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Industrietextilien Ressourcen sparend herstellen

Industrietextilien müssen in der Nutzung hohen Anforderungen gerecht werden. Das bedeutet wiederum eine komplexe und oft auch ressourcenintensive Herstellung. Wie sich in diesem Prozess Material und Energie sparen lassen, zeigt die neue Prozesskette „Industrietextilien“ des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) anhand von Beispielen und aktuellen Forschungsvorhaben. Die Anforderungen an Industrietextilien sind deutlich höher und vielfältiger als an solche Textilien, die uns im Alltag begegnen. Im industriellen Kontext eingesetzte Filterstoffe, Verpackungsmaterialien oder Beschichtungsträger werden meist aus hochspezialisierten Chemiefasern und unter hohem Einsatz von Energie und Wasser hergestellt. Oft besteht ein großes Einsparpotenzial. Gezielte Einblicke Kein Unternehmen bildet mehr den kompletten Herstellungsprozess von der Faserherstellung bis zum fertigen textilen Produkt ab. Vielmehr spezialisieren sich die Unternehmen zunehmend auf einzelne Aktivitäten entlang der textilen Kette. Die neue Online-Prozesskette des VDI ZRE veranschaulicht den gesamten Herstellungsprozess und gibt gezielt Einblicke in die sie betreffenden Einzelschritte. Beispiele verdeutlichen, welche Einsparungen andere Unternehmen bereits in einem ähnlichen Umfeld erreicht haben. Forschungsvorhaben zeigen, auf welche zukünftigen technischen Entwicklungen sich die Unternehmen einstellen sollten, um diese für ihre eigenen Innovationen nutzen zu können. Natürliche Ressourcen sparen Entlang des gesamten Herstellungsprozesses lassen sich Verbräuche von natürlichen Ressourcen reduzieren, unter anderem durch die Anpassung von Produktionsschritten oder den intelligenten Einsatz von Mess- und Regelungstechniken. Ein Beispiel zeigt, dass sich Schlichtemittel im Abwasser durch Ultrafiltration soweit anreichern lässt, dass es dem Schlichtmittelvorgang wieder zugeführt werden kann. Die Rückgewinnungsquote des Schlichtemittels beträgt in diesem Beispiel ca. 80 %. Dies hat zur Folge, dass auch der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB-Fracht) im Abwasser um 30 bis 70 % sinkt. Neben der konkreten Einsparung der Rohstoffe behandelt die Prozesskette auch, wie die eingesetzten Chemikalien verfolgt und analysiert werden können. So lässt sich ermitteln, auf welche Chemikalien aus Gründen des Umweltschutzes verzichtet werden sollte und welche Alternativen es gibt. Die Prozesskette wird regelmäßig aktualisiert. Dabei ist das Kompetenzzentrum offen für einen Austausch mit Unternehmen, die Industrietextilien bzw. Teile davon herstellen. Erstellt wurde die Prozesskette im Auftrag des Bundesumweltministeriums. Zur Prozesskette

European Union Basin-scale Analysis, Synthesis and Integration (EURO-BASIN)

