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Biobasierte Kunststoffe Forscher machen aus Krabben-Schalen-Abfall Polyamid

| Autor / Redakteur: Volker Sieber und Lars O. Wiemann / Dipl.-Medienwirt (FH) Matthias Back

Um von fossilen Ressourcen für die übliche Kunststoffherstellung unabhängiger zu werden, forscht man seit einigen Jahren an Ausgangsmaterialien aus der Natur. Chitinhaltige Fischereiabfälle können in diesem Rahmen eine wichtige Rohstoffquelle sein.

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Prinzipielle Prozessschritte, um aus Krustentier-Abfällen die Grundbausteine für die Herstellung biobasierter Kunststoffe zu gewinnen.
Prinzipielle Prozessschritte, um aus Krustentier-Abfällen die Grundbausteine für die Herstellung biobasierter Kunststoffe zu gewinnen.
(Bild: KSB)

Nach aktuellen Schätzungen fallen jährlich weltweit 6 bis 10 Mio. t, in den 28 EU-Staaten alleine circa 280.000 t, chitinhaltiger Fischereiabfälle aus der Krustentierverarbeitung an – mit steigender Tendenz [1]. Diese immense Menge muss rechtlich verankert innerhalb der EU entsorgt werden. Speziell KMU entlang der irischen, englischen sowie polnischen Küsten stellt diese recht teure Entsorgung vor große oder gar existenzbedrohende Herausforderungen – dieser Problematik will das EU-geförderte Projekt Chibio begegnen.

Die Bioraffinerie stand Pate

Ende 2011 nahm dann das internationale Chibio-Team mit Partnern aus Wissenschaft, Forschung und Industrie unter der Leitung der Straubinger Projektgruppe Biocat seine Arbeit mit dem Ziel auf, einen mehrstufigen Prozesses nach dem Prinzip einer Bioraffinerie zu etablieren, mit dem aus dem Chitin der Krabbenschalen werthaltige, biobasierte Monomere (kurze Grundbausteine) für die Kunststoffherstellung gewonnen werden können.

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Bakterien säubern die Krebsschalen

Um die Verwesung sowie eine Kontamination mit gefährlichen Mikroorganismen zu verhindern, wurden neue Verfahren zur Vorbehandlung der Abfälle entwickelt: Wesentlich sind dabei die Entfernung der Fleischrückstände sowie die sogenannte „Freisetzung“ des Chitins. Irische Chibio-Partner nutzen dazu zwei neu entdeckte Bakterienstämme, die das Chitin durch Fermentation schonend freisetzen.

Je nach Herkunft variiert die Ausbeute

Der optimierte Prozess kombiniert chemische und biotechnologische Schritte und ermöglicht eine auf die Krabbenschalen bezogene Chitinausbeute zwischen 13 und 14 % bei europäischen sowie von 16 bis 18 % bei den asiatischen Schalen, die weniger Kalziumcarbonat enthalten. Die exakte Zusammensetzung der Schalen ist dabei größtenteils artspezifisch und schwankt regional sowie saisonal. Der Chitingehalt der im Projekt untersuchten Rohstoffe lag zwischen 14 und 30 %. Die separierte Protein- und Lipidfraktion wurde in der Abteilung Umweltbiotechnologie und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart auf ihr Potenzial zur Biogasgewinnung untersucht. Bei der organischen Abfallfraktion im Batchverfahren wurden in 5 bis 15 Tagen gute Biogasausbeuten zwischen 460 und 900 ml/g organischer Trockenmasse erzielt.

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