Aktuelle Projekte

Aus den Reststoffen der Hopfenextraktion gewonnene Polyphenole als natürliche Antioxidantien in Kosmetik- und Lebensmittelformulierungen (SK-HOP)

Die großtechnische Gewinnung von Polyphenolen ist von stetig wachsendem Interesse, da in den nächsten Jahren die synthetischen Antioxidantien zunehmend in der EU verboten werden und schon jetzt von den Verbraucherinnen und Verbrauchern immer mehr abgelehnt werden. Bei der Herstellung eines ethanolischen Hopfenextrakts für die Brauindustrie fällt als Reststoff der sogenannte Gerbstoffextrakt an, welcher ein vielversprechender Lieferant für Polyphenole ist und derzeit noch keiner ökonomisch sinnvollen Nutzung zugeführt wird. Im Rahmen dieses Vorhabens soll der Reststoff aufgereinigt werden und als Quelle für natürliche Antioxidantien in Kosmetik und Lebensmitteln als Stabilisator, Konservierungsstoff oder aufgrund ihrer positiven Wirkung auf die Gesundheit einformuliert werden.

Die Innovation ist durch die enge Zusammenarbeit der Fachbereiche Gartenbau, Bioverfahrenstechnik, Lebensmitteltechnologie und organisch-analytische Chemie möglich. Hierbei wird die technische und ökonomische Reife des Indoor Vertical Farming ausgebaut und der regionale Einsatz auch wirtschaftlich interessant. Die daraus entstehende Vernetzung von Forschungseinrichtung und Industrie ermöglicht es, weiteres Knowhow zu generieren, den Wissenstransfer zu ermöglichen und Kooperationen zu fördern.

Bioökonomische Optimierung der Ressourceneffizienz des Indoor Vertical Farming durch die biotechnologische Integration von Algen- und Bakterienkulturen

Das Forschungsvorhaben „VertFarmmeetsBiotec“ setzt sich zum Ziel, eine bioökonomische Optimierung der Ressourceneffizienz beim Anbau von Pflanzen in Indoor Vertical Farmen durch die Integration der biotechnologischen Kultivierung von Algen und Bakterien zu erreichen. Im Projekt werden Konzepte für weitere Wertschöpfungspotentiale durch die biotechnologische Nutzung bisher nicht genutzter stofflicher und energetischer Nebenströme, die bei der Produktion von Pflanzen in Indoor Vertical Farmen anfallen, entwickelt.

Neben der Nutzung der verbleibenden Nährstoffe in ablaufenden Bewässerungslösungen, der abzuführenden Abwärme, der nicht absorbierten Lichtenergie der künstlichen Beleuchtung und den für die Pflanzenproduktion nicht nutzbaren Stauräumen der Indoor Farm steht der Einsatz innovativer und neuer Technologien, wie lichtemittierenden Bakterienkulturen im Fokus des Forschungsvorhabens. Die Kultivierung von Algen und Bakterien erlaubt nicht nur eine effektivere Nutzung vorhandener Ressourcen, sie eröffnet zudem weitere Wertschöpfungspotentiale, da die erzeugte Biomasse wertgebende Inhaltsstoffe, wie beispielsweise Omega-3-Fettsäuren, Antioxidantien, Farbstoffe und Proteine enthält, die vielfältig genutzt werden können. Die gewonnene Biomasse aus der Algen- und Bakterienkultivierung soll dank geeigneter Aufbereitung und Charakterisierung der wertgebenden Inhaltsstoffe optimal für den Rohstoffmarkt nutzbar sein.

Die Innovation ist durch die enge Zusammenarbeit der Fachbereiche Gartenbau, Bioverfahrenstechnik, Lebensmitteltechnologie und organisch-analytische Chemie möglich. Hierbei wird die technische und ökonomische Reife des Indoor Vertical Farming ausgebaut und der regionale Einsatz auch wirtschaftlich interessant. Die daraus entstehende Vernetzung von Forschungseinrichtung und Industrie ermöglicht es, weiteres Knowhow zu generieren, den Wissenstransfer zu ermöglichen und Kooperationen zu fördern.