Das Projekt "European Union Basin-scale Analysis, Synthesis and Integration (EURO-BASIN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Danmarks Tekniske Universitet durchgeführt. Objective: EURO-BASIN is designed to advance our understanding on the variability, potential impacts, and feedbacks of global change and anthropogenic forcing on the structure, function and dynamics of the North Atlantic and associated shelf sea ecosystems as well as the key species influencing carbon sequestering and ecosystem functioning. The ultimate goal of the program is to further our capacity to manage these systems in a sustainable manner following the ecosystem approach. Given the scope and the international significance, EURO-BASIN is part of a multidisciplinary international effort linked with similar activities in the US and Canada. EURO-BASIN focuses on a number of key groups characterizing food web types, e.g. diatoms versus microbial loop players; key species copepods of the genus Calanus; pelagic fish, herring (Clupea harengus), mackerel (Scomber scombrus), blue whiting (Micromesistius poutassou) which represent some of the largest fish stocks on the planet; piscivorous pelagic bluefin tuna (Thunnus thynnus) and albacore (Thunnus alalunga) all of which serve to structure the ecosystem and thereby influence the flux of carbon from the euphotic zone via the biological carbon pump. In order to establish relationships between these key players, the project identifies and accesses relevant international databases and develops methods to integrate long term observations. These data will be used to perform retrospective analyses on ecosystem and key species/group dynamics, which are augmented by new data from laboratory experiments, mesocosm studies and field programs. These activities serve to advance modelling and predictive capacities based on an ensemble approach where modelling approaches such as size spectrum; mass balance; coupled NPZD; fisheries; and ?end to end? models and as well as ecosystem indicators are combined to develop understanding of the past, present and future dynamics of North Atlantic and shelf sea ecosystems and their living marine resources.

Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)

Das Projekt "Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) durchgeführt. To reach the goals of improving the efficiency of CHP systems while simultaneously widening the biomass feedstock base as well as increasing operational flexibility, the project aims to develop a full scale technology demonstrator of a hybrid power plant using biogas as main fuel in lab environment. A combined hybrid heat and power plant combines a micro gas turbine (MGT) and a solid oxide fuel cell (SOFC). The focus of the technology demonstration plant is to prove the functional capability of the plant concept, followed by detailed characterization and optimization of the integration of both subsystems. The main objective is to move the technology beyond the state of the art to TRL 4. Electrical efficiencies of more than 60% and total thermal efficiencies of more than 90% are intended to reach at base load conditions. An operational flexibility ranging from 25% to 100% electric power should be achieved. The emission levels should not exceed 10 ppm NOx and 20 ppm CO (at 15% vol. residual oxygen). The system should allow the use of biogas with methane contents varying from 40-75%, thus covering the biogas qualities from the fermentation of the entire biomass feedstock range. To achieve the objectives the subsystems MGT and SOFC including their subcomponents have to be adjusted and optimized by a multidisciplinary design approach using numerical and experimental measures to ensure a proper balance of plant. In addition an integrated control system has to be developed and implemented to achieve a reliable operation of the coupled subsystems. A detailed analysis of different European markets, economic and technical constraints in terms of biogas production potentials will clarify the regional suitable sizes and attractive performance conditions of the power plant system. To identify cost reduction potentials a thermo-economic analysis will be performed. Here, an internal rate of return (IRR) of the system of higher than 15% should be achieved over a 20 years.

Teilprojekt 2: Berghof Filtrations- und Anlagentechnik GmbH und Co. KG

Das Projekt "Teilprojekt 2: Berghof Filtrations- und Anlagentechnik GmbH und Co. KG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berghof Filtrations- und Anlagentechnik durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Schlichtemitteln auf der Basis des nachwachsenden Rohstoffs Chitosan fuer die textile Fertigung von Geweben. Diese haben das grosse Potential die bisher eingesetzten synthetischen Schlichtemittel zu substituieren, die entweder nicht oder nur unter bestimmten Bedingungen biologisch abbaubar sind und daher an den Klaerschlamm gebunden, anschliessend deponiert oder thermisch entsorgt werden muessen. Diese Ziele werden in einem interdisziplinaeren Verbund aus Forschungsinstituten, Schlichtemittelhersteller, Anlagenbauer fuer das Recycling und Textilherstellern bearbeitet und sollen durch intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit in der gezielten Modifikation des Chitosans fuer diese Anforderungen erreicht werden. Schlichtemittel auf der Basis von Chitosan eroeffnen neue und umweltfreundliche Wege: - Sie sind leicht biologisch abbaubar. - Sie sollen Recyclierfaehigkeit sein. - Fuer innovative textile Artikel verbleiben diese neuen Schlichtemittel nach dem Weben auf dem Gewebe und geben dem Endprodukt neue Funktionen (z.B. antibakteriell, fungizid, wundheilend, dosierte Wirkstoffabgabe, Feuchtigkeit bindend).

