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(c) Toray
01.02.2023

Toray: Adipinsäure für nachhaltiges Nylon 66

Toray hat die erste Adipinsäure entwickelt, die zu hundert Prozent aus biobasierten Rohstoffen besteht. Adipinsäure ist der Grundstoff zur Herstellung von Nylon 66 (Polyamid 66). Das neue Verfahren nutzt Zucker aus Biomasse, die nicht für die Herstellung von Lebensmitteln geeignet ist. Die firmeneigene Synthesetechnik kombiniert eine mikrobielle Fermentationstechnologie mit einer chemischen Reinigungstechnologie mit Trennmembranen. Das Unternehmen wird in den kommenden Jahren eine Produktionstechnologie entwickeln und die Polymerisation von Nylon 66 testen. Anwendungen für die biobasierte Adipinsäure sollen bis etwa 2030 kommerziell einsetzbar sein.

Nylon 66 ist haltbar und fest, und wird seit vielen Jahren für Fasern, Harze und andere Anwendungen verwendet. Der Wunsch, für Nylon 66 eine nachhaltige Alternative zu entwickeln, hat in den letzten Jahren zugenommen.  

Toray hat die erste Adipinsäure entwickelt, die zu hundert Prozent aus biobasierten Rohstoffen besteht. Adipinsäure ist der Grundstoff zur Herstellung von Nylon 66 (Polyamid 66). Das neue Verfahren nutzt Zucker aus Biomasse, die nicht für die Herstellung von Lebensmitteln geeignet ist. Die firmeneigene Synthesetechnik kombiniert eine mikrobielle Fermentationstechnologie mit einer chemischen Reinigungstechnologie mit Trennmembranen. Das Unternehmen wird in den kommenden Jahren eine Produktionstechnologie entwickeln und die Polymerisation von Nylon 66 testen. Anwendungen für die biobasierte Adipinsäure sollen bis etwa 2030 kommerziell einsetzbar sein.

Nylon 66 ist haltbar und fest, und wird seit vielen Jahren für Fasern, Harze und andere Anwendungen verwendet. Der Wunsch, für Nylon 66 eine nachhaltige Alternative zu entwickeln, hat in den letzten Jahren zugenommen.  

Für das neue Verfahren nutzt Toray Mikroorganismen, die aus Zuckern ein Adipinsäure-Zwischenprodukt herstellen. Die Biochemiker haben die Gene dieser Mikroorganismen neu kombiniert und so die Effizienz des Stoffwechsels gesteigert. Dabei kamen Methoden der Bioinformatik zum Einsatz, um optimale mikrobielle Fermentationswege für die Synthese zu finden. Die Mikroorganismen steigern die Ausbeute des Zwischenprodukts bei der Synthese um mehr als das Tausendfache. Umkehrosmose-Trennmembranen reinigen das Zwischenprodukt und erhöhen die Konzentration. Dieser Ansatz ist besonders energieeffizient. Auch entsteht bei dem  Verfahren zur Herstellung von Bio-Adipinsäure im Gegensatz zu den Herstellungsverfahren aus Erdöl kein Distickstoffmonoxid.

Toray entwickelt derzeit ein Verfahren zur Herstellung von Zuckern aus Ernterückständen und anderen nicht-essbaren pflanzlichen Ressourcen. Dabei forscht das Unternehmen in zwei Projekten gemeinsam mit dem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology und dem RIKEN, Japans größter Forschungseinrichtung. Die Projekte erhalten Mittel der New Energy and Industrial Technology Development Organization. Das erste Projekt befasst sich mit der „Entwicklung von Produktionstechniken für hochfunktionale Biomaterialien unter Verwendung von intelligenten Zellen aus Pflanzen und anderen Organismen“, das zweite laufende Projekt behandelt die „Entwicklung einer biobasierten Produktionstechnologie zur Beschleunigung des Kohlenstoffrecyclings“. 

