Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

El Fraunhofer IGB acompaña la transformación de materias primas de la industria de procesos, especialmente en el sector de la industria química, y aporta contribuciones a las cuatro áreas de la bioeconomía: alimentos y piensos, productos químicos sostenibles y bioenergía.

El Fraunhofer IGB es un socio de investigación y desarrollo en el desarrollo de

• Procesos para el pretratamiento y fraccionamiento de materias primas,
• Procesos de biotecnología industrial para la conversión selectiva de materiales con procesos enzimáticos o fermentativos,
• procesosquimiocatalíticos, electroquímicos y electrobiocatalíticos y su acoplamiento con procesos biotecnológicos,
• Procesos Power-to-X para el uso de equivalentes redox generados regenerativamente para procesos de síntesis,
• Películas finas personalizadas o funciones definidas sobre superficies.

www.igb.fraunhofer.de/nachhaltige-chemie

Con sus desarrollos en biología e ingeniería de bioprocesos y los últimos enfoques en digitalización, Fraunhofer IGB está impulsando la transformación hacia una bioeconomía sostenible en tecnología medioambiental.

El Fraunhofer IGB es un socio de investigación y desarrollo en el desarrollo de

• Conceptos y tecnologías para la gestión y depuración del agua
• Procesos para la producción de biogás a partir de residuos y materiales residuales,
• Tecnologías para la recuperación de nutrientes a partir de aguas residuales, desechos y materiales residuales,
• Procesos de secado/pirólisis de fracciones orgánicas residuales como enmiendas del suelo, y
• Procesos de reprocesamiento a nivel molecular o atómico (metales preciosos, tierras raras).

www.igb.fraunhofer.de/umwelt

Fraunhofer IGB ha desarrollado tecnologías que permiten una gestión rentable y eficiente del agua en estructuras urbanas mediante el tratamiento descentralizado de los flujos de agua y aguas residuales. De este modo, ofrecemos soluciones de sistemas para la gestión sostenible del agua municipal en regiones rurales, nuevas zonas de desarrollo, distritos urbanos que necesitan renovación y también para complejos de ocio, centros turísticos y complejos hoteleros.

Ya hemos implantado la generación eficiente de biogás a partir de lodos de depuradora con nuestro proceso de digestión de alta carga en varias depuradoras municipales. Mediante la digestión de alta carga, los lodos de depuradora se estabilizan con una ganancia neta de energía, pueden deshidratarse de forma óptima y eliminarse térmicamente con el menor coste posible. Como producto se obtiene el biogás, portador de energía regenerativa. El biogás obtenido puede utilizarse para cubrir la demanda energética de la depuradora, ahorrando así más costes. Por lo tanto, la digestión de alta carga también es una alternativa inteligente desde el punto de vista económico y mejora significativamente la eficiencia energética de las plantas municipales de tratamiento de aguas residuales. También aplicamos nuestra experiencia en la fermentación de sustancias orgánicas al uso de biorresiduos, residuos de la industria alimentaria y la agricultura. Optimizamos las plantas de biogás agrícola en términos de productividad y eficiencia.

Los procesos oxidativos ofrecen soluciones eficaces y sostenibles para el tratamiento del agua. El tratamiento oxidativo del agua (Advanced Oxidation Processes, AOP), a menudo también llamado oxidación avanzada, se refiere a los procesos de tratamiento químico en los que se forman radicales hidroxilo. En nuestras instalaciones de investigación desarrollamos procesos oxidativos optimizados para nuestros clientes. Las unidades modulares (generador de ozono, reactor de ozono, reactor UV, unidades de ultrasonidos, célula de electrólisis) pueden combinarse libremente.

Los purines y los digestatos contienen valiosos nutrientes vegetales, especialmente nitrógeno, fósforo y potasio; las fibras vegetales no digeribles son otros de sus componentes. En el proyecto BioEcoSIM, financiado por la UE y coordinado por Fraunhofer IGB, se desarrollaron varios procesos de tratamiento y se combinaron las distintas fases del proceso en una planta a escala de demostración. De este modo, los residuos y materiales residuales se convierten en valiosas materias primas y se cierra el ciclo natural de los nutrientes. En la planta de SUEZ en Zorbau, Sajonia-Anhalt, se construyó y probó una primera planta de tratamiento totalmente automatizada con un rendimiento de un metro cúbico por hora. La planta, de diseño flexible, está pensada para procesar estiércol de vacuno y porcino, pero también residuos de fermentación de plantas de biogás, y servir de modelo para otras plantas a gran escala.

La competencia regional por los recursos hídricos no es infrecuente. Debido al cambio climático, la urbanización y la contaminación de los recursos hídricos, los conflictos por su uso podrían agudizarse aún más en las próximas décadas. Por eso tienen sentido nuevos procesos de tratamiento y reutilización del agua. En el proyecto "HypoWave", financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán (BMBF), se investigó un concepto de ahorro de agua para la agricultura: Producción de cultivos hidropónicos cuyo riego se obtiene de aguas residuales municipales. La forma de aplicar el concepto en cada caso se determinó en estudios de caso realizados en cuatro lugares distintos de Alemania, Bélgica y Portugal.

Como parte del pilotaje del sistema global, el IGB puso en funcionamiento un reactor EGSB (Lecho de Lodo Granular Expandido) para el pretratamiento anaeróbico de aguas residuales municipales, que fue creado por el socio ACS-Umwelttechnik GMBH & Co KG. En él, las impurezas orgánicas se convertían en biogás como fuente de energía, mientras que se retenían los nutrientes necesarios como abono para las plantas del sistema hidropónico. Un sistema de control global para la planta piloto permite que los módulos individuales de tratamiento de aguas residuales y producción de plantas se comuniquen entre sí.

www.igb.fraunhofer.de/hypowave

El objetivo del proyecto Hydrofichi era modificar las superficies textiles utilizando materias primas renovables para sustituir los agentes nocivos y tóxicos para el medio ambiente que se han venido utilizando hasta ahora. Para ello se desarrolló un acabado hidrófobo de textiles a base de quitosano. De este modo se pueden sustituir las sustancias tóxicas y derivadas del petróleo que se utilizan actualmente para el acabado de textiles. El Fraunhofer IGB y sus socios investigaron cómo puede funcionar esto en el proyecto HydroFichi: se desarrolló una tecnología para dar a las fibras las propiedades deseadas con la ayuda de procesos biotecnológicos y quitosano.

www.igb.fraunhofer.de/hydrofichi

El tiempo apremia para proteger el clima. Una posible solución es utilizar el gas de efecto invernadero_CO2 como materia prima para productos químicos. Para ello, el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB ha emprendido un nuevo camino con socios de la ciencia y la industria en el proyecto CELBICON, financiado por la UE. Combinando la conversión electroquímica y biotecnológica, los investigadores consiguieron producir un colorante terpenoide de valor añadido a partir del gas de efecto invernadero adsorbido del aire.

www.igb.fraunhofer.de/celbicon