gesponsertBiobasiertes Plastik im Labor Nachhaltige Consumables: Gebrauchtes Speiseöl vornehmlich aus der Lebensmittelindustrie wird zu hochwertigem Kunststoff

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Speiseölreste aus der Lebensmittelindustrie als Rohstoff nutzen – Nach diesem Konzept hat Eppendorf gemeinsam mit dem finnischen Unternehmen Neste die Produktion von biobasierten Kunststoffen umgesetzt. Nun können Anwender auf die neuen Tubes, Pipettenspitzen und weitere Laborverbrauchsprodukte umsteigen, um zu mehr Nachhaltigkeit in ihrem Labor beizutragen. Wie das Bioplastik entsteht, wie es sich von herkömmlichem Kunststoff unterscheidet und warum sich Nachhaltigkeit auszahlt, zeigen wir hier.

Kunststoffe haben die Welt nachhaltig verändert. Und laut Duden wären sie damit der Inbegriff des Wortes „nachhaltig“, im Sinne von „sich auf längere Zeit stark auswirkend“. Doch heute ist im Regelfall eine grünere Interpretation gemeint: Nachhaltigkeit steht für Umweltbewusstsein und ökologische Verantwortung.

Diesem Prinzip versuchen nicht nur immer mehr Einzelpersonen Rechnung zu tragen, sondern auch große Unternehmen. Im Bereich der Life Sciences hat sich zum Beispiel Eppendorf zum Ziel gesetzt, die Produktion von Verbrauchsmaterialien aus Kunststoff auf umweltfreundlicheres Bioplastik umzustellen. Dazu kooperiert das Unternehmen mit Neste, dem nach eigenen Angaben größten Hersteller von erneuerbarem Flugzeugtreibstoff und erneuerbarem Diesel. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist nun ein wachsendes Portfolio an biobasierten Kunststoff-Probengefäße, Pipettenspitzen und PCR-Platten. Damit leistet Eppendorf einen Beitrag zur Nachhaltigkeit im Labor und ermöglicht es den Anwendern, selbst zu entscheiden, ob sie die neuen biobasierten Laborprodukte nutzen oder bei den klassischen Kunststoffen bleiben, die auf Basis von Erdöl hergestellt werden.

Der Weg vom gebrauchten Speiseöl zum labortauglichen Tube

Der biobasierte Kunststoff, der für die Eppendorf Consumables BioBased eingesetzt wird, nutzt als Ausgangsmaterial bereits benutztes Speiseöl aus nachwachsenden Rohstoffen oder deren Reste bzw. Überstände, die bei der Lebensmittelherstellung anfallen. „Unsere neuen Laborverbrauchsprodukte werden also aus nachwachsenden Rohstoffen der zweiten Generation hergestellt“, erklärt Brigitte Klose, Global Marketing Manager im Bereich Consumables bei Eppendorf. Herkömmliche Kunststoffe werden hingegen aus der so genannten Naphta-Fraktion von Erdöl produziert, also aus fossilen Rohstoffen. Durch den Wechsel auf pflanzenbasiertes Öl der zweiten Generation als Ausgangsmaterial für die Kunststoffproduktion wird diese aus der Abhängigkeit von den Erdölreserven entkoppelt. „Und die CO2-Bilanz eines Labors kann so verbessert werden“, bringt Brigitte Klose es auf den Punkt.

Das alte Speiseöl erhält damit eine hochwertige zweite Verwendung, statt direkt entsorgt zu werden. Aktuell wird dem Rohstoffmix noch ein geringer Anteil – maximal 10 % - fossiler Rohstoff beigemischt. Schon 2024 soll die Produktion aber zu 100 Prozent auf den pflanzlichen Rohstoff umgestellt sein. Dann werden auch die Schraubdeckel der Tubes, die aus HDPE (High Density Polyethylen) bestehen, auch auf die biobasierte Variante umgestellt sein.

Nachweislich nachhaltig

Ein Ergebnis der Kooperation von Neste und Eppendorf ist der gemäß dem Massenbilanz-Prinzip aus mindestens 90 % gebrauchten Speiseölabfällen (nachwachsende Rohstoffe der 2ten Generation) der Lebensmittelindustrie hergestellte Kunststoff, der nun bei Eppendorf zum Einsatz kommt. „Es ist eine Herausforderung, biobasiertes Material so weiterzuentwickeln, dass es alle von unseren Kunden geforderten Eigenschaften für ihre Laborverbrauchsprodukte in Bezug auf Reinheit und Produktqualität wie chemische Beständigkeit, Leaching, Präzision und Richtigkeit etc. aufweist und das Kundenvertrauen in unsere Produkte nicht enttäuscht wird,“ sagt Global Marketing Managerin Brigitte Klose. Dies ist den Entwicklern bei Eppendorf schließlich gelungen, sodass die heute verfügbaren Laborprodukte der „Biobased“-Serie qualitativ nicht von den herkömmlichen Kunststoffartikeln zu unterscheiden sind. Anwender können sie direkt in den bestehenden eigenen Workflows einsetzen; die Probenröhrchen sind wie ihre erdölbasierten Vorbilder steril, pyrogen-, DNase-, RNase- und DNA-frei. Den nachhaltigen Ansatz dieser Produkte belegen zudem das ISCC-Plus-Certificate, ausgestellt von TÜV Süd, sowie das ACT Certificate, eine unabhängige Zertifizierung über Umweltauswirkungen von My Green Lab. Auf den Produktseiten der Consumables können Anwender die jeweils aktuellen Zertifikate einsehen.

