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Forschung & Entwicklung - Institutsportraits

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Spitzencluster „BioEconomy“ - Mit Bioökonomie die Zukunft gestalten


Das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
im Spitzencluster BioEconomy*) im Chemie-Park Leuna

- Eröffnung durch Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel am 2.10.2012 -



*) Es gibt „Spitzencluster“ (gefördert vom Bund [BMBF] und „Exzellenzcluster“ (gefördert mit Mitteln des Bundes und der 16 Länder [Abwicklung über die DFG].
Spitzencluster sind Zusammenschlüsse von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und anderen Organisationen, die ihre Forschungs- und Entwicklungsfähigkeiten in einem bestimmten Bereich bündeln. Sie erleichtern und beschleunigen dadurch die Umsetzung von Forschungsergebnissen in neue Produkte. Jedem Gewinner im Spitzencluster-Wettbewerb stehen über einen Zeitraum von fünf Jahren für die strategische Weiterentwicklung bis zu 80 Millionen Euro zur Verfügung, wovon die Hälfte durch die Wirtschaft und private Investoren getragen wird.“
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Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei den Exzellenzclustern um Grundlagenforschung [mit gewisser Anwendungsorientierung]. Zielgruppe sind die Universitäten (nur sie sind antragsberechtigt) bei einer Fördersumme von rund 30 Mio € in fünf Jahren.

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( Information von Herrn Dr. Martin Penno TU Berlin Excellenzcluster "Unifying Concepts in Catlysis" )

 



 

Plattformchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen – im industriellen Maßstab Bundeskanzlerin besucht Fraunhofer CBP im Spitzencluster BioEconomy

Regenerative Rohstoffe wie Holz und Stroh können Erdöl ersetzen. Um aus nachwachsenden Rohstoffen chemische Grundstoffe herzustellen, sind neue biotechnologische und chemische Verfahren notwendig. Eine Hürde war es bisher, die Prozesse in den industriellen Maßstab zu übertragen. Das neue Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP schließt diese Lücke zwischen Labor und Umsetzung.
Dies wird sich mit dem neuen Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP, nach nur knapp zwei Jahren Bauzeit, ändern.

Der Cluster BioEconomy war Anfang des Jahres als Sieger in der dritten Runde des Spitzencluster-Wettbewerbs des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ausgezeichnet worden.

»Mit regenerativen Rohstoffen kann sowohl die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen als auch die CO2-Emmissionen weiter reduziert werden. Mit dem Fraunhofer CBP werden zudem Prozesse möglich, die vielfach rohstoff- und energieeffizienter als die petrochemischen Verfahren sind« (Prof. R. Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft).

»Die Vernetzung von etablierten und biobasierten Prozessschritten eröffnt für den Linde Standort Leuna und für die Region attraktive Wachstumschancen in der Green Economy« (Prof. Belloni, Linde AG).

Der Neubau des Fraunhofer CBP mit mehr als 2000 m² Fläche umfasst ein Hauptgebäude mit Technika und Laboren, Utilitiesgebäude sowie Büroräumen und ein separates Gebäude mit Lagerräumen für Rohstoffe, Hilfsstoffe und Endprodukte.

Fünf verschiedene Prozessanlagen stehen nun nach dem Modell einer Bioraffinerie als separat zu betreibende oder je nach Bedarf einfach zu kombinierende Module zur Entwicklung und Skalierung von biotechnologischen, chemischen und kombinierten Verfahren bereit.

Das Modul für den Aufschluss von LignocelluIose,
dem Bestandteil verholzter Pflanzenteile, umfasst alle Verfahrensschritte, um aus Holzhackschnitzeln, Rinde oder Pflanzenresten weiter verwertbare Zwischenprodukte im Pilotmaßstab zu gewinnen:
Organosolv-Lignin, das als Bindemittel in Faserplatten Phenol-Formaldehydharze oder als Werkstoff Kunststoffe ersetzen kann, sowie die Zucker Glucose und Xylose.
Die Zucker wiederum können im Modul Fermentation
als Kohlenstoffquelle für biotechnologische Umsetzungen eingesetzt werden, um verschiedene Chemikalien herzustellen.

Eine Tonne Holz kann pro Woche am Fraunhofer CBP verarbeitet werden.

Im Modul technische Enzyme und Fermentation
ist eine europaweit einmalige Multifunktionsanlage für biotechnologische Fermentationen aufgebaut.
Kernstück sind Bioreaktoren unterschiedlicher Größe, mit denen sich Produktionsschritte von 10 Litern Reaktorinhalt auf einen größeren Maßstab über 100 Liter und 1000 Liter bis auf den industriell relevanten Maßstab von 10 000 Litern hochskalieren lassen.

Finanzierung und Förderung

Für das Kernprojekt des Fraunhofer CBP wurden insgesamt 53 Mio Euro investiert.

  • Davon hat das Land Sachsen-Anhalt 20 Millionen Euro für den Bau und die Erstausstattung des CBP sowie die Anschubfinanzierung der Projektgruppe in Höhe von 6 Mio Euro zur Verfügung gestellt.
  • Die Fraunhofer-Gesellschaft hat mit 11,5 Mio Euro aus der Grundfinanzierung des BMBF zur Finanzierung beigetragen.
  • 10 Mio Euro für Ausstattung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF),
  • 4,5 Mio Euro für Ausstattung vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV)
  • 0,5 Mio Euro Projektmittel vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).

100 Jahre Chemiestandort Leune

Im Festzelt am 2.10.2012

Die Gründer

Im neuen Technikum des CBP

Im neuen Technikum des CBP

Erste Produkte

Beispielhafte Nachwuchsausbildung durch die Bildungsakademie Leuna (o.)
sowie die
Interessengemeinschaft Bildung Leuna-Merseburg e.V. (u.)