Weitere Informationen:
Toray nylon Adipinsäure Membrane
Quelle:

Toray

© Fraunhofer UMSICHT/Sandra Riedel
15.09.2022

Neue Wege für die urbane Agrarproduktion

  • Einweihung SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung

Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen jetzt eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken. In der SUSKULT-Vision sind dort alle wesentlichen Ressourcen für den Anbau von Gemüse und Co. – Nährstoffe, CO2, Wasser, Wärme – in großen Mengen verfügbar.

  • Einweihung SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung

Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen jetzt eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken. In der SUSKULT-Vision sind dort alle wesentlichen Ressourcen für den Anbau von Gemüse und Co. – Nährstoffe, CO2, Wasser, Wärme – in großen Mengen verfügbar.

Endliche Phosphatressourcen, hoher Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion, Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff – hinzu kommen Probleme in den Lieferketten durch Ereignisse wie Corona sowie massive Preissteigerungen aufgrund globaler Krisen. Das sind sicher keine guten Voraussetzungen, um die Erträge frischer und hochwertiger Agrarprodukte nachhaltig zu steigern. Expertinnen und Experten sind sich jedoch einig: Genau das muss geschehen, um eine größere Unabhängigkeit der deutschen Agrarwirtschaft sicherzustellen, zukünftigen Krisen gestärkt begegnen zu können und gleichzeitig besser auf Folgen des Klimawandels vorbereitet zu sein. Für den erforderlichen Transformationsprozess war bis dato der Zeitraum von 2040 bis 2050 vorgesehen – aktuelle Entwicklungen erfordern eine frühere Umsetzung.

Zu den zentralen Lösungsansätzen zählen mehr Regionalität und eine Kreislaufführung der eingesetzten Ressourcen. »Damit beschäftigen wir uns bei SUSKULT, indem wir ein Agrarsystem an Kläranlagen integrieren. Hier finden wir zum einen die für einen gartenbaulichen Anbau von Produkten notwendigen Ressourcen – Nährstoffe, CO2, Wasser und Wärme. Zum anderen sind Kläranlagen häufig zentrumsnah verortet, was die Transportwege zu den Konsumentinnen und Konsumenten minimiert«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, der das Verbundprojekt koordiniert. »Mit der Einweihung der Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung der Emschergenossenschaft (EG) beschreiten wir nun konsequent den nächsten Schritt auf dem Weg hin zu einem zukunftsfähigen Agrarsystem.«

In den vergangenen drei Jahren seit Projektstart haben die insgesamt 15 Partner – darunter Universitäten, Forschungseinrichtungen sowie Institutionen aus Industrie und Wirtschaft – die wissenschaftliche Grundlage für das Vorhaben gelegt und die einzelnen Bausteine entwickelt. Diese werden jetzt erstmals auf einer der größten Kläranlagen Europas zu einer Prozesskette zusammengeführt und in der Praxis getestet. »Die Modernisierung der Wasserwirtschaft ist seit Jahren getrieben durch Themen wie Energie- und Ressourceneffizienz. Phosphorrecycling aus Klärschlamm haben wir z. B. auf der Kläranlage Emscher-Mündung bereits erfolgreich halbtechnisch pilotiert. Die SUSKULT-Vision, dass Kläranlagen künftig sämtliche Nährstoffe liefern, die für die Agrarproduktion eingesetzt werden, stellt daher einen logischen nächsten Schritt dar«, so Dr. Emanuel Grün, Technischer Vorstand der Emschergenossenschaft.

Von außen betrachtet wirkt die Demonstrationsanlage, untergebracht in zwei Seecontainern und in einem Teil des sogenannten Technikums der Emschergenossenschaft, relativ unscheinbar. Anders sieht es im Inneren aus: Hier befinden sich die insgesamt fünf SUSKULT-Bausteine. Drei von ihnen wandeln die Ressource Abwasser in NPK-haltigen Flüssigdünger (NPK: Stickstoff, Phosphor und Kalium) um, in den anderen beiden wird dieser Dünger zur Kultivierung von z. B. Gemüse und Salat sowie gesundheitsfördernden Lebensmitteln wie Süßkartoffeln und Moringa verwendet. Der Anbau erfolgt vertikal, das ist platzsparend und saisonunabhängig. Des Weiteren werden Wasserlinsen produziert, die über einen hohen Vitaminanteil verfügen und als regionaler Sojaersatz dienen können.

