Voll-Enzym-Hydrogele im Einsatz - 13.12.2023

Biokatalytische Schäume ermöglichen die nachhaltige Synthese komplexer Moleküle

Konventionelle chemische Syntheseprozesse verbrauchen viel Energie und umwelt-schädigende Lösungsmittel. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christof Niemeyer vom Karlsruher Institut für Technologie hat aus vernetzten Enzymen poröse, feste Schäume generiert, die die Produktion hochwertiger Verbindungen unter deutlich umwelt-schonenderen Bedingungen erlauben. Die neuartigen Biokatalysatoren sind zudem extrem widerstandsfähig und lange haltbar.

Der rasant steigende globale Ressourcenverbrauch führt laut Global Footprint Network dazu, dass im Jahr 2022 etwa 1,75 Erden notwendig gewesen wären, um ihn zu decken. Forschende des KIT wollen den bisherigen linearen Wirtschaftsansatz „take, make, use, dispose“ grundlegend verändern. Ihr Lösungsansatz besteht in zirkulären Verfahren der Kreislaufwirtschaft: In der Kreislauffabrik werden gebrauchte Produkte möglichst automatisiert aufgearbeitet.

Beim siebten Bioökonomietag hat das Land die diesjährigen Preisträger des Ideenwettbewerbs Bioökonomie ausgezeichnet. Die Ideen zeigen das breite Spektrum der Bioökonomie auf und sind beispielgebend für andere Unternehmen.

Projekt AlbLavendel - 20.11.2023

Schwäbischer Lavendelanbau: ästhetisch und nachhaltig

Blau-violette, duftende Felder wie in der Provence sollen in Zukunft auch auf der Schwäbischen Alb ein normaler Anblick sein. Im Projekt AlbLavendel starteten die Universität Hohenheim, die Firma naturamus GmbH und die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf erste Untersuchungen zum regionalen Anbau von Lavendel sowie zur Produktion ätherischer Öle und Nutzung von Destillationsresten für die Herstellung von Textilfasern.

Die Nahrungsmittelproduktion verdoppeln, Wasser sparen und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung erhöhen – das klingt paradox, wäre aber theoretisch möglich. Nötig wäre allerdings eine radikale räumliche Neuordnung in der Landnutzung. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT), einem An-Institut der Universität Heidelberg, herausgefunden.

Eine wachsende Weltbevölkerung benötigt ausreichend Nahrungsmittel. Deren Produktion führt durch Überdüngung zu einer erhöhten Stickstoffbelastung in der Landwirtschaft, was sich negativ auf Menschen, Klima und Ökosysteme auswirkt. Dass die Getreideproduktion mit einer deutlich geringeren globalen Gesamtdüngung aufrechterhalten werden könnte, wenn der Einsatz von Stickstoffdünger weltweit gleichmäßig verteilt würde, zeigen Forschenden des KIT.

Ein großes Ziel der Chemie ist es, auf einfachem Weg Amine aus Ammoniak und ungesättigten Kohlenwasserstoffen zu erzeugen. Während der katalytischen Addition, bei der Ammoniak aktiviert und anschließend übertragen wird, entsteht zudem kein Abfall und so ist sie besonders nachhaltig. Forschende am KIT haben ein System entwickelt, das nicht auf Übergangsmetallen, sondern auf einer Verbindung aus Hauptgruppenelementen basiert.

Mobile Einheiten zur Verarbeitung von Obst und Gemüse vor Ort können im Jahr 2035 wichtiger Bestandteil der Lebensmittelversorgung sein. Wie solche lokalen Lebensmittelkreisläufe aussehen können, wurde im EU-Projekt FOX untersucht. Das Fraunhofer ISI hat hierzu Zukunftsbilder entwickelt, mit deren Hilfe sich Geschäftsmodelle zu regionaler Verarbeitung und regionalem Vertrieb von Lebensmitteln auf ihre Zukunftsfähigkeit testen lassen.

Auf knapp 3.800 Quadratmetern bringt das Innovations- und Technologietransferzentrum ITZ Plus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen, um dort drängende Fragen der Zukunft zu lösen und die Region Biberach zu einer zukunftsweisenden Modellregion zu entwickeln.

Ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA und Fraunhofer IME arbeitet daran, mithilfe von Proteinen und Enzymen aus dem Speichel von Hornissen oder der Seide von Köcherfliegenlarven einen Holzbinder herzustellen, der witterungsbeständig und biologisch abbaubar ist. Ziel ist es, einen biologischen Holzkleber zu entwickeln, mit dem Holzreste mittels 3D-Drucker zu neuen Naturstoffkomposit-Produkten verarbeitet werden können.

In einem Forschungsprojekt ist es gelungen, eine biobasierte Kunststoff-Folie für die Verpackung von Lebensmitteln mit verbesserten Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf zu entwickeln. Dazu wurde die Folie auf Basis von Polymilchsäure (PLA) mit bioORMOCER®, einem anorganisch-bioorganischen Hybridpolymer beschichtet. Neben ihren technischen Eigenschaften überzeugt die Neuentwicklung auch mit einer guten Recyclingfähigkeit.

Bio-Cracker aus gerettetem Gemüse, darauf eine pflanzliche Käse-Revolution aus Ackerbohnen und frische Keimlinge direkt aus einer „Urban Farm“: Gründer:innen der Universität Hohenheim präsentieren nachhaltige Lebensmittel-Innovationen im Ausstellungsraum „Unsere Lebensmittelsysteme im Wandel der Bioökonomie“ auf der Bundesgartenschau in Mannheim. Ein Forschungsprojekt zeigt außerdem, wie aus Abfällen Lebensmittel-Verpackungen entstehen können.