Papermaking chemistry aspects of environmentally friendly ecf and tcf pulps

Das Projekt "Papermaking chemistry aspects of environmentally friendly ecf and tcf pulps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. General Information: Chemical additives are more and more important for an effective manufacture of high quality paper products. The background of this project is the importance of chemical additives (paper chemicals) in paper manufacture and the rapidly increasing use of new types of non-chlorine bleached pulps, i.e. elementary chlorine-free (ECF) and totally chlorine-free (TCF) pulps. Paper chemicals are used in the paper production as process chemicals or as functional chemicals. A process chemical is e.g. a charged polymer used to flocculate fine material. A functional chemical is e.g. added to increase the strength of the paper. The new pulps can influence the use of paper chemicals in at least two ways. The interaction between the fibres and the paper chemicals can be influenced which will influence the effect of the paper chemicals in the produced sheet. This will create a new, more difficult, situation for the use of paper chemicals. The project will give guidelines how to optimize the application of chemical additive in papermaking from ECF and TCF pulps and thereby reduce the papermaking costs. The type and the amount of substances that is dissolved from the pulps will depend on e.g. the chemical environment and whether the pulp has been dried or not. It is therefore important to investigate the extent of carry-over of substances from the pulp mill to the paper mill. We will perform pulp mill measurements to investigate the carry-over. The effect on wet end additives of new ECF and TCF pulps and of dissolved and colloidal substances carried by these pulps will be clarified. Another aspect is that when paper chemicals, such as retention aids and sizing agents, are used, paper chemicals transfer between components in the furnish and in the white water system. This can influence the performance of paper chemicals. It is known that the amount of transfer of paper chemicals depends on the chemical environment, i.e. the ionic strength. It is not known to what degree the transfer is influenced by dissolved and colloidal substances originating from pulps. The papermaking system is highly dynamic and computer simulations of the process circuits in a paper mill have gained increased attention. An increased knowledge in the process dynamics of both the transfer of paper chemicals and the dissolved and colloidal substances is highly needed. Pilot paper machine experiments will make it possible to make controlled experiments of the influence of dissolved and colloidal substances on the effect of paper chemicals. A deeper knowledge of the fundamental paper chemistry aspects of using ECF and TCF pulps combined with pilot and mill trials will give great possibilities to control the papermaking process better in order to improve the paper quality. The environmental relevance is naturally high because a better process knowledge leads to reduced effluents. Prime Contractor: Swedish Pulp and Paper Research Institute; Stockholm.

Towards a Guideline for Digital Soil Mapping in Ecuador

Das Projekt "Towards a Guideline for Digital Soil Mapping in Ecuador" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Abteilung Bodenphysik durchgeführt. Research experience in digital soil mapping (DSM) shall be extended and deepened in two further research areas in order to develop a guideline for DSM in Ecuador. The guideline will give an overview: a) about the DSM approach, b) the different sampling designs developed according to the area size, accessibility and terrain complexity, c) the various methods from the field of supervised machine learning to develop digital soil maps, and d) the implementation with open source software. The soil-landscapes of the three investigation areas will be analysed and soil-landscape models will be developed by supervised machine learning techniques, in order to spatially predict soil properties from point data based on environmental prediction parameters. By using the so developed digital soil maps as principal input, a functional soil-landscape analysis is carried out to determine landslide, erosion and anthropogenic disturbance risk zones as well as estimate the soil organic carbon stocks and soil fertility.