Festrede der Bundeskanzlerin (Auszüge)

... Anfang des 20. Jahrhunderts entstanden hier die Leuna-Werke. Tausende Arbeiter kamen daraufhin in diese Region.
... Das einst graue Leuna hat sich zu einem glänzenden Aushängeschild für die Attraktivität des Standortes Sachsen-Anhalt entwickelt.
... Maßgeblich dafür, dass wir heute hier sein können, war und ist ein umfassender Strukturwandel. In den vergangenen Jahren entstand ein leistungsfähiges Stoffverbundsystem.
... Die Entwicklung einer neuen Rohstoffbasis in der Chemieindustrie ist volkswirtschaftlich von hoher Relevanz. Was wurde hier nicht schon alles an Rohstoffen verwendet.
Kohle, die hier ausreichend vorhanden war, wurde in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend von Erdöl als Rohstoff abgelöst.
... Die Biomasse wird sich nun sozusagen langsam einfügen – evolutionär, nicht auf einen Schlag, aber Schritt für Schritt – und damit also nachwachsende Rohstoffe und organische Reste.

... Für diesen tiefgreifenden Wandel steht der Spitzencluster „BioEconomy“.
Es geht hauptsächlich um Holz.
Analog zur heutigen Erdölraffinerie soll langfristig eine Bioraffinerie die Grundstoffe für die Chemieindustrie bereitstellen.
Relativ neu ist, dass wir Naturprodukte wie Holz, Flachs oder Getreide eben auch als Ersatz für Erdöl und -gas in den Blick nehmen
.

... Der Hintergrund ist klar: Wir haben das Problem des Klimawandels; und fossile Rohstoffvorkommen der klassischen Art sind begrenzt, was sich auch in der Preisentwicklung zeigt.

... Die Politik wird also den Weg zur Bioökonomie mitgestalten. Es gibt Aktionspläne für die industrielle und energetische Nutzung von Biomasse, die die Bundesregierung erarbeitet hat.

Mit der
„Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“

stellen wir bis 2016 insgesamt 2,4 Milliarden Euro an Forschungsgeldern zur Verfügung.
Eine Expertengruppe hat dieses Jahr eine sogenannte Roadmap zum aktuellen Stand und zur weiteren Entwicklung von verschiedenen Bioraffinerie-Konzepten vorgestellt.

Die Vision, die uns leitet, ist die einer biobasierten Wirtschaft, die die Welt mit hochwertigen Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen versorgen kann und zugleich weltweit für ausreichende Ernährung sorgt.

 

Drei aktuelle Berichte aus dem FhG-CBP

Holz gänzlich in seine Bestandteile zerlegt

Presseinformation 2.10.2012 

Forscher versuchen, erdölbasierte Produkte wie Kunststoffe durch solche aus nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen. Als Rohstoff können Holzabfälle dienen, die in Lignin und Zellulose aufgetrennt werden.
In einer Pilotanlage soll diese Auftrennung nun in großem Maßstab laufen. Eröffnet wird die Pilotanlage am 2. Oktober, als Teil des Neubaus des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CPB in Leuna.
Um nachwachsende Rohstoffe wie Holz auch chemischen Industriezweigen zugänglich zu machen, verfolgen Forscher den Ansatz einer Bioraffinerie: Ähnlich wie in einer erdölbasierten Raffinerie fraktionieren sie die Rohstoffe in ihre Grundbestandteile und führen sie dann der jeweils optimalen Verwendung zu.

Nachwachsende Rohstoffe wie Holzabfälle und Stroh werden derzeit vorrangig als Brennstoff genutzt. Die verholzten Pflanzenteile bestehen aus der komplexen Struktur Lignocellulose, die durch die Einlagerung von Lignin in ein Gerüst aus Hemicellulosen und Cellulose entsteht.

In einer Lignocellulose-Bioraffinerie-Pilotanlage, die gemeinsam mit dem Neubau des CBP am 2. Oktober in Leuna eröffnet wird, wollen die Forscher ihre Laborergebnisse nun auch auf große Holzmengen übertragen. Die Pilotanlage ist europaweit einzigartig: Bis zu einer Tonne Holz pro Woche kann sie mit organischen Aufschlussmitteln in die einzelnen Bestandteile zerlegen.

Schmierstoffe aus Pflanzenöl

Presseinformation 2.10.2012 

Unabhängigkeit vom Erdöl ist der Traum vieler rohstoffarmer Länder. Doch das schwarze Gold nimmt nach wie vor nicht nur eine dominante Rolle als Energieträger, sondern auch als Material für die chemische Industrie ein. Um das zu ändern, haben Forscher das Projekt »Integrierte BioProduktion« gestartet.

Im Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna beginnt ab Anfang Oktober die Herstellung von Epoxiden aus heimischen pflanzlichen Ölen im Pilotmaßstab. Die chemischen Zwischenprodukte dienen zur Herstellung von Schmierstoffen, Tensiden oder Emulgatoren.

Multitalent Enzym – hergestellt im großen Maßstab

Presseinformation 2.10.2012 

Enzyme entfernen Flecken aus unserer Wäsche, bleichen Papier und helfen beim Bierbrauen. Kurzum: Sie ermöglichen viele industrielle Prozesse.
Gewonnen werden die Enzyme vielfach aus Früchten. Fällt die Ernte jedoch zu knapp aus, kann es Engpässe geben. Forscher entwickeln daher Verfahren, um die Enzyme mikrobiologisch herzustellen. Eine Multifunktionsanlage, die nun in Leuna eröffnet wird, soll helfen, die neuen Verfahren an industrielle Maßstäbe anzupassen.

 

 

 

 

 

 

Textquellen : Fraunfofer-Pressemitteilungen




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