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Trocknung und Kuehlung von Koernerfruechten

Optimierung der Trocknung und Kuehlung von Koernerfruechten hinsichtlich Verfahrensleistung, Energiebedarf, Umweltbelastung und Qualitaet der Koerner.

Nachhaltiges und klimaangepasstes Wassermanagement im Bergbau der Region des südlichen Afrikas, Teilprojekt 1

Enzymatische Route zur Valorisierung von Pflanzenschrot für die Polyphosphat-Herstellung, Teilvorhaben 2: Mikrobielle Biotransformation

Ziel des Forschungsvorhabens P2Value ist die Entwicklung eines neuartigen, integrierten und nachhaltigen Technologiekonzepts für die enzymatische Phosphat-Rückgewinnung und die gekoppelte biotechnologische Herstellung von grünen Phosphaten aus Pflanzenschroten sowie biogenen Reststoffen. Im Erfolgsfalle stehen nachhaltige, biotechnologische Verfahren für die Phosphat-Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen zur Verfügung, die in der Lebensmittelherstellung (z.B. als Streichsalze, antibakteriostatische Stoffe, Emulgatoren, Textur) eingesetzt werden. Hervorzuheben ist, dass durch die im Forschungsvorhaben P2Value entwickelte Technologie das enzymatische aus biogenen Reststoffen gewonnene Phosphat frei von Kontamination ist und Umweltressourcen schonend (keine Säuren, keine hohen Temperaturen, keine langen Transportwege) hergestellt wird. Zusätzlich führt das Verfahren zu valorisiertem, Phytin abgereichertem Schrot, das deswegen in höheren Massenanteilen in Tierfutter eingesetzt werden kann (bisher auf 10% limitiert). Das P2Value Verfahren fördert die Unabhängigkeit vom Import und leistet somit einen Beitrag zur P-Kreislaufwirtschaft. Unter anderem wird die Reduktion des Phosphateintrags erreicht und die Umweltbelastung somit reduziert durch Vermeidung der Anreicherung des unverdauten Phytins oder Kontaminationen aus dem Mineraldünger im Boden und in Gewässern. Alleinstellungsmerkmal ist, dass die aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnologisch hergestellten Phosphate für die Lebensmittelherstellung in ihren Eigenschaften denen der chemisch hergestellten überlegen sind und neue Möglichkeiten für die Valorisierung der Produkte bieten. Perspektivisch ermöglicht die im Forschungsvorhaben entwickelte Phytase/Hefe Toolbox eine größer als 80 % Gewinnung von Phosphat aus Phytin aus nachwachsenden Rohstoffen und ermöglicht im Pilotmaßstab die Herstellung von grünen Polyphosphaten.

KI-basierte Pflanzen-Phänotypisierung zur verbesserten Auswahl ertragreicherer und hochwertigerer Arten, Teilprojekttitel: Kombination von 3D-Strukturinformationen und hyperspektralen Farbinformationen zur Entwicklung einer neuartigen 4D-Pflanzen-Phänotypisierungplattform

Wissenschaftliche Begleitung der Umsetzung der Ökodesign-Richtlinie und der Energieverbrauchskennzeichnungsverordnung - Viertes Arbeitsprogramm

a) Die Ökodesign-Richtlinie 2009/125/EG und die Energieverbrauchskennzeichnungsverordnung 2017/1369/EU sind zentrale Instrumente des produktbezogenen Umweltschutzes in der EU, welche wesentlich zur Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz sowie zur Minderung der von energieverbrauchsrelevanten Produkten verursachten Umweltbelastungen und zur Verbraucherinformation beitragen. Die EU-Kommission wird Anfang 2021 ihr viertes Arbeitsprogramm vorlegen. b) Zudem ist nach den Ankündigungen im neuen Aktionsplan Kreislaufwirtschaft und dem Grünen Deal damit zu rechnen, dass die Ökodesign-RL im Rahmen der "Sustainable Products Initiative" überarbeitet, im Anwendungsbereich auf neue Produktgruppen ausgeweitet und in den zu regelnden Aspekten erweitert wird. Eine wissenschaftlich fundierte Unterstützung für die Beteiligung des Umweltbundesamtes am Ausgestaltungsprozess ist erforderlich, um die Vielzahl der im Regelungsprozess befindlichen Produktgruppen bearbeiten zu können. Ziel ist es, hohe ökologische Standards in den Durchführungsmaßnahmen zu verankern, die sowohl die Energieeffizienz, als auch weitere relevante Umweltwirkungen und vor allem die Ressourceneffizienz im umfassenden Sinne adressieren. Zielsetzung/Methoden: 1) Begleitung und Kommentierung von Vorstudien für Produktgruppen;2) Kurzexpertisen und ad-hoc Beratung für Produktgruppen für Stakeholderkonsultationen, Konsultationsforen, Expertentreffen und Regelungsausschüssen, Prüfung der Anforderungen für Energieeffizienz und weitere Umweltwirkungen, vor allem Aspekte der Ressourceneffizienz;3) Begleitung von Selbstregulierungsinitiativen der Industrie;4) Informationen für Akteure: Erstellung von Produktdatenblättern für erlassene Verordnungen, Fortführung des Ökodesign-Kalenders und einer Übersicht zu den Einsparpotentialen, 5) Kurzexpertisen zu noch zu spezifizierenden Themen, welche in anschließenden Fachgesprächen mit der Fachöffentlichkeit diskutiert werden.

