Aktuelle Projekte

Extraktion bioaktiver Naturstoffe aus Hopfen
Projektdauer: M�rz 2015 bis August 2018

Olefinkonversion zur Gewinnung von Kraftstoffen � Katalysatorentwicklung und Reaktionsumsetzung
Projektdauer: 2013 bis 2016

Herstellung und Reaktionen mittel- und langkettiger Zwischenprodukte f�r die Polymerindustrie aus biologischer Produktion; Arbeitspaket 1: �bergangsmetallkatalysierte Olefinmetathese zur Herstellung von Monomeren aus Fetten
Projektdauer: M�rz 2013 bis Dezember 2016

Evaluierung von Prenylflavonoiden des Hopfens hinsichtlich ihrer biologischen Effekte - Untersuchungen zur Penetration von 8 Prenylnaringenin und 6 Prenylnaringenin �ber die Blut-Hirn Schranke
Projektdauer: Januar bis Dezember 2015

Prozessentwicklung zur Extraktion und Fraktionierung von Wachsen aus Pflanzenfasern
Projektdauer: M�rz 2012 bis Dezember 2015

Neue Herstellungsverfahren f�r Monomere zur Polyamidproduktion aus heimischen Pflanzen�len
Projektdauer: M�rz 2012 bis Dezember 2015

Extraktion bioaktiver Naturstoffe aus Hopfen

Der Hopfen wurde 2007 zur Arzneipflanze des Jahres gek�rt. Die Kulturpflanze ist landl�ufig aufgrund des Einsatzes in der Braubranche bekannt, ist allerdings auch bereits seit ca. 1000 Jahren als Heilpflanze dokumentiert. F�r phytopharmazeutische Pr�parate wird meist ein Gesamtextrakt verwendet, da Informationen �ber die wirksamen Substanzen zur Behandlung nerv�ser Unruhe und leichter Depressionen fehlen. Aktuell werden Depressionen mit einem R�ckgang der Bildung neuer Nervenzellen in bestimmten Bereichen des Gehirns in Zusammenhang gebracht. Ein hochmoderner Therapieansatz verfolgt daher das Ziel, die Bildung neuer Nervenzellen aus k�rpereigenen adulten Stammzellen anzuregen. Durch zellbasierte Untersuchungen konnte in Hopfen eine Substanzgruppe identifiziert werden, die die Spezialisierung zu Nervenzellen einleitet. Au�erdem wurde eine Methode erarbeitet, um einen Spezialextrakt mit h�herer Wirkstoffkonzentration zu gewinnen. Solche Extraktpr�parate stellen die Verwendung von Hopfen auf eine innovative Basis, da eine Anwendung bei vielen neurodegenerativen Erkrankungen m�glich w�re. Das �bergeordnete Ziel ist somit, die Eignung solcher Spezialextrakte hinsichtlich einer phytopharmazeutischen Anwendung (Standardisierung des Herstellungsverfahrens, biologische Aktivit�t, Akzeptanz beim Konsumenten) zu kl�ren. Zuverl�ssige therapeutische Ergebnisse k�nnen nur erzeugt werden, wenn neben der Chargenkonformit�t auch die Extraktherstellung standardisiert ist. So werden neben der Optimierung und Standardisierung des Verfahrens, die Wirkstoffgehalte in unterschiedlichen Hopfensorten betrachtet. Ferner wird die biologische Aktivit�t der Extrakte durch pharmakologische Untersuchungen im Bereich der neurodegenerativen Erkrankungen ermittelt. Die Kombination der Daten zum Prozess, der Wirtschaftlichkeit und des Wirkungspotentials erlaubt Aufschluss �ber die Eignung des Herstellungsverfahrens. Zus�tzlich ist ein m�glicher Einsatz in der Phytopharmazie auch von der Akzeptanz durch den Konsumenten (Zielgruppe 30+) abh�ngig. F�r diese Gruppe spielen gesundheitliche Aspekte eine wichtige Rolle, da sie in ihrer produktivsten Lebensphase stehen, aber in dieser aufgrund von Stressfaktoren vermehrt erste Krankheiten ausgel�st werden.

F�rderung: BMBF

Projektteam:
- Dr. Corinna Urmann (Ansprechpartnerin)
- Michael Kirchinger, M.Sc. (Projektmitarbeiter)
- N.N. (Projektmitarbeiter)

Projektbeginn: M�rz 2015
Projektende: August 2018

Gr�nland macht in Deutschland etwa ein Drittel der landwirtschaftlich genutzten Fl�che aus und pr�gt damit zu einem ma�geblichen Teil unsere Kulturlandschaft. Neben der Verwendung von Gr�ngut als Futtermittel gewinnt auch die Nutzung dieser Fl�chen zum Anbau nachwachsender Rohstoffe immer mehr an Bedeutung.