Mit der Demonstrationsanlage betritt der SUSKULT-Verbund Neuland. Entsprechend wichtig ist die technische und wissenschaftliche Begleitung: Während einzelne Bausteine wie etwa das Vertical Farming fernüberwacht werden, bedarf der gesamte Versuchsbetrieb einer intensiven Betreuung. Hier arbeitet ein Team aus Studierenden, Forschenden und Technik Hand in Hand.
 
Projektkonsortium
Fraunhofer UMSICHT (Koordination), Blue Foot Membranes GmbH, Emschergenossenschaft, Metro AG, Pacelum GmbH, Rewe Markt GmbH, Ruhrverband, YARA GmbH & Co. KG, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH DFKI, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ, Hochschule Osnabrück, ILS-Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung gGmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Montanuniversität Leoben (A), Technische Universität Kaiserslautern.

Förderhinweis
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leistet mit der Förderlinie »Agrarsysteme der Zukunft« einen elementaren Beitrag für die Erforschung und Entwicklung zukunftsweisender Ansätze für die nachhaltige Transformation der Agrarwirtschaft in Deutschland. Das Verbundprojekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das BMBF gefördert.

(c) Freudenberg Performance Materials Holding SE & Co. KG
21.06.2022

Freudenberg kennzeichnet weitere Produkte mit ECO-CHECK Label

Mit dem im vergangenen Jahr eingeführten ECO-CHECK Label kennzeichnet Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) nachhaltige Produkte. Sie erfüllen verschiedene Umweltkriterien. Ab sofort dürfen fünf weitere Lösungen das Label tragen, die das nachhaltige Engagement des Unternehmens sichtbar machen.

Neu ausgezeichnete Produkte für verschiedenste Branchen
Zu den neu ausgezeichneten ECO-CHECK Produkten zählt eine Anwendung des Mikrofilament-Textils Evolon®. Konkret handelt es sich hier um ein Verstärkungsmaterial für Lederwaren, das ohne lösungs- und Bindemittel produziert wird. Es besteht bis zu 80 Prozent aus recyceltem PET und ist für ein vielfältiges Anwendungsspektrum geeignet. Freudenberg stellt es an seinem Standort im französischen Colmar her, der unter besonders nachhaltigen Bedingungen produziert: er ist mit STeP by OEKO-TEX® zertifiziert und erfüllt die DETOX TO ZERO by OEKO-TEX®-Kriterien vollständig.

Mit dem im vergangenen Jahr eingeführten ECO-CHECK Label kennzeichnet Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) nachhaltige Produkte. Sie erfüllen verschiedene Umweltkriterien. Ab sofort dürfen fünf weitere Lösungen das Label tragen, die das nachhaltige Engagement des Unternehmens sichtbar machen.

Neu ausgezeichnete Produkte für verschiedenste Branchen
Zu den neu ausgezeichneten ECO-CHECK Produkten zählt eine Anwendung des Mikrofilament-Textils Evolon®. Konkret handelt es sich hier um ein Verstärkungsmaterial für Lederwaren, das ohne lösungs- und Bindemittel produziert wird. Es besteht bis zu 80 Prozent aus recyceltem PET und ist für ein vielfältiges Anwendungsspektrum geeignet. Freudenberg stellt es an seinem Standort im französischen Colmar her, der unter besonders nachhaltigen Bedingungen produziert: er ist mit STeP by OEKO-TEX® zertifiziert und erfüllt die DETOX TO ZERO by OEKO-TEX®-Kriterien vollständig.

Für Healthcare-Anwendungen
Im Bereich Healthcare ist die biobasierte Wundauflage M 1714 mit überlegener Absorption für anspruchsvollere Wunden neu mit dem ECO-CHECK Label ausgezeichnet. Es besteht aus einer Mischung aus biobasierten Fasern, die aus natürlichen Quellen stammen und eine glatte Wundkontaktschicht ergeben. Das Produkt wurde auf industrielle Kompostierbarkeit geprüft und ist ISO 13432 konform.