Wenn die biobasierten Probenröhrchen, Pipettenspitzen und PCR-Platten die gleichen Qualitätsstandards wie ihre erdölbasierten Vorgänger erfüllen, warum sind letztere dann überhaupt noch im Programm von Eppendorf? Der Grund dafür, dass nicht alle Consumables auf einmal umgestellt werden bei Eppendorf, sind die Verfügbarkeit und die unterschiedlichen Qualitäten, die Granulat Hersteller anbieten. Für die Eppendorf Consumables gibt es mehrere Zulieferer, deren Angebot sich ebenfalls im Aufbau befindet, und die die wachsenden Bedarfe nicht nur aus der Life Science Industrie bedienen müssen. Zurzeit sind die Eppendorf Consumables marginal teurer aufgrund der Preisstellung dieser Granulate unserer Zulieferer, was sich aber im kommenden Jahr angleichen wird. Mittelfristig wird es also keine Entscheidung auf Basis der Produktpreise sein, ob ein Labor biobasierte oder fossil-basierte Consumables benutzt. Wir bei Eppendorf sind sicher, dass sich der Herstellungsprozess aus Ölen nachwachsender Rohstoffe – der 1sten sowie der 2ten Generation – weiter etablieren wird und somit fossile Rohstoffe geschont werden können. Aus Nachhaltigkeitsaspekten lohnt sich ein Umstieg schon jetzt, und kann sich durch positives Image sogar finanziell bezahlt machen. Schließlich steigt das Umweltbewusstsein in der Gesellschaft, und so mancher Kunde entscheidet sich womöglich bei gleichen analytischen Laborqualitäten letztlich für das Labor mit dem besseren Nachhaltigkeitsprogramm. Zudem stellt die ab 2024 für viele Unternehmen geltende Pflicht zur Erstellung von Nachhaltigkeitsberichten einen weiteren Motivator dar, auf biobasierte Consumables umzusteigen und dies gegenüber Kunden und Wettbewerbern zu kommunizieren.

Das Labor als Plastikmüll-Macher?

Biobasierte Kunststoffe sind ein sinnvoller Schritt, um sich von klimaschädlichen fossilen Rohstoffen zu lösen. Doch zu nachhaltiger Laborarbeit gehört noch mehr. Denn auch biobasierte Probenröhrchen werden nach Gebrauch zu Plastikmüll und damit Teil eines Problems, das auch – oder gerade- in Laboren gewaltige Ausmaße annehmen kann. So beläuft sich einer Schätzung aus dem Jahr 2015 zufolge der weltweit erzeugte Kunststoffabfall aus biologischen, medizinischen und agrarwissenschaftlichen Laboren auf rund 5,5 Millionen Tonnen pro Jahr. Das entsprach knapp zwei Prozent der globalen Kunststoffproduktion.

Eppendorf hat deshalb schon vor Jahren damit begonnen, die Menge an Kunststoffabfällen zu reduzieren. Dies betrifft zum einen Verpackungsmaterialien wie Umverpackungen oder Versandboxen, zum anderen wurde die Materialmenge bei den Verbrauchsmaterialien selbst reduziert. So hat das Unternehmen etwa die Wandstärke von Probengefäßen verringert, um den Kunststoffverbrauch zu senken. Dieser Weg ist allerdings nur in begrenztem Maße möglich. Es muss eine Mindestwandstärke gewahrt bleiben, um die Stabilität und Sicherheit der Gefäße sicherzustellen. Auch basieren die Abmessungen von Gefäßen und Platten oftmals auf international standardisierten Größen mit exakt definierten Einsätzen, weshalb Einwegartikel bezüglich ihrer Wandstärken und Abmessungen nach heutigen Möglichkeiten weitestgehend optimiert seien, wie Eppendorf mitteilt. Daher setzt das Unternehmen auf eine weitere Strategie mit enormem Potenzial für mehr Nachhaltigkeit: Recycling.

