Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Anwendung und methodische Weiterentwicklung der auf die Produktion ausgerichteten Umweltbilanzierung (Methode der umweltrelevanten Schwachstellenanalyse), um aus der Sicht eines ganzheitlichen Umweltschutzes nachvollziehbare und transparente Bewertungen \u00fcber konkurrierende Alternativen zur umweltrelevanten Optimierung des Lebenswegs vornehmen zu k\u00f6nnen. Das Ziel ist eine projektbegleitende umweltrelevante und vergleichende Bewertung von vier der im Rahmen der DBU-Verbundinitiative gef\u00f6rderten biotechnologischen Verfahren zum produktionsintegrierten Umweltschutz in der Lebensmittelindustrie als Einzelsystem, die \u00fcber Synergien im Bereich produktionsintegrierter Einsatz, Ressourcenminimierung oder Qualit\u00e4tskontrolle verf\u00fcgen, sowie als integrativer Bestandteil einer Produktionslinie.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Vorhaben wurde zur Umweltbilanzierung eine am Institut f\u00fcr Umweltverfahrenstechnik entwickelte Methode zur Umweltrelevanten Schwachstellenanalyse von Produktionslinien angewendet, die in den Wirkungskategorien breit angelegt ist und sowohl eine umweltrelevante Bewertung von Produktionslinien als auch den Vergleich von Produktionsverfahren untereinander erm\u00f6glicht. Das Ziel der Methode ist es, die \u00f6kologischen\/\u00f6konomischen Schwachstellen und Optimierungspotenziale entlang bestehender und\/oder in Entwicklung befindlicher Produktionslinien als solche zu identifizieren sowie zu charakterisieren, so dass Einsparungs- und Entwicklungspotenziale transparent und nachvollziehbar offengelegt werden k\u00f6nnen. Die Arbeitsinhalte des Vorhabens sind in 6 Arbeitspakete unterteilt und umfassen u. a. die Festlegung der Zieldefinition, Aufnahme der Stoff- und Energiestr\u00f6me (Sachbilanz), die Ermittlung der umweltrelevanten Wirkungen (Wirkungsbilanz), Anwendung der umweltrelevanten Schwachstellenanalyse (Auswertung) sowie deren methodische Weiterentwicklung, systemare Vergleiche von Variationen, Durchf\u00fchrung von Sensitivit\u00e4tsanalysen, Austausch von Forschungsaktivit\u00e4ten (Workshops) etc.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Einen \u00dcberblick \u00fcber wesentliche Ergebnisse der vier bewerteten Innovationen gibt folgende Beschreibung:
\nBiotechnologische Veredelung von Terpenen: Die Innovation ist hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit nicht nur von der Effizienz des Fermentationsprozesses, sondern auch von der Prozessf\u00fchrung im Gesamtsystem abh\u00e4ngig. Aus den Ergebnissen der umweltrelevanten Bewertung wurde deutlich, dass neben der Fermentation vor allem auf eine effektive Produktabtrennung geachtet werden muss. In Abstimmung mit den Projektpartnern konnte der Schwerpunkt der im Projektrahmen m\u00f6glichen Prozessentwicklung im Hinblick auf die Nachhaltigkeit des Gesamtverfahrens dahingehend gelegt werden, dass aus einem Gemisch von Terpenreststoffen hochwertige Aromastoffe produziert werden, die evtl. als Gemisch mit \u00e4hnlicher Wertsch\u00f6pfung vermarktbar sind. HD-Behandlung von Lebensmitteln: Die Sterilisation von Kindernahrung durch Hochdruck hat entsprechend der bisher vorliegenden Ergebnisse im Besonderen energetische und ressourcensparende Vorteile gegen\u00fcber der konventionellen Hitzesterilisation, obwohl diese bei der Firma angewendete konventionelle Technik bereits umweltrelevant weitestgehend optimiert ist. Die Realisierung des Hochdruckverfahrens in die praktische Anwendung scheint allein von den Investitionskosten, der Integrierbarkeit in den Prozessablauf und der Gew\u00e4hrleistung eines hygienisch unbedenklichen Produkts abzuh\u00e4ngen. Brauchwassergewinnung mit Trinkwasserqualit\u00e4t: Die umweltrelevante Bewertung des in diesem Projekt betrachteten Gesamtsystems sowie im Vergleich mit der Verdampfertechnik zeigt, dass sich durch die produktionsintegrierte Brauchwassergewinnung aus Blancheurwasser im Bereich der Fertiggerichtherstellung v.a. hinsichtlich des Ressourcenbedarfs erhebliche Einsparpotenziale realisieren lassen. Die Nachhaltigkeit von Produktionsverfahren diesen Typs kann daher entscheidend verbessert werden, wobei die komplette R\u00fcckhaltung von Biomasse und hygienisch bedenklichen Substanzen eine entscheidende Einflussnahme dieses innovativen Systems auf die Nachhaltigkeit zuzuordnen ist. Durch den Einsatz dieser Innovation auf weitere Abwasserteilstr\u00f6me lassen sich noch weitreichendere Optimierungspotenziale erschlie\u00dfen. DNA-Chiptechnologie f\u00fcr die Milchindustrie: Der im Projekt geplante Einsatz von DNA-Arrays ist auf eine fr\u00fchzeitige Detektierung von Kontaminanten und damit eine erhebliche Reduktion von Fehlfermentationen ausgerichtet. Die systemtechnische Einbindung dieser Messtechnik und Bewertung der Nachhaltigkeit wird am Beispiel einer Sauermilchproduktionslinie durch-gef\u00fchrt, wobei sich ein umweltrelevantes Einsparpotenzial aus der Vermeidung von Emissionen, zu entsorgender Produkte und einzusetzender Reinigungsmittel ergab. Optional kann dar\u00fcber hinaus, bei recht-licher Akzeptanz von DNA-Arrays zur hygienischen Qualit\u00e4tskontrolle, der Energiefluss aufgrund erheblich verk\u00fcrzter Lagerzeiten im Betrieb deutlich reduziert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tJ. Fischer, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Optimierung von Produktionsprozessen durch Stoffstrombilanzierung und Schwachstellenanalyse, Posterpr\u00e4s., K\u00f6lner Foodtec Tage, 13.-15.03.2002, K\u00f6ln.
