Transfer-News
Januar - März 2023
Chemikalien für die Bioökonomie aus agroindustriellen Reststoffen
Wie lassen sich Chemikalien für die Bioökonomie im großen Maßstab aus regionalen Reststoffen erzeugen? Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) geht dieser Frage nach und bringt zusammen mit Industriepartnern die Produktion von Capron- und Caprylsäure aus agroindustriellen Reststoffen auf Pilotmaßstab.
Capron- und Caprylsäure sind hochwertige Spezialchemikalien mit breitem Anwendungsspektrum im Schmiermittelsektor, in Pharmaka, Kosmetika, Futter- oder Lebensmitteln. Derzeit werden sie vor allem aus Palm- und Kokosöl gewonnen, in denen sie jedoch in nur geringer Konzentration enthalten sind. Eine umweltfreundlichere, alternative Herstellungsweise stellt die Produktion mittels anaerober Fermentation aus agroindustriellen Abfällen und Reststoffen dar.
Im Labormaßstab wurde bereits der Capraferm-Prozess vom UFZ und DBFZ zu einem Verfahren der Carbonsäure-Produktion aus Biomasse weiterentwickelt. In dem Fermentations- und Aufreinigungsprozess können auch komplexe Substrate ohne kostenintensive Vorbehandlung eingesetzt werden. Je nach Anwendungsfeld können diese Produkte dann zu unterschiedlichen chemischen Verbindungen weiterverarbeitet werden (z. B. Ester). Die Biomasse wird nicht vollständig zu Carbonsäuren umgesetzt, sodass aus der verbleibenden Organik weiterhin Biogas als Energieträger hergestellt werden kann. Zudem lassen sich Nährstoffe aus den Gärresten wieder ausbringen und so Stoffkreisläufe schließen (Kreislaufwirtschaft).
Im Februar 2023 startete nun das CapUp-Projekt mit dem Ziel, das Verfahren zur Gewinnung von Capron- und Caprylsäure für die chemische Industrie an einer Multipurpose-Demonstrationsanlage zu skalieren.
Mit dem vorgestellten Verfahren kann die Produktpalette von Biogasanlagen entscheidend erweitert und eine zusätzliche Wertschöpfung generiert werden. Dies bietet Betreibenden von Biogasanlagen neue Geschäftsmodelle, die helfen, die Anlagen auch in Zukunft wirtschaftlich zu betreiben.
CapUp wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimapolitik (BMWK) sowie durch das UFZ-Innovationsförderprogramm transfun im Rahmen des transproof-Moduls gefördert.
Die Industriepartner im Projekt sind:
Weitere Informationen zum Projekt stellt Ihnen gern Dr. Joachim Nöller ( joachim.noeller@ufz.de ), Abteilung Wissens- und Technologietransfer des UFZ, zur Verfügung.
CapUp-Projekt: Verbundvorhaben zur Chemikalienproduktion an Biogasanlagen - Upscaling eines Verfahrens zur Herstellung mittelkettiger Carbonsäuren aus regionalen Reststoffen, BMWK FKZ 13BDA30013
Feburar 2023
Strategische Partnerschaft zur Entwicklung neuer Produkte geschlossen
Tensiometer bilden eine wesentliche messtechnische Grundlage für die Bestimmung des Wasser- bzw. Matrixpotentials in Böden und repräsentieren deshalb eine breit angewendete messtechnische Basis in der Landwirtschaft, z.B. zur Steuerung von Beregnungssystemen. Derzeit in der Praxis genutzte Tensiometer sind aber nur bedingt dafür geeignet, wie eine umfassende Vergleichsstudie zeigte (Jackisch, Conrad et al., 2020).
Deshalb arbeiten jetzt das Start-up Membran Tech GmbH und das UFZ gemeinsam an der Entwicklung einer völlig neuartigen Tensiometer-Technologie, um die vorhandenen Unsicherheiten bei der Messung des Wasserpotentials zu reduzieren und gleichzeitig ein Tensiometer zu schaffen, welches die derzeitigen Kernprobleme der punktförmigen Messungen überwindet. Diese neue Generation von Tensiometern bietet ein breites Anwendungspotenzial, bspw. in der digitalen Landwirtschaft oder bei der Bodenanalytik in ariden Gebieten und trägt so zum Erreichen der Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinigten Nationen weltweit bei.
Im Zuge dieser Kooperation übernahm das Start-up eine Patentanmeldung des UFZ, die im Kern diese Technologie schützt und im Department Bodensystemforschung am UFZ entstanden ist.
Beide Seiten sehen aber auch darüber hinaus viel Potential für weitere neuartige Technologien, die gemeinsam zur Marktreife gebracht werden können und so das Erreichen der SDGs aktiv unterstützen.
Über die Partner:
Die Membran Tech GmbH entwickelt mit Partnern aus Wissenschaft und Forschung technische Lösungen mittels membranbasierter Sensoren für das Monitoring von Gasen in Böden und Gewässern, für die Steuerung/Überwachung von Anlagen, geologischen Gasspeichern und Deponien, für die Sicherheit in Gruben, Tunneln und Bergwerken, für die Gebäudeautomation und den Brandschutz. Dabei entwickelt es mit potenziellen Interessenten kundenspezifische Lösungen.