Für Architekturanwendungen
Auch das nachhaltige Mesh-Gewebe TF 400 Eco F für die textile Architektur von Mehler Texnologies® darf ab sofort das ECO-CHECK Label tragen. Das Garn besteht aus 100 Prozent recycelten PET-Flaschen, wobei seine Eigenschaften denen herkömmlicher Mesh-Gewebe sehr nahekommen. Dies würdigte auch die Architectural Membrane Assocation (AMA), die es 2021 mit dem ersten Preis in der Kategorie „Product“ auszeichnete.

Für Schuhe
Für die Schuhindustrie wurden die bindemittelfreien Strobel-Einlegesohlen als besonders nachhaltig gekennzeichnet. Sie bestehen zu einem hohen Anteil aus recycelten grünen Flaschenchips. Darüber hinaus sind sie selbst vollständig recycelbar.

Für Filtrationsanwendungen
Besonders nachhaltig sticht hier das zweilagige, genadelte Vliesstoff-Filtermedium hervor, das ab sofort das ECO-CHECK Label trägt. Es besteht zu 100 Prozent aus Polyester, wobei mehr als die Hälfte der Fasern aus recyceltem Material bestehen.

Quelle:

Freudenberg Performance Materials Holding SE & Co. KG

Links das Granulat für den 3D-Druck, rechts das gefriergetrocknete Mikrogel, das die Basis für die umweltverträgliche Membran legen soll. Foto: (c) Simon Brönner/HSNR. Links das Granulat für den 3D-Druck, rechts das gefriergetrocknete Mikrogel, das die Basis für die umweltverträgliche Membran legen soll.
Links das Granulat für den 3D-Druck, rechts das gefriergetrocknete Mikrogel, das die Basis für die umweltverträgliche Membran legen soll.
27.05.2021

Hochschule Niederrhein und Aachener Leibniz-Institut: Forschung an umweltverträglicher Funktionskleidung

Sie ist in fast jedem Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.
 
Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Durch diese dünnen Trennschichten wird Kleidung mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.
 

Sie ist in fast jedem Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.
 
Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Durch diese dünnen Trennschichten wird Kleidung mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.
 
Ziel des Projekts ist es, eine Membran zu entwickeln, die sich bei körperlicher Betätigung speziell auf ihren Träger einstellt. Die Lösung, an der die Partner arbeiten, ist eine neue Barrieremembran aus sogenannten thermoplastischen Elastomeren. In die Membran sind Mikrogele eingebaut - kleine Partikel, die Wasser aufnehmen, wieder abgeben können und biokompatibel sind. Durch Kombination eines Trägermaterials mit Mikrogelen soll eine umweltfreundliche, pflegeleichte semipermeable Barriere mit hoher Funktionalität entwickelt werden. Zusätzlich werden spezielle Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit diesen Membranen angewandt, die ein verbessertes Recycling der Kleidung ermöglichen und ebenfalls auf den Einsatz umweltbelastender Substanzen verzichten.
 
Um dieses Ziel zu erreichen, bündeln die Forscherteams ihre Kompetenzen aus den Bereichen Polymerchemie und Textiltechnik. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen daran, die Mikrogel-basierten Membranen mittels 3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode nur an bestimmten Stellen eines Kleidungsstücks.
 
Von der Forschung profitieren sollen insbesondere Betriebe aus der verarbeitenden Industrie, darunter viele kleine und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Sport-, Funktions- und Arbeitsbekleidung sowie der Medizin-Textilien. Das Forschungsvorhaben wird von einem Projektausschuss begleitet, in dem verschiedene Unternehmen und Partner entlang der Produktionskette des Rohstoffs bis zur Materialverwertung vertreten sind.  Das Projekt läuft über zwei Jahre und hat ein Gesamtvolumen von rund 500.000 Euro.

08.11.2018

PERFORMANCE DAYS: Awards für herausragende Neuentwicklungen in Sachen Funktion und Nachhaltigkeit

Wenn PERFORMANCE DAYS einen Award vergibt, dann ist dieser heiß begehrt. Denn die Jury ist bei der Auswahl der Gewinner des (ECO) PERFORMANCE AWARDS absolut unbeeinflusst und frei in ihrer Entscheidung und absolut integer. Diese Saison sind so herausragende Innovationen auf der Messe zu sehen, dass sogar gleich zwei Awards vergeben werden.

Es scheint, als hätte das aktuelle FOCUS TOPIC der kommenden Messe am 28. und 29. November WATER – OUR RESPONSIBILITY die Aussteller der PERFORMANCE DAYS zu Höchstleistungen angespornt. Denn in den vergangenen zehn Jahren der Messe gab es jede Saison Innovationen, aber selten so eine Fülle an herausragenden Neuentwicklungen. So werden zwei Preise vergeben, der ECO PERFORMANCE AWARD für die beste nachhaltige Entwicklung, und der PERFORMANCE AWARD für ein neues funktionelles Highlight.  

Wenn PERFORMANCE DAYS einen Award vergibt, dann ist dieser heiß begehrt. Denn die Jury ist bei der Auswahl der Gewinner des (ECO) PERFORMANCE AWARDS absolut unbeeinflusst und frei in ihrer Entscheidung und absolut integer. Diese Saison sind so herausragende Innovationen auf der Messe zu sehen, dass sogar gleich zwei Awards vergeben werden.

Es scheint, als hätte das aktuelle FOCUS TOPIC der kommenden Messe am 28. und 29. November WATER – OUR RESPONSIBILITY die Aussteller der PERFORMANCE DAYS zu Höchstleistungen angespornt. Denn in den vergangenen zehn Jahren der Messe gab es jede Saison Innovationen, aber selten so eine Fülle an herausragenden Neuentwicklungen. So werden zwei Preise vergeben, der ECO PERFORMANCE AWARD für die beste nachhaltige Entwicklung, und der PERFORMANCE AWARD für ein neues funktionelles Highlight.  

Das ist der ECO PERFORMANCE AWARD-Gewinner:
Die Jury zeigte sich überdurchschnittlich begeistert bei der Nominierung des aktuellen EcoGewinners und bezeichnete den prämierten Stoff als die beste im Moment am Markt erhältliche ökologische Lösung. Das ausgezeichnete Laminat von Jou Jou Fish vereint verschiedene nachhaltige Technologien. Der Artikel „JYRNP0002 307“ besteht zu 100% aus recyceltem Nylon und ist mit einer mikroporösen Membrane (Funktionswerte 15K/10K) versehen, die ohne Lösungsmittel hergestellt ist. Auch wird eine Menge Wasser gespart, so ist nicht nur der Stoff wasserfrei gefärbt (Solution-Dyeing), auch die DWR wird als DryFinish ohne Wasser aufgebracht. Einzige optimierbar: Das Polyamid stammt im Moment noch aus post-industrieller Abfallverwertung – wünschenswert wäre hier zukünftig die Möglichkeit eines post-consumer Polyamids.

Das ist der PERFORMANCE AWARD-Gewinner:
Auch dieser Award geht an eine bahnbrechende Entwicklung. Noch nie zuvor gab es einen so feinen, und dabei hoch funktionellen und reißfesten Stoff. Der Sieger Artikel „DPQ 1092 DWR“ von Green Threads ist mit nur 17g/m² ein absolutes Leichtgewicht. Die verwendeten Nylongarne sind mit 7d und 4d besonders fein, ein 4d Garn wurde bei funktionellen Stoffen bisher noch nie eigesetzt. Dabei überzeugt der Stoff durch eine sehr gute Reißfestigkeit. Ein weiterer Pluspunkt für den Gewinner: Wenn mit diesem, mit 17 g sehr leichten Stoff vergleichbare Funktionswerte erreicht werden wie mit einem Stoff der 50g wiegt, wird nicht nur das Gewicht deutlich reduziert, sondern auch der Einsatz an Rohstoffen und Energie bei der Herstellung. Das schont auch die Umwelt, wenn am Lebensende der Bekleidung die Entsorgung ansteht.

Weitere Informationen:
Performance Days
Quelle:

PERFORMANCE DAYS ® functional fabrics fair