Combi4Products

Im Jahr 2016 betrug der Rohstoffkonsum in Deutschland rund 1,2 Milliarden Tonnen; ungefähr ein Drittel davon basierte auf fossilen Energieträgern (Statistisches Bundesamt, 2020). Die Reserven fossiler Energieträger sind jedoch endlich (VGB PowerTech, 2018), so dass die Verwendung nicht-fossiler - sog. biobasierter - Rohstoffe, die auf regenerativen Stoffen basieren, immer bedeutender wird. So kann einerseits der Verbrauch an fossilen Energieträgern reduziert und gleichzeitig ein Beitrag zur Bioökonomie, einer biobasierten Wirtschaft, geleistet werden. Hier setzt die nationale Bioökonomiestrategie der Bundesregierung Deutschland an, die eine nachhaltige, klimaneutrale Entwicklung verbunden mit dem Einsatz biogener Rohstoffe zu einer nachhaltigen, kreislauforientierten Wirtschaft postuliert. (Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2020).

Derzeit werden zur Produktion biobasierter Stoffe, die zur Reduktion des Verbrauchs fossiler Energieträger beitragen sollen, hauptsächlich stärke- und zellulosehaltige Pflanzen, wie Mais, Ölsaaten, Zuckerrohr und Holz, eingesetzt, die vor allem in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen (Umweltbundesamt, 2020). Daher ist es bedeutsam die Verwendung bereits vorhandener Biomasse, wie biologische Rest- und Abfallstoffe, detaillierter zu betrachten.

In unserem Forschungsprojekt „Kombination und Erweiterung von Behandlungsverfahren für biologische Abfälle und Reststoffe um Bioraffinationseinheiten zur Erzeugung hochwertiger biobasierter Produkte“ (Combi4Products) untersuchen wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern die möglichst hochwertige Nutzung von Abfallstoffen, insbesondere von organischen Abfällen.

Wir untersuchen, wie verschiedene Behandlungstechnologien kaskadenartig und modular kombiniert werden können, um so viel wie möglich zur Kreislaufwirtschaft beizutragen. In diesem Zusammenhang betrachten wir auch das beste Gesamtergebnis für die Umwelt.

Das Forschungsprojekt „Combi4Products" beschäftigt sich mit der Herstellung von biobasierten Materialien aus z. B. Sicker- oder Presswasser, welches bei etablierten biologischen Behandlungstechnologien wie der Kompostierung oder der Vergärung anfällt. Diese Materialien enthalten kurzkettige Fettsäuren, die in einem weiteren Behandlungsschritt von spezialisierten Mikroorganismen zu mittel- bis langkettigen Fettsäuren aufgebaut werden. Je höher die Anzahl der Kohlenstoffatome, desto langkettiger und wertvoller sind die Fettsäuren. Diese können als biobasierte Rohstoffe genutzt werden. Ziel des Forschungsprojekts ist es auch, mögliche Umweltauswirkungen wie den Carbon Footprint mittels Life Cycle Assessment zu identifizieren und zu bewerten. Dies wird eine objektive Beurteilung hinsichtlich des Potenzials des zusätzlichen Behandlungsschritts ermöglichen.

Fördermittelgeber:

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Ansprechpartner:

  • Prof. Dr.-Ing. Iris Steinberg, M.Eng, Patrick Brandes, M.Eng. Kyra Atessa Vogt

Projektlaufzeit:

  • 01.10.2018 bis 31.12.2022

Projektpartner:

  • TU Darmstadt, Fachgebiet Stoffstrommanagement
  • Eigenbetrieb kommunale Aufgaben und Dienstleistungen (EAD)
  • Jager Biotech GmbH
  • Rhein-Main Deponie GmbH (RMD)
  • Kannengießer, J.; Campitelli, A.; Vogt, A.; Steinberg, I.; Jager, J.; Schebek, L. (2019): Combination of different treatment methods for biological waste and agricultural residues to generate bio-based products; Tagungsbeitrag beim 17. International waste management and landfill Symposium (SARDINIA 2019).
  • Vogt, K.A.; Steinberg, I.; Kannengießer, J. (2020): Erzeugung und Extraktion von Carbonsäuren aus Speise- und Küchenabfällen; Poster- und Tagungsbeitrag bei den 5. BioProcessing Days 2020 – Themenschwerpunkt „Nachhaltige Biotechnologie – Biopolymere: from waste to value“.
  • Perau, I.; Steinberg, I.; Kannengießer, J. (2020): Aufbereitung grünschnitthaltiger Biomasse durch Weißfäulepilze zur Erzeugung biobasierter Produkte; Poster- und Tagungsbeitrag bei den 5. BioProcessing Days 2020 – Themenschwerpunkt „Nachhaltige Biotechnologie – Biopolymere: from waste to value“.
  • Kannengießer, J.; Stanojkovski, D.; Steinberg, I.; Jager, J.; Schebek, L. (2020): Nutzungspotentiale unpolarer Carbonsäuren als Basis-chemikalien aus unterschiedlichen Herkunftsbereichen der Abfallwirtschaft; Tagungsbeitrag beim 10. Wissenschaftskongress „Abfall- und Ressourcenwirtschaft“ –DGAW; ISBN: 978-3-903187-96-2.
  • Perau, I.; Steinberg, I.; Kannengießer, J. (2020): Aufbereitung grünschnitthaltiger Biomasse durch Weißfäulepilze zur Erzeugung biobasierter Produkte; Tagungsbeitrag beim 10. Wissenschaftskongress „Abfall- und Ressourcenwirtschaft“ –DGAW; ISBN: 978-3-903187-96-2.
  • Vogt, K.A.; Kannengießer, J.; Steinberg, I. (2020): Optimisation oft he treatment method for biological waste to produce bio-based products; Tagungsbeitrag beim 8. International symposium on energy from biomass and waste (VENICE 2020).
  • Kuhn, K.; Steinberg, I.; Stanojkovski, D.; Kannengießer, J. (2020): Production of medium-chain carboxylic acids from secondary composting intermediates; Tagungsbeitrag beim 8. International symposium on energy from biomass and waste (VENICE 2020).
  • Kannengießer, J.; Vogt, K.A.; Steinberg, I.; Schebek, L. (2020): Production potential of carboxylic acids from different waste fractions for a subsequent generation of bio-based products; Tagungsbeitrag beim 8. International symposium on energy from biomass and waste (VENICE 2020).
  • Vogt, K.A.; Steinberg, I. (2021): Contribution of Biological Residual and Waste Materials to the Bioeconomy – Presentation of a New Approach for the Treatment of Biological Residual and Waste Materials to Produce Bio-Based Materials; Tagungsbeitrag beim 9. International Symposium Circular Economy, MBT, MRF and Recycling 2021 (Waste-to-Ressources 2021)

Kontakt

Iris Steinberg

Iris Steinberg

Kyra Atessa Vogt

Kyra Atessa Vogt

Patrick Christoph Brandes

Patrick Christoph Brandes

Projektinfo kompakt

Kooperationspartner

  • TU Darmstadt, Fachgebiet Stoffstrommanagement
  • Eigenbetrieb kommunale Aufgaben und Dienstleistungen (EAD)
  • Jager Biotech GmbH
  • Rhein-Main Deponie GmbH (RMD)

Fördermittelgeber

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektlaufzeit

  • 10/2018 bis 12/2022