Die Helmholtz-Zentrum für Umweltweltforschung GmbH – UFZ erforscht die Ursachen und Folgen der weitreichenden Veränderungen der Umwelt und erarbeitet Lösungsoptionen. Zum Beispiel entwickelt es im Themenbereich „Ökosysteme der Zukunft“ im Rahmen seiner Bodenforschung am Standort Halle Lösungen zur Bestimmung des Wasserzustandes in Böden, mit besonderem Fokus auf der pedonskaligen Messung des Wasserpotentials, die es erlaubt über lokale Heterogenitäten zu mitteln. Es wird dabei vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.
Feburar 2023
Marine Metagenom-Daten für Forschende leicht zugänglich gemacht
Die MarineMetagenomeDB ist eine leistungsstarke, öffentlich zugängliche Ressource, die es auch Anwender*innen über die Bioinformatik-Community hinaus ermöglicht, marine Metagenomproben mit kuratierten Metadaten zu finden und Metastudien über marine Mikrobiome durchzuführen.
Die Fortschritte bei den DNA-Sequenzierungstechniken und der Bioinformatik haben die Entwicklung der Metagenomik beschleunigt, einem relativ neuen Bereich der Biologie, der darauf abzielt, das Potenzial des aus Umweltproben gewonnenen genetischen Materials zu entschlüsseln. Eine unabdingbare Voraussetzung für Metagenomstudien sind zuverlässige Datenbanken. Die Erkundung öffentlicher Datenbanken kann jedoch eine Herausforderung darstellen, da eine Standardisierung der Daten erst in den letzten Jahren begonnen hat und es noch unzählige falsch annotierte bzw. dezentralisierte Daten gibt.
Die benutzerfreundliche Web-App des UFZ-Wissenschaftlers Dr. Ulisses Nunes da Rocha und seiner Mitarbeitenden ermöglicht es, neue Metadaten mit bestehenden Metadaten von biologischen Proben sowie Sequenzierungsmetadaten zu vergleichen, um biologische und bioinformatische Fragen zu beantworten. So ermöglichen die Funktionen „Schnellsuche“ und „Erweiterte Suche“ den Nutzenden, verschiedene Filter zu verwenden, um passende Proben dynamisch auszuwählen. Die interaktive Karte ermöglicht die Visualisierung von Proben auf der Grundlage ihres Standorts auf der Weltkarte. Die Web-App ist außerdem mit einem neuartigen Download-Tool ausgestattet (sowohl auf Windows- als auch auf Linux-Betriebssystemen), das ein einfaches Herunterladen der Rohsequenzdaten ausgewählter Proben aus den jeweiligen Repositories ermöglicht.
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Dr. Ulisses Nunes da Rocha,
ulisses.rocha@ufz.de
P.S.: Die UFZ-Gruppe entwickelte auch die TerrestrialMetagenomeDB – die erste Datenbank mit Metadaten, die sich auf terrestrische Metagenomdaten konzentriert.
Januar 2023
UFZ-Preise 2022 für Technologietransfer, Wissenstransfer und Nachwuchspreis für angewandte Forschung überreicht
Ausgezeichnet werden besondere Transferleistungen wie die Entwicklung neuer Produkte, Technologieplattformen oder Strukturen zur Einbindung wissenschaftlicher Erkenntnisse in gesellschaftliche Entscheidungsprozesse, die gleichzeitig einen Beitrag zur Bewältigung großer Herausforderungen in Umwelt und Gesellschaft leisten.
Die UFZ-Preise 2022 wurden am 13. Dezember an folgende Wissenschaftler*innen verliehen:
Das Team Steffi Hunger und Dr. Andreas Aurich (beide Department Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum) erhielt den UFZ-Technologietransferpreis für die Entwicklung eines nachhaltigen, hefebasierten Herstellungsverfahrens für Isocitronensäure. Dieser Prozess wurde innerhalb von nur zwei Jahren entwickelt. Das Produkt Isocitronensäure, dessen Produktion bisher nur im Grammbereich möglich war, kann mit dem neuen Verfahren im Multi-Kilogramm-Maßstab hergestellt werden und wird nun vom Partner Chiroblock GmbH aus Wolfen am Markt etabliert.
Dr. Marie Vandewalle (Department Naturschutzforschung) wurde mit dem UFZ-Wissenstransferpreis ausgezeichnet, weil sie durch ihre Arbeit erfolgreich dazu beigetragen hat, Wissen über Biodiversität und Ökosystemleistungen bedarfsorientiert an nationale und europäische Entscheidungsträger weiterzugeben. Durch den Aufbau des EKLIPSE-Projekts hat sie dazu beigetragen, auf europäischer Ebene einen neuen Mechanismus für die maßgeschneiderte Beantwortung von Anfragen aus Politik und Gesellschaft zu etablieren, der auch in der Schnelligkeit der Reaktion auf gesellschaftliche Fragen einmalig ist.
Dr. Husain Najafi (Department Hydrosystemmodellierung) wurde mit dem UFZ-Nachwuchspreis für Angewandte Forschung für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der Vorhersage hydrologischer Ereignisse geehrt, die zur anwendungsorientierten Entwicklung hochauflösender Vorhersagesysteme für Dürren sowie für hydrologische Extremereignisse in kleinen und mittleren Flussgebieten in Deutschland beigetragen haben.
Januar 2023