Untersuchungen zur Umweltradioaktivitaet

Untersuchungen zur Bestimmung der Aktivitaetskonzentration in Umweltproben mit Hilfe hochaufloesender Gamma-Spektrometrie. Neben der Gewaehrleistung von hochempfindlichen Messungen steht im Mittelpunkt der Arbeiten die Entwicklung und Anwendung von Berechnungsverfahren, die den Einfluss der Probenzusammensetzung und der Probenform auf das erzielte Messergebnis beruecksichtigen. Die Bereitstellung problemangepasster Rechnerprogramme soll die Aktivitaetskonzentrationsbestimmung unterschiedlicher Radionuklide in verschiedenartigen Proben (Form, Dichte, Zusammensetzung) ermoeglichen, ohne dass zuvor aufwendige, spezielle Kalibrierungsmessungen durchgefuehrt werden muessen. Untersuchungen zur Umgebungsdosimetrie mit Thermolumineszenzdetektoren zur Feststellung der Umweltradioaktivitaet. Durch den Einsatz neuer, hochempfindlicher Materialien (z.B. LiF:Mg, Cu, P, CaF2:Cu) sollen genaue Dosisbestimmungen bei kurzen Expositionszeiten erreicht und damit ein einfaches Verfahren fuer Kontrollmessungen und Routineueberwachungen entwickelt werden. Durch die Bereitstellung von Korrektionsprogrammen soll die Moeglichkeit geschaffen werden, auch im Falle unterschiedlicher Photonenenergien der einfallenden Strahlung und bei Messungen mit Detektoren stark energieabhaengiger TL-Response sichere Angaben der Aequivalentdosis zu ermoeglichen.

Umweltradioaktivität und Strahlendosen in der Schweiz

Umweltradioaktivität und Strahlendosen in der Schweiz.

Biomonitoring Feldhasen (mikroplastikebh)

Zielsetzung: Seit Jahren sind Feldhasenbestände europaweit rückläufig. Langfristiges pathologisches Monitoring brachte Hinweise auf Fremdpartikel in Mesenteriallymphknoten und Störung der Darmflora mit Ausbildung einer Enteritis. Eine Erklärung hierfür ausschließlich durch diverse Pathogene war nicht möglich. Daraus entstehende Fragen über Belastung des Feldhasen in unterschiedlichen Regionen mit Mikroplastik bzw. toxikologischen organischen Schadstoffen sollen untersucht werden. Hierfür sollen in einer ersten Studie nach pathologischer Bearbeitung und Probennahme eine non-target LC-MS/MS auf endogene Substanzen, Industriechemikalien, Pestizide und Pharmazeutika durchgeführt werden. Eine Metallanalytik wird mittels ICP-MS durchgeführt, ebenso eine chemische Charakterisierung von organischen Partikeln (größer als 5 Mikro m) mittels FT-IR Spektroskopie & Imaging. Als Probenmaterial hierfür werden von frischtoten Feldhasen aus verschiedenen Populationen Blut, Urin, Kot, Dünndarm und Darmlymphknoten entnommen in speziell gereinigte Glasgefäßen verbracht und bis zur weiteren Untersuchung tiefgefroren. Der pathohistologische Fokus liegt auf dem Ausschluss von Darmpathogenen und morphologischen Veränderungen im Verdauungstrakt. Ziel der Studie ist es eine mögliche Belastung von Feldhasen durch 'Umwelttoxine' bzw. Mikroplastik zu erheben, mögliche geografische Unterschiede, ebenso wie Auswirkungen auf die jeweiligen Populationen zu evaluieren. Bedeutung des Projekts für die Praxis: Das Projekt soll dazu beitragen, Hinweise auf Umweltbelastung von Feldhasen als 'Bioindikator' zu erhärten/zu widerlegen und eine der Ursachen für den europaweiten Rückgang dieser Spezies zu evaluieren.

Überwachung der Umweltradioaktivität (Luft, Niederschläge, Gewässer, Erdboden, Gras, Lebensmittel etc.)

Überwachung der Umweltradioaktivität aus künstlichen und natürlichen Quellen: Luft, Gewässer, Niederschläge, Erdboden, Gras, Lebensmittel, Strahlendosen, in-situ-Messungen Überwachung von Kernanlagen, Betrieben und Spitälern die radioaktive Stoffe verwenden Erfassung der natürlichen Radioaktivität etc. Koordination des nationalen Überwachungsprogrammes Sammlung, Auswertung und Veröffentlichung der Daten sowie Ermittlung der Strahlendosen der Bevölkerung aus künstlichen und natürlichen Strahlenquellen Weiterentwicklung der Überwachungs- und Messverfahren die Ergebnisse werden jährlich vom Amt (als Print) und auf dem Internet veröffentlicht.