Aktuell sieht die Situation in den Laboren typischerweise wie folgt aus: Kunststoffartikel werden je nach ihrer vorigen Verwendung entweder über den Hausmüll oder als kontaminierter Abfall entsorgt. Der kontaminierte Plastikmüll – und in vielen Fällen auch der (schlecht getrennte) Hausmüll – wird dann der thermischen Verwertung zugeführt: er wird in einem Heizkraftwerk verbrannt. Was zuvor an Ressourcen und Energie in die Produktion der hochwertigsten Polymere investiert wurde, kommt dabei nur zu einem kleinen Bruchteil als verwertbare Wärmeenergie zurück. Laut einer Berechnung des BUND-Arbeitskreises „Abfall“ bleiben von der Gesamtenergie des Kunststoffabfalls (Produktionsenergie + Heizwert) lediglich rund 21 Prozent als Wärmeenergie übrig. Erheblich besser schneidet das Recycling ab. Hier bleiben ca. 86 Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie erhalten.

Warum Recycling im Labor eine besondere Herausforderung ist

Recycling stellt also eine vielfach nachhaltigere Verwertungsmethode von Abfall dar. Doch im Laborumfeld ist das schwer umzusetzen. „Bisher können für Einwegartikel, die einen direkten Kontakt zu Proben aufweisen, keine Rezyklate verwendet werden“, heißt es auf der Unternehmensseite von Eppendorf. Der Grund liegt in den hohen Qualitätsanforderungen an die Verbrauchsmaterialien, die im klassischen Recyclingprozess nicht erfüllt werden. Dort werden die gesammelten Kunststoffe geschreddert und eingeschmolzen, um daraus neue Produkte zu gießen – ggf. mit einem gewissen Anteil an neuwertigen Kunststoffpellets. Durch den Prozess der mechanischen Zerkleinerung sinkt aber der Vernetzungsgrad – Polymerketten werden aufgebrochen und sind kürzer als im Reinprodukt, die mechanischen Eigenschaften sind schlechter als im Ursprungsmaterial. Auch das Trennen verschiedener Kunststoffe für ein sortenreines Rezyklat ist eine Herausforderung. Wichtigster Punkt ist aber wohl das Risiko von Kontaminationen durch Fremdstoffe aus dem Kunststoffabfall. Reste von Kontaminationen verbleiben schlimmstenfalls im Rezyklat, sodass daraus produzierte Vials bei späterer Verwendung wertvolles Probenmaterial verunreinigen und unbrauchbar machen können. Aktuell konzentriert sich Eppendorf daher auf die Erforschung von Recyclingmaterialien für Einwegartikel ohne Probenkontakt, incl. Tests für entsprechende Rückgabe-Systeme beim Hersteller.

Und der Aufwand lohnt sich, wie eine Untersuchung des Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT im Auftrag der Alba Group verdeutlicht. Demnach lassen sich pro Tonne Polypropylen durch Recycling 0,56 Tonnen CO2 einsparen – oder anders formuliert: PP-Recycling hat eine um 47 Prozent geringere CO2-Emission gegenüber dem Primärprozess, also der Herstellung aus fossilen Rohstoffen (Erdöl).

Fazit

Nachhaltigkeit im Labor ist ein großes Puzzle aus vielen Maßnahmen, vom Recycling über den Einsatz biobasierter Kunststoffe bis zum Einsparen von Plastikmüll durch weniger Verpackungsmaterial und schlankeres Produktdesign. Zwar erschweren die hohen Qualitätsanforderungen und strengen Vorschriften in diesem Umfeld die Umsetzung, doch Eppendorf zeigt mit seiner Partnerschaft mit Neste sowie weiteren Projekten, dass der Weg zu mehr Nachhaltigkeit im Labor dennoch möglich ist – ohne gewaltige Mehrkosten oder Umstellungen auf Seiten der Anwender.

Noch gibt es viel zu tun. Die Umstellung auf biobasierte Kunststoffe aus recyceltem Speiseöl ist noch längst nicht abgeschlossen. „Eppendorf wird sukzessive in den nächsten zwei Jahren weitere Einweg-Verbrauchsartikel auf eine bio-basierte Generation umstellen“, gibt Marketing Managerin Klose einen Ausblick. Und auch im Bereich Recycling forscht Eppendorf nach neuen Möglichkeiten, dies für Kunststoffabfälle aus dem Labor umzusetzen. Wenn Hersteller sowie Anwender sich gemeinsam für umweltfreundlichere Produkte und Workflows im Labor einsetzen, kann selbst diesem hochreglementierten Umfeld ein nachhaltiges Arbeiten gelingen.

Alle Infos zu aktuellen Projekten des Unternehmens sowie Nachhaltigkeitsberichte und Zertifikate finden Sie hier.

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