaren Produktphasen kann das Wertmetallpotential besser genutzt werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines effizienten und flexiblen Behandlungsprozesses für Schlacken der Primär-Metallerzeugung (aufgezeigt am Beispiel Kupfer), der das Gesamtausbringen an metallischen Wertkomponenten (Ni, Co, Mo, Zn, Sn, Sb, Pb und restl. Cu) im Vergleich zu den etablierten Verfahren maximiert. Hierdurch sollen wirtschaftlich mindestens 90 Prozent der metallischen Wertstoffe aus Schlacken der Metallerzeugung als Rohmetall oder Konzentrat zurückgewonnen werden. Die Innovation des Vorhabens basiert auf der Verfahrenskombination eines Elektroofens als etabliertem, wirtschaftlichem Verfahren mit einem nachgeschalteten Rührreaktor, der Magnet-/Gleichstromfeld unterstützt eine Metallabtrennung aus dem Schlackenbad begünstigt. Durch das gleichzeitige Einbringen von Reduktionsmitteln werden einerseits chemisch gebundene Metalle vollständig reduziert und die gebildeten Mikro-Tröpfchen koaguliert und abgesetzt. Am Projekt sind eine Universität zur Erarbeitung der metallurgischen Grundlagen, der Anlagenbau, ein Großunternehmen der Metallerzeugung zur Überprüfung der technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit sowie ein Baustofflieferant beteiligt. Nach erfolgreicher Demonstration des Verfahrensprinzips erfolgen Planung und Bau einer industriellen Anlage und die praktische Umsetzung bei dem beteiligten Metallerzeuger. Aufgrund ihrer extrem niedrigen Gehalte an Schwermetallen weist die Mineralphase deutlich verbesserte Eigenschaften auf und erlaubt damit weitere Anwendungen im Bausektor. Somit werden Baustoffe aus dem Abbau nicht erneuerbarer Ressourcen nachhaltig ersetzt.
Das Projekt "Teilprojekt: Anlagentechnik und Übertragbarkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SMS Siemag AG durchgeführt. Ein Großteil der weltweit erzeugten Metalle wird schmelzmetallurgisch gewonnen. Die Prozesseffizienz wird aber durch die begleitend entstehende Schlackenphase begrenzt, da sie noch einen Teil der Wertmetalle enthält. Durch gezielte Abtrennung und Anreicherung dieser Elemente in verwertbaren Produktphasen kann das Wertmetallpotential besser genutzt werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines effizienten und flexiblen Behandlungs-Prozesses für Schlacken der Primär-Metallerzeugung (aufgezeigt am Beispiel Kupfer), der das Gesamtausbringen an metallischen Wertkomponenten (Ni, Co, Mo, Zn, Sn, Sb, Pb und restl. Cu) im Vergleich zu den etablierten Verfahren maximiert. Hierdurch sollen wirtschaftlich mindestens 90 Prozent der metallischen Wertstoffe aus Schlacken der Metallerzeugung als Roh-Metall oder Konzentrat zurückgewonnen werden. Die Innovation des Vorhabens basiert auf der Verfahrenskombination eines Elektroofens als etabliertem, wirtschaftlichem Verfahren mit einem nachgeschalteten Rührreaktor, der Mag-net-/Gleichstromfeld unterstützt eine Metallabtrennung aus dem Schlackenbad begünstigt. Durch das gleichzeitige Einbringen von Reduktionsmitteln werden einerseits chemisch gebundene Metalle vollständig reduziert und die gebildeten Mikro-Tröpfchen koaguliert und abgesetzt. Am Projekt sind eine Universität zur Erarbeitung der metallurgischen Grundlagen, der Anlagenbau, ein Großunternehmen der Metallerzeugung zur Überprüfung der technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit sowie ein Baustofflieferant beteiligt. Nach erfolgreicher Demonstration des Verfahrensprinzips erfolgen Planung und Bau einer industriellen Anlage und die praktische Umsetzung bei dem beteiligten Metallerzeuger. Aufgrund ihrer extrem niedrigen Gehalte an Schwermetallen weist die Mineralphase deutlich verbesserte Eigenschaften auf und erlaubt damit weitere Anwendungen im Bausektor. Somit werden Baustoffe aus dem Abbau nicht erneuerbarer Ressourcen nachhaltig ersetzt.
Das Projekt "Entwicklung einer Dosieranlage zur kontinuierlichen Herstellung von Farbloesungen aus Farbfluessigkonzentraten, Wasser und Hilfsmitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Küsters Prozesstechnik durchgeführt. Reduzierung von Umweltbelastung durch Farb- und Chemikalienreste beim kontinuierlichen Färben von Textilien durch eine automatisierte Dosierung. Erarbeiten des Konzepts der neuen Dosieranlage. - Untersuchungen der Anforderungen an die neue Dosiertechnik. - Zubereitung der Farbstammlösungen. - Messung und Fortschreibung der Farbstärkeänderungen. - Rezeptdefinition und Umrechnung auf aktuelle Farbstärken. - Konstruktive Auslegung der Versuchseinrichtung. - Test der Versuchseinrichtung. - Erstellung eines Konstruktionsentwurfs für den Prototyp. - Preiskalkulation des Prototyps. - Anforderungen an das modifizierte Dosierkonzept. - Beschreibung des modifizierten Dosierkonzepts. - Aufbau der Dosieranlage bei unserem Partner KBC - Untersuchung.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Erarbeitung von Steuerungskonzepten für Mischprozesse und Überprüfung im Pilotmaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSB AG durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines Steuerkonzeptes als Werkzeug zur Auslegung und den Betrieb von Rührsystemen in Biogasanlagen, mit dem dauerhaft ein verfahrenstechnisch optimierter und wirtschaftlicher Einsatz der Rührtechnik zur Biogaserzeugung garantiert werden kann. Als Gesamtzielstellung wird eine, von den Substrateigenschaften unabhängige Maximierung der Biogasausbeute bei minimalem energetischem Aufwand zum Mischen verfolgt. Weiterhin sollen geeignete Kriterien zur Maßstabsübertragung von Mischprozessen nicht-Newtonscher Fluide für ein Scale-Up der Ergebnisse in den Prozesserarbeitet werden. Im Rahmen des Projektes sind die bisher im kleintechnischen Maßstab ermittelten Zusammenhänge zwischen Substrateigenschaften, Mischprozess und Biogasausbeute im Pilotmaßstab zu überprüfen und weiter zu qualifizieren. Mit der geplanten Übertragung prozesstomographischer Untersuchungen in den 1-m3-Maßstab liegen erstmalig quantitative Aussagen zur Bewertung von Mischprozessen opaker, faseriger Stoffsysteme in unterschiedlichen Maßstäben vor, auf deren Basis gesicherte Kriterien für ein Scale-Up erarbeitet werden sollen. Unter zusätzlicher Einbeziehung der von der TU Berlin vorzunehmenden Messungen mittels optischer Sonden sind Aussagen zur Vermeidung von Betriebsstörungen in Biogasfermentern abzuleiten. Auf Basis dieser neuen Forschungsergebnisse erfolgt durch die KSB AG schließlich die Erarbeitung des Regel- und Steuerungskonzeptes.
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| Förderprogramm | 32 |
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