Entwicklung eines Verfahrens zur Separation von Coatings und Textilien zur Wiederverwertung der Basisrohstoffe

Zielsetzung: Das Forschungsprojekt hat die Entwicklung eines Verfahrens zur Trennung von Beschichtungen und Textilien zum Ziel. Speziell geht es um persönliche Schutzausrüstung (PSA) in Form von Arbeitsschutzhandschuhen mit Nitrilkautschuk-Beschichtung, deren Basisrohstoffe zurückgewonnen und wiederverwertet werden sollen. Ansprüche an das Vorhaben sind das Schließen von Lücken in der Kreislaufwirtschaft sowie Vermeidung von Abfällen. Daher wird angestrebt, ein Downcycling der gewonnenen Rohstoffe zu vermeiden und aus ihnen wieder beschichtete Textilien herzustellen. Zur Umsetzung dieses Vorhabens soll ein mehrstufiges Recyclingverfahren zum Trennen der in den Schutzhandschuhen enthaltenen Wertstoffe entwickelt werden. Die von den Projektpartnern zu erarbeitenden und zu untersuchten Prozessschritte beinhalten dabei neben Wasch- und Sortiervorgängen auch das Schreddern und Feinmalen der Arbeitsschutzhandschuhe mit anschließendem Sieben oder Windsichten zur Rückgewinnung der Ausgangsmaterialien, um diese schmelzfiltern oder granulieren zu können. Anlass des Projektes ist der Anfall hoher Abfallmengen an beschichteten Handschuhen, was bspw. bei der Daimler Truck AG rund 5,8 Mio. Paare pro Jahr ausmacht. Potenziell als Abfall anfallen können ca. 124 Mio. Paare pro Jahr (ca. 6.200 t), wenn man von der Gesamtmenge produzierter Ware in diesem Segment ausgeht. Die beschichteten Handschuhe werden am Endes ihres Gebrauchs der Müllverbrennung zugeführt. Grund der thermischen Verwertung ist die Untrennbarkeit der Beschichtungen vom Substrat mit der bestehenden Prozesstechnik. Bei der Seiz Industriehandschuhe GmbH machen die zur Entsorgung aussortierten Handschuhe ca. 35 t aus, was 7 % von 500 t Reinigungsware entspricht. Unbeschichtete Textilien werden aufgerissen und z. T. in Abmischungen mit Neufasern in Vliesstoffen für den nicht sichtbaren Bereich im Automobil, als Putzlappen, Füllstoffe und in weiteren Anwendungen eingesetzt. Diese Verwendung recycelbarer Wertstoffe ist bisher für beschichtete Handschuhe nicht möglich. Eine Rückführung der Handschuhrohstoffe kann jedoch den Rohstoffverbrauch für Neuprodukte reduzieren und somit eine Energieeinsparung bei der Produktion begünstigen. Die nebenstehende Abbildung führt eine Soll-Ist-Darstellung der Kreislaufwirtschaft im geplanten Projekt auf. Beim Recycling von Arbeitsschutzkleidung allgemein, und bei Handschuhen im Besonderen, muss beachtet werden, dass es sich um Funktionstextilien handelt mit der Aufgabe, ihren Träger vor Umwelteinwirkungen zu schützen. Die Handschuhe stellen einen Verbundwerkstoff dar, der aus Polyamid 6.6 (Nylon) und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) besteht. Der Nylon-Bestandteil ist ein linear aufgebautes Polyamid aus der Gruppe der Copolymere, welches nach dem Schmelzen zu Endlosfasern (Filamenten) ausgesponnen und zur textilen Fläche verstrickt wird. Der Synthesekautschuk für die Handschuhbeschichtung ist das Co-Polymerisat von Acrylnitril und 3-Butadien und wird zum Erreichen von Chemikalienfestigkeit auf die Arbeitsschutzhandschuhen aufgebracht. Die Arbeitsschutzhandschuhe mit NBR-Beschichtung werden derzeit einer Wiederverwendung nach Wiederaufbereitung durch Waschen zugeführt. Diese kann die Handschuhe jedoch nicht ewig vor Verschleiß und daher der thermischen Verwertung bewahren. Grund ist, dass derzeit keine passenden Trennverfahren für NBR-PA-Verbunde bekannt sind. Die Herstellung neuer Arbeitsschutzhandschuhe aus wiederaufbereiteten Bestandteilen ist ein Bestreben des Forschungsprojektes. Die bisherigen Recyclingansätze innerhalb der Textilindustrie sind dafür jedoch nicht geeignet. Im Rahmen des Projektes soll weiterhin eine Analyse des Produktportfolios beim Schutzhandschuhhersteller Seiz erfolgen, um Sortiervorgaben und Prozesswege für das Recycling zu definieren. Weiterhin sollen Vorgaben für Neuentwicklungen und die Beschaffung von Rohstoffen festgelegt werden, um die Produkte umweltneutraler zu gestalten. (Text gekürzt)

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