Projektleitung: Prof. Dr. Herbert Riepl

Vor dem Hintergrund hoher Umweltbelastungen und eines starken Energieinputs im Baugewerbe sollen innovative Produkte für den Innenausbau entwickelt und deren Akzeptanz untersucht werden. Durch Zugabe von Pflanzenfasern und Schäumen soll das Gewicht von Lehmbauplatten reduziert werden und leichtere, naturfaserverstärkte Lehmbauplatten entwickelt werden. Die Anforderungen von Handwerker:innen und Verbraucher:innenn an solche Platten werden ebenfalls analysiert. Spezifische Projektziele sind:

1. Untersuchung der Machbarkeit von naturfaserverstärkten Lehm-Schäumen aus Nachwachsenden Rohstoffen zur Gewichtsreduktion in Lehmbauplatten
2. Entwicklung von leichteren, naturfaserverstärkten Lehmbauplatten auf dieser Basis
3. Analyse des Interesses von Bauwilligen und Handwerkern an solchen Lehmbauplatten
4. Erstellen von Informationsmaterialien für Baustoffhandel und Handwerk zu Lehmbauplatten und leichteren Lehmbauplatten auf Basis von pflanzenfaserverstärkten Schäumen

Projektteam: Sebastian Gründig, Dr. Thomas Decker, Prof. Klaus Menrad, Prof. Herbert Riepl, Organisch-Analytische Chemie

Gefördert wird es vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und läuft vom 01.01.2024 bis 31.12.2026.

Des Weiteren werden Unternehmen aus der Agrarbranche und Baubranche an dem Projekt beteiligt sein.

Ziel

Das Ziel des Projektes ist die Herstellung eines Produkts zur Wärmedämmung im Bausektor aus Laubholzpartikeln und Fasern, bei dessen Herstellung bislang nicht verfolgte Methoden zur Schäumung bei gleichzeitiger Verbesserung des Brandschutzes und der mikrobiellen Stabilität angewendet werden. Das Fachgebiet für Organisch-Analytische Chemie fokussiert sich dabei auf die katalytische Synthese neuer Siliziumverbindungen. Diese sollen als Additive zur Hydrophobierung von Cellulose Anwendung finden. Durch die weitestgehend unbekannte Stoffklasse der Bis(triorganosilyl)carbonate kann neben der Silanisierung der Hydroxygruppen CO2 freigesetzt werden, um eine Schäumung in Gang zu setzen. Durch Variation der Reste ist es möglich, die Eigenschaften des Additivs anzupassen. So können Derivate mit oligomeren Silanen als Reste sehr schnell hydrophobe Oberflächen erzeugen. Diese vielversprechenden Möglichkeiten fordern eine synthetisch effiziente Route, die eine industrielle Relevanz und weitere Forschung der Stoffklasse ermöglichen.

Methoden

Folgende Herangehensweisen sollen Ergebnisse für das Vorhaben liefern und zentrale Problemstellungen lösen:

• Organisch – katalytische Synthese von Siliziumadditiven zur Silanisierung von Holzfasern
• Anwendung alternativer Schäumungsverfahren zur Herstellung poröser Materialien
• Herstellung geeigneter Prüfkörper zur mechanischen Untersuchung
• Weitere Untersuchung optimierter Proben auf Brandverhalten und Dämmeigenschaften von einem zu beauftragenden Labor
• Dokumentation von Stoff-und Energiebilanz der eingesetzten Rohstoffe und Verfahrensprozesse
• Ableitung der Kohlenstoffbilanzen zum Vergleichen des Klimaschutzbeitrages von herkömmlichen Dämmstoffen wie Styrodur®

Projektteam

Prof. Dr. Herbert Riepl (Ansprechpartner)
M. Sc. Lukas Jaschik (Projektmitarbeiter)
Projektpartner
Prof. Dr. Hubert Röder – Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (Nachhaltige Betriebswirtschaft)
Prof. Dr. Cordt Zollfrank – Technische Universität München (Biogene Polymere)

Laufzeit

15.04.2021 – 31.03.2024

Finanzierung

Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

Ziel dieses Projektes ist die Erforschung von Blaualgen als Ausgangsbasis für hochwertige Produkte durch den Einsatz kultivierter Biomasse. Hierzu werden Lynbyatoxine gezielt mittels metallkatalysierter Dien-Metathese modifiziert. Durch die Metathese wird die Lipophilie dieser Substanzen erhöht. Lyngbyatoxine gelten generell als neurotoxische Verbindungen, welche die Blut-Hirn-Schranke leicht überwinden. Durch Bioaktivitätstest werden die Substanzen auf ihre Neurotoxizität und das Differenzierungspotential hin untersucht.

Projektteam:
Prof. Dr. Herbert Riepl (Ansprechpartner)
Dr. Corinna Urmann
Stefanie Ritter M.Sc.
Sebastian Bieringer M.Sc.

Projektstart:
2017

Projektende:
2020