Mit der Hof-Bioraffinerie soll in einem Gemeinschaftsprojekt des Wissenschaftszentrums Straubing eine Anlage entwickelt werden, die speziell Gras und Grassilage als Rohstoffe nutzbar macht. In einer modularen und dezentralen Kleinanlage sollen aus der Biomasse durch fermentative Aufschluss- und Umwandlungsverfahren gasf�rmige Olefine, wie Ethen oder Isopren, gewonnen werden. Diese sollen dann wiederum als Ausgangsstoffe f�r weitere wertvolle Produkte, wie beispielsweise Kraftstoffe, genutzt werden. Dies ist das wesentliche Unterscheidungsmerkmal der Hof-Bioraffinerie zur Biogasanlage, deren Produkt Methan so weitgehend inert ist, sodass es sich nicht f�r eine weitere chemische Verwertung eignet.

Ziel dieses Teilprojektes ist die katalytische Umsetzung des biotechnologisch gewonnenen Ethens zu fl�ssigen Energietr�gern. Als Gas kann es im vorhergehenden Produktionsschritt leicht abgetrennt werden und soll dann zu kurzkettigen Kohlenwasserstoffen mit etwa 6-18 Kohlenstoffatomen oligomerisiert werden. Je nach Kettenl�nge und Verzweigungsgrad kann das Produkt als Diesel oder Benzin eingesetzt werden, langkettigere Molek�le sind auf Grund des zu hohen Siedepunkts aber nicht mehr f�r diese Kraftstoffe geeignet.

Dazu soll ein kosteng�nstiger Katalysator entwickelt werden, der unter m�glichst milden Bedingungen arbeitet und eine hohe Stabilit�t gegen�ber Verunreinigungen aufweist. Ebenfalls angestrebt werden ein m�glichst wartungsfreier Betrieb der Anlage und eine hohe katalytische Produktivit�t, um lange Produktionszyklen zu gew�hrleisten. Die eingesetzten Katalysatoren sollen sich an gro�technischen Verfahren wie dem Shell Higher Olefin Prozess orientieren, dabei aber an die milderen Bedingungen und den kleineren Ma�stab der Hof-Bioraffinerie angepasst werden.

Im Fokus stehen metallorganische Nickel-Komplexe mit zweiz�hnigen P,O- oder N,O-Chelatliganden. Die Eigenschaften des Katalysators werden durch deren Gr��e, Struktur und Substitutionsmuster wesentlich beeinflusst. Vor allem der Grad der Oligomerisierung ist eine entscheidende Kenngr��e, da sowohl zu kurz- als auch zu langkettige Molek�le f�r den Einsatz als Kraftstoff ungeeignet sind. Hier spielen auch die eingesetzten Coliganden, vor allem verschiedene Phosphine, eine bedeutende Rolle.

Zu Beginn werden die Katalysatoren in homogener L�sung eingesetzt und die Produkte destillativ abgetrennt.  Im weiteren Verlauf des Projektes soll au�erdem ein Reaktorprototyp entwickelt und der Prozess durch Aufbringen des Katalysators auf ein inertes Tr�germaterial heterogenisiert werden.

Projektteam:
- Prof. Dr. Herbert Riepl (Ansprechpartner)
- Felix Hiller (Projektmitarbeiter)

Projektbeginn: 2013
Projektende: 2016

Herstellung und Reaktionen mittel- und langkettiger Zwischenprodukte f�r die Polymerindustrie aus biologischer Produktion; Arbeitspaket 1: �bergangsmetallkatalysierte Olefinmetathese zur Herstellung von Monomeren aus Fetten

In diesem Projekt wird die Herstellung von bifunktionellen Monomeren f�r die Polymerindustrie ausgehend von oleochemischen Rohstoffen angestrebt. Solche Monomere beinhalten z.B. Isocyanat-, Amin-, Harnstoff- und Nitrilgruppen,  sowie aus Gr�nden der Ausdehnung des Themas in die Polymergruppe der Silikone auch Silicium-haltige Reste. Zug�nglich werden diese bifunktionellen  Molek�le durch die Verwendung der Olefinmetathese. Dies ist eine Reaktionsweise, welche formal die Doppelbindungen zweier Olefine �ffnet und in anderer Anordnung neu zusammenf�gt. Aus einer monofunktionellen Verbindung wird hierbei eine bifunktionelle, zus�tzlich wird ein Kohlenstoffanteil ohne funktionelle Gruppe ausgeschieden. Das Verfahren bedient sich katalytischer Mengen von Carben-�bergangsmetallkomplexen. Die angestrebten  Synthesen sollen auf gute Ausbeuten und Reinheiten der Produkte optimiert werden, wof�r eine saubere Produktabtrennung wesentlich ist. 

F�rderung: Sondermittel des Freistaates Bayern zur Energiewende (Staatsministerium f�r Bildung, Kultus, Wissenschaft und Kunst)

Projektteam:
- Prof. Dr. Herbert Riepl (Ansprechpartner)
- Thiemo Huber M. Sc. (Projektmitarbeiter)

Projektbeginn: M�rz 2013
Projektende: Dezember 2016