Teilprojekt 4: Textilchemie Dr. Petry GmbH

Das Projekt "Teilprojekt 4: Textilchemie Dr. Petry GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Textilchemie Dr. Petry GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Schlichtemitteln auf der Basis des nachwachsenden Rohstoffs Chitosan fuer die textile Fertigung von Geweben. Diese haben das grosse Potenzial, die bisher eingesetzten synthetischen Schlichtemittel zu substituieren, die entweder nicht oder nur unter bestimmten Bedingungen biologisch abbaubar sind und daher an den Klaerschlamm gebunden, anschliessend deponiert oder thermisch entsorgt werden muessen. Diese Ziele werden in einem interdisziplinaeren Verbund aus Forschungsinstituten, Schlichtehersteller, Anlagenbauer fuer das Recycling und Textilherstellern bearbeitet und sollen durch intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit in der gezielten Modifikation des Chitosans fuer diese Anforderungen erreicht werden. Schlichtemittel auf der Basis von Chitosan eroeffnen neue und umweltfreundliche Wege: - Sie sind leicht biologisch abbaubar, - Sie sollen recyclierfaehig sein, - Fuer innovative textile Artikel verbleiben diese neuen Schlichtemittel nach dem Weben auf dem Gewebe und geben dem Endprodukt durch die Eigenschaften des Chitosans neue Funktionen (z.B. antibakteriell, fungizid, wundheilend, dosierte Wirkstoffabgabe, Feuchtigkeit bindend).

ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben

Das Projekt "ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.

Sustainable use of fruits of Bertholletia excelsa

Das Projekt "Sustainable use of fruits of Bertholletia excelsa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Arbeitsbereich für Weltforstwirtschaft und Institut für Weltforstwirtschaft des Friedrich-Löffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit durchgeführt. Objectives: Bertholletia excelsa Humb. and Bonpl. is one of the protected tree species of Amazonia in Brazil although classified as vulnerable acc. to IUCN. It is prohibited to fell trees and use their timber. However, the fruits, commonly known as Brazil nuts, can be harvested for local consumption and export. The objective of the project is to investigate a natural primary forest in Roraima, Brazil and assess the commercial potential for harvesting nuts, with special reference to international sustainability criteria. Although there has been no timber harvest in the forest in the past, nuts have been collected extensively by the local population - mainly for sale on the local markets. These activities were stopped in 2004. The research is closely connected to the natural forest management project. Results: Results are not yet available. However, preliminary data analyses reveal that - there is hardly any correlation between size of mother trees and available regeneration or available fruit mass located on the ground around those trees; - the amount of nuts per tree (approx. greater than 60 cm dbh) is very variable; - regeneration (seedlings and advanced growth) is sparse which makes long-term survival of the species questionable if collection of nuts in continued like in the past.

Conduction of paper grade dependent COD-TOC-ratios as pre-condition for the replacement of the parameter COD in waste water legislation

Das Projekt "Conduction of paper grade dependent COD-TOC-ratios as pre-condition for the replacement of the parameter COD in waste water legislation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. The objective is the determination of reliable COD-TOC ratios (incl. their margin of deviation) of biologically treated waste waters from the production of different paper grades. This is the prerequisite to derive new TOC limit values in the amended appendix no. 28. Additionally a proposal for a limit value referring N compounds based on TNb shall be developed. It was decided to investigate three mills from each paper grade which are: un-sized wood free papers (p.), sized wood free p., specialty p., coated wood free p., wood containing p., p. from recovered paper (with and without de-inked pulp). First investigations confirm ratios in the range mentioned above. The developed TOC limit values will be based on the analysed TOC values, production capacity and entitled waste water volumes. Recommended TNb values may reach at least 20 mg N/l or more. A statistical assessment of the data is still not possible due the low quantity of available results. The amendment of appendix 28 affect primarily paper & board mills, but also companies which construct waste water treatment plants, consulting bureaus and manufacturers of monitoring and control systems. If wrong COD-TOC ratios will be applied and more stringent limits will result, paper & board mills might loose the possibility to lower the waste water fee. Hence additional costs of several ten thousands of Euros will emerge which has to be avoided especially for sme paper & board mills.

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