\n–\tJ. Fischer, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Projektbegleitende Bewertung von biotechnologischen Innovationen f\u00fcr die Lebensmittelindustrie durch Umweltbilanzierung. GVC\/DECHEMA-Jahrestagungen 2002 mit 20. Jahrestagung der Biotechnologen, 11.-13.06.2002, Wiesbaden.
\n–\tJ. Fischer, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Projektbegleitende Bewertung von biotechnologischen Innovationen f\u00fcr die Lebensmittelindustrie durch Umweltbilanzierung, Chemie Inge-nieur Technik (74), Nr. 5, S. 705-706 (2002).
\n–\tR. Gildemeister, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Projektbegleitende umweltrelevante Bewertung von biotechnologischen Innovationen f\u00fcr die Lebensmittelindustrie. 21. Jahrestagung der Biotechnologen, 02.-04.04.2003, M\u00fcnchen.
\n–\tR. Gildemeister, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Umweltorientierte Bewertung von Produktionsprozessen am Beispiel der Verbundinitiative BIOL. Transkript, Sonderband Biokatalyse, 2003, S. 126-129 .
\n–\tC. Haase, H. Moormann, J. Wohlers, N. R\u00e4biger: Umweltrelevante Analyse geplanter biotechnologischer Innovationen f\u00fcr die Lebensmittelindustrie zur fr\u00fchzeitigen Optimierung. Vortrag auf dem GDL-Kongress vom 25.-27.09.2003 in Stuttgart-Hohenheim.
\n–\tN. R\u00e4biger, R. Gildemeister, C. Haase, H. Moormann, J. Wohlers: Optimising Economic and Ecological Effects of Production Lines by Weak Point Analysis. Vortrag am 22.05.2003 auf der A-CHEMA 2003, Frankfurt\/M.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die Anwendung des Methodenkonzepts zur umweltrelevanten und \u00f6konomischen Bewertung von Produktionslinien konnte fr\u00fchzeitig Einfluss auf die Innovationen unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit genommen werden. Die Verl\u00e4sslichkeit der \u00fcber die Schwachstellenanalysen erzielten Ergebnisse wird ma\u00dfgeblich durch die Festlegung der Prozessabfolge, der Prozessf\u00fchrung selbst und der Qualit\u00e4t der zur Verf\u00fcgung stehenden Daten bestimmt. Hier gab es projektabh\u00e4ngig starke Unterschiede, da sich die Innovationen als Bestandteile von Gesamtverfahren z. T. in sehr unterschiedlichen Entwicklungssta-dien befanden: Die Projekte DNA-Chiptechnologie f\u00fcr die Milchindustrie und Brauchwassergewinnung mit Trinkwasserqualit\u00e4t boten aufgrund der bekannten konventionellen Verfahren eine umfassende Datenbasis, die auch f\u00fcr Modifizierungen durch Innovationen eine solide Datenbasis lieferten. Dagegen waren f\u00fcr die Projekte HD-Behandlung von Lebensmitteln und Biotechnologische Veredlung von Terpenen mehr Annahmen zu treffen. Synergien der Innovationen zu anderen Projekten inner- und au\u00dferhalb des Verbunds sind gegeben. So sind der Einsatz der Hochdrucksterilisation als auch von DNA-Arrays f\u00fcr eine Brauchwassergewinnung mit Trinkwasserqualit\u00e4t unter umweltrelevanten Gesichtspunkten im Hinblick auf eine Realisierung zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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