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Projekte - Details

Forschungsverbund: SynRg - Systembiotechnologie nachwachsender Rohstoffgewinnung; Teilvorhaben 6: Aufarbeitung, Funktionalisierung und Polymerisation der Fette und Polyphenole

Anschrift
Technische Universität Kaiserslautern - Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik - Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik
67663 Kaiserslautern
Gottlieb-Daimler-Str., Geb. 44/519
Kontakt
Prof. Dr Roland Ulber
Tel: +49 631 205 4044
E-Mail: ulber@mv.uni-kl.de
FKZ
22023008
Anfang
01.07.2009
Ende
30.06.2014
Aufgabenbeschreibung
SynRg beabsichtigt einen interdisziplinären Ansatz zur Optimierung von Wertstoffsynthese, Syntheseort und Weiterverarbeitung für die Nutzung von Pflanzenrohstoffen in Chemie und Energieerzeugung zu etablieren. Die gesamte Wertschöpfungskette für die Umstellung von petrochemischen auf pflanzliche Grundstoffe soll unter dem Aspekt der nachhaltigen Produktion von Wertstoffen aus NaWaRo untersucht und modifiziert werden. In dem vorgelegten Teilvorhaben liegt der Schwerpunkt auf der Aufarbeitung, Funktionalisierung und Polymerisation der Fette und Polyphenole. Im Rahmen des Teilvorhabens sollen die genannten Prozesse mit Produkten aus den optimierten Pflanzen des ersten Teilvorhabens entwickelt werden. Die Expertisen der Partner sollen genutzt werden, um verschiedene Aufschluss- und Extraktionsverfahren mit den neuen Rohstoffen zu untersuchen und zu vergleichen. Die gewonnenen Öle und Polyphenole sollen im Anschluss mit unterschiedlichen Verfahren aufgereinigt und enzymatisch behandelt werden. Augenmerk liegt hierbei auch auf der Nutzung der Pflanzenrestfraktionen.Die aufgereinigten Öle und Polyphenole sollen im Anschluss wertsteigernd umgewandelt bzw. derivatisiert werden. Dies schließt auch die chemische bzw. thermolytische Hydrolyse in Fettsäuren unter Nutzung des Restglycerins ein. Die Fettsäuren sollen u. a. durch Ozonolyse und Metathese funktionalisiert und in Form neuer Kunststoffe polymerisiert werden. Die gewonnenen Polyphenole werden mit dem Ziel der höheren Bioverfügbarkeit enzymatisch derivatisiert. Es ist mit neuen Erkenntnissen auf den Gebieten des Pflanzenaufschlusses und Extraktion der enthaltenen Öle und Polyphenole zu rechnen. Hier ist von einer Transfermöglichkeit auch auf andere Pflanzenrohstoffe zu rechnen. Dies gilt auch für neue Formen der Aufreinigung zu Feinchemikalien. Die Funktionalisierung und Derivatisierung der Öle und Polyphenole eröffnet die Möglichkeit erweiterter /neuer Absatzmöglichkeiten für Produkte aus pflanz. Rohstoffe.
Ergebnisdarstellung
Im Teilvorhaben 6 wurden Arbeiten zur Aufarbeitung, Funktionalisierung und Polymerisation der Pflanzenölderivate und Polyphenole durchgeführt. In diesem Teilvorhaben hat die Technische Universität Kaiserslautern mit dem Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V, der Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V., dem Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, der Technische Universität München, dem Karlsruher Institut für Technologie und dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie zusammengearbeitet. Es wurden neue und optimierte biotechnologische und chemokatalytische Konversionsverfahren für Fettsäuren zur Herstellung von Bausteinen für Hochleistungskunststoffe erarbeitet. Schwerpunkte waren hierbei die Entwicklung neuer Enzyme für die biotechnologischen Verfahren und neuer Katalysatoren für chemokatalytische Metathesereaktionen. Es wurden außerdem Untersuchungen zur hydrothermolytischen Spaltung und Ozonolyse von Ölen und Fetten zur Herstellung von ?,?-Dicarbonsäuren durchgeführt. Es wurden weiterhin neue Verfahren und Prozesse zur Aufarbeitung von Ölen und Fettsäuren aus Raps und Polyphenolen aus Traubentrester, Weizen und Raps entwickelt. Schwerpunkte waren die Aufarbeitung von Polyphenolen mittels verschiedener Adsorbersysteme und die Analytik von Polyphenolen. Die gewonnenen Öle, Polyphenole und Phytinsäure konnten im Anschluss aufgereinigt und wertsteigernd bspw. zur Herstellung unterschiedlicher Polymere eingesetzt werden. Durch chemische, enzymatische und thermische Hydrolysen konnten Fettsäuren gewonnen und durch Ozonolyse und Metathese funktionalisiert und in Form neuer Kunststoffe polymerisiert werden. Das dabei anfallende Restglycerin konnte abschließend zur Produktion von Butanol, 1,3-Propandiol- und Dihydroxyaceton durch eine Ganzzell-Biotransformation eingesetzt werden.

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Der Waldbeauftragte des BMEL Cajus Caesar; Bild: Thomas Imo/ photothek.net
Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner mit dem Waldbeauftragten des BMEL, Cajus Julius Caesar.
Bild: Thomas Imo/photothek.net
 
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