Mit dem Aufbau des „KICU – Künstliche Intelligenz Campus Ulm“ unterstützt die Stadt Ulm die regionale Wirtschaft bei der Hebung des Potentials von Künstlicher Intelligenz. Das Land fördert das Exzellenzzentrum mit drei Millionen Euro.

Konstanzer Chemiker*innen entwickeln Mineralplastik mit zahlreichen positiven Eigenschaften aus nachhaltigen Grundbausteinen und weisen gemeinsam mit Kollegen aus der Biologie dessen sehr gute mikrobiologische Abbaubarkeit nach.

Für mehr Klimaschutz in der Blechfertigung sorgen Trumpf, Thyssenkrupp Materials Services und das Fraunhofer IPA im Forschungsprojekt de:karb. Ziel der Zusammenarbeit ist eine offene Plattform, mit der Anwender den CO2-Vebrauch ihres Bauteils genau bestimmen können. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das Projekt mit 8,3 Millionen Euro.

Bei der Verarbeitung von Holz in der Papier- und Zellstoffindustrie fällt als Reststoff das Biopolymer Lignin in rauen Mengen an! Wir, aus der Abteilung »Biointelligente Produktion«, arbeiten innerhalb des Projekts BioHolz3D an einem Verfahren, Lignin enzymatisch zu verknüpfen und unter Zugabe weiterer Reststoffe einen 3D-Druck-Prozess zu entwickeln, der aus (Holz-)Reststoffen neue nachhaltige und wertvolle Produkte erschafft!

Wie kann aus abgenutzten Textilien neue Kleidung oder Wäsche hergestellt werden, anstatt als Putztuch oder Dämmmaterial (Downcycling) zu enden? Abhilfe soll die Forschung zu Faser-zu-Faser-Recycling schaffen, an der die Hochschule Reutlingen und weitere Kooperationspartner im Förder-Projekt „KICKup“ (KI-gestützte, chemische Cellulose-Kreisläufe) beteiligt sind.

Team von Freiburger Forschern weist nach, wie die Information über die aufgenommene Lichtmenge von den Blättern zur Wurzel gelangt. Das Wachstum von Pflanzen wird durch Licht gesteuert und durch die Photosynthese der grünen Blätter mit Energie versorgt. Das gilt auch für die im Dunkel wachsenden Wurzeln. Über die zentralen Transportbahnen des Phloemgewebes werden sie mit Photosyntheseprodukten, insbesondere Saccharose, also Zucker, versorgt.

Untersuchung der Universität Hohenheim zeigt: Beschattung kann die Folgen von Trockenperioden in der Landwirtschaft abschwächen. Agri-Photovoltaik kann die Folgen von Dürreperioden auf die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel abschwächen: Die Beschattung, die bei ausreichend Wasser oft die Ernteerträge senkt, kann bei Dürre sogar zu Ertragssteigerungen führen. Das ist das Ergebnis einer Untersuchung der Universität Hohenheim in Stuttgart.

Absolventen des Wirtschaftsingenieurwesens und Existenzgründer der HKA, Dr. Markus Bohlayer und Dr.-Ing. Adrian Bürger, haben mit der Path to Zero GmbH eine KI-basierte Software-Lösung zur Steuerung der industriellen Klimatransformation entwickelt und wurden dafür mit dem Gründungspreis – Digitale Innovation vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz ausgezeichnet.

Es geht immer noch um die Wurst: auch Alternativprodukten auf Basis pflanzlicher Proteine. Doch woran liegt es, dass bestimmte vegane Wurstsorten näher ans tierische Original herankommen als andere? Junge Forschende und Studierende an der Universität Hohenheim haben in einem Projektseminar ein Produkt entwickelt, das Lebensmittelhersteller bisher noch vor Herausforderung stellt: Ein schmackhafter veganer Kochschinken mit Biss.

Kieselalgen als Bioraffinerie - 05.05.2023

Mikroalgen: Nachhaltige Chemikalienproduktion in der Minifabrik

Nachwachsende Rohstoffe als Alternativen zu fossilen Ressourcen gibt es einige. Damit aus diesen Produkte unseres Alltags werden können, müssen Pflanzenöle & Co. nicht nur gewonnen, sondern chemisch weiterverarbeitet werden. Forschende der Uni Konstanz haben Mikroalgenzellen so in winzige Raffinerien umfunktioniert, dass diese nicht nur Rohstoffe herstellen, sondern diese auch gleich aufwerten und damit nachhaltige Chemikalien liefern…

Die Hochschule für Wirtschaft und Umwelt Nürtingen-Geislingen (HfWU) und die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) begrüßten mit einer Kick-off-Veranstaltung die Projektpartner im Verbundprojekt „regiopakt“. Zum Jahresbeginn war das Forschungsprojekt „Regionale Wertschöpfungsketten der Zukunft für pflanzliche Lebensmittel mit Arten- und Klimaschutzleistungen durch digitale Technologien“ (regiopakt) gestartet.

Nachhaltigkeit ist im Bereich Lebensmittel- und Verpackungsindustrie eine Herausforderung. So werden Plastikverpackungen zwar durch biobasierte und kompostierbare Materialien ersetzt, jedoch müssen diese hohen funktionalen Anforderungen gerecht werden. Forschende der Universität Hohenheim haben ein neues Beschichtungssystem entwickelt, das wasserundurchlässig hitzebeständig, mechanisch belastbar und zum Verzehr geeignet bzw. kompostierbar ist.