Algen und Abfall 18.08.2015, 13:33 Uhr

Folie aus Biokunststoff vermeidet Konkurrenz zum Lebensmittel-Anbau

Algen und Abfall sind die Rohstoffe für eine neue Folie aus Biokunststoff. Dank der Algen vermeidet dieser Biokunststoff die Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Die Folie lässt sich auf konventionellen Blasfolienanlagen herstellen und ist kompostierbar. Nanomaterialien sorgen für gute Materialeigenschaften. Gleichzeitig trüben diese Nanomaterialien die Ökobilanz der neuen Folie.

Mit nanoskaligen Chitin funktionalisierte Agrarfolie zur Reifung von Bananen.

Mit nanoskaligen Chitin funktionalisierte Agrarfolie zur Reifung von Bananen.

Foto: Fraunhofer Umsicht

Folien und Verpackungen aus Kunststoff sind in der heutigen modernen Lebensmittel- und Warenwirtschaft nahezu unverzichtbar. Das Problem bei konventionellen Kunststoffen entsteht nach dem Gebrauch. Die großen Strudel aus kleinen Plastikteilchen in den Ozeanen sind trauriger Beleg dafür. Groß ist daher der Druck, Folien und Verpackungen aus Biokunststoffen herzustellen. Oft stehen solche Biokunststoffe in Konkurrenz zum Lebensmittel-Anbau, nehmen die Pflanzen für die Biokunststoffe wertvolles Ackerland in Beschlag.

Folie besteht aus Abfallmaterial und algenbasierter Biomasse

Einen neuen Weg geht das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht mit Sitz in Oberhausen. Umsicht hat im Projekt Eclipse in einem internationalen Konsortium ein Verpackungskonzept entwickelt, welches auf fossile Rohstoffe verzichtet und nicht mit der Lebensmittelerzeugung konkurriert. Die beiden kompostierbaren Folien bestehen aus Abfallmaterialien sowie algenbasierter Biomasse.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus-Firmenlogo
Program Certification Engineering (d/m/f) Airbus
Manching Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) für den Bereich Straßenplanung und Straßenentwurf Die Autobahn GmbH des Bundes
Dillenburg Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Vermessungsingenieur*in Abteilung Bahnanlagen, Fachbereich Ingenieurbauwerke, Sachgebiet Vermessung Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Architekt*in Hochbau Abteilung Facility Management, Fachbereich Betriebshöfe und Busanlagen Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
BAUER KOMPRESSOREN GmbH-Firmenlogo
Junior Entwicklungsingenieur (m/w/d) für Wasserstoff Verdichter BAUER KOMPRESSOREN GmbH
München Zum Job 
ENERCON GmbH-Firmenlogo
Konstrukteur (m/w/d) für Betriebsmittel ENERