FOMOP
Im Forschungscluster Modellfabrik-Papier entstehen nachhaltige Innovationen für die papierverarbeitende Industrie.
Wie lassen sich nachwachsende Rohstoffe effizient und umweltschonend in wertvolle Produkte umwandeln? Die Verfahrenstechnik bietet Antworten auf diese zentrale Frage der Bioökonomie. Sie entwickelt und optimiert Prozesse, welche die Umwandlung von Biomasse in Materialien, Chemikalien, und Kraftstoffe ermöglichen – immer mit Blick auf Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit.
Verfahrenstechnik ist ein Schlüssel für eine wettbewerbsfähige Bioökonomie – sie schafft die Prozesse, die effizient erneuerbare Ressourcen in nachhaltige Produkte umwandelt.
Herausforderungen und Chancen
Die wachsende Bedeutung von nachhaltigen Alternativen zu fossilen Rohstoffen stellt eine Herausforderung für die Entwicklung neuer Produktionsprozesse dar. Verfahrenstechnik spielt bei der Bewältigung dieser Herausforderungen eine Schlüsselrolle:
- Skalierbare Bioprozesse: Der Weg vom Labor in die industrielle Anwendung erfordert Technologien, die auch in großem Maßstab effizient arbeiten. Innovative Technologien zur Stoffumwandlung und Upscaling-Strategien sollen dafür sorgen, dass biobasierte Produkte wirtschaftlich rentabel und nachhaltig hergestellt werden können.
- Modellierung und Simulation: Komplexe Bioprozesse können durch digitale Werkzeuge simuliert und optimiert werden. Dies spart Ressourcen und ermöglicht es, neue Prozesse schneller und nachhaltiger zu implementieren.
- Vorbehandlung und Fraktionierung: Um Biomasse effizient nutzen zu können, müssen möglichst alle ihre Bestandteile gezielt getrennt werden. Ganzheitliche und effiziente Vorbehandlungstechnologien legen so den Grundstein für hochwertige Endprodukte.
- Nachhaltige Fasern und Papier: Verfahrenstechnische Innovationen schaffen umweltfreundliche Alternativen zu herkömmlichen Papier- und Faserprodukten.
- Hybride bio/chemische Prozesse: Komplexe Herausforderungen der Stoffumwandlung erfordern die Kombination von enzymatischer und mikrobieller Stoffumwandlung mit chemischer Katalyse. Dies ist nur mit innovativen verfahrenstechnischen Konzepten ökonomisch umsetzbar.
Jülicher Lösungen für nachhaltige Verfahren
Am Forschungszentrum Jülich arbeiten Wissenschaftler:innen an innovativen Verfahren, welche die Effizienz und Nachhaltigkeit der Bioökonomie maßgeblich verbessern. Das Projekt HyImPact erforscht hybride Verfahren, die unterschiedliche Prozessschritte effizient kombinieren. So lassen sich Abfallströme minimieren und Ressourcen bestmöglich nutzen. Das Open-Source-Projekt CADET integriert zunehmend biotechnologische Prozessmodelle mit modernsten numerischen Lösungsalgorithmen. CADET erlaubt mit Computersimulationen Bioprozesse optimal zu entwerfen und ihre großtechnische Skalierung zu verbessern. Mit dem Konzept Upscaling durch Downscaling werden Erkenntnisse aus kleinskaligen Experimenten für industrielle Anwendungen nutzbar gemacht. Diese Projekte zeigen, wie Verfahrenstechnik die Gestaltung zirkulärer Stoffkreisläufe und die Nutzung biogener Rohstoffe vorantreibt.
Zukunftsperspektiven
Verfahrenstechnik schafft die Basis für eine nachhaltige und wettbewerbsfähige Bioökonomie. Am Forschungszentrum Jülich entwickeln und vernetzen wir Technologien, die erneuerbare Ressourcen effizient in Produkte umwandeln, die sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile bieten. Unsere Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag, um eine nachhaltige Zukunft zu gestalten.
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Letzte Änderung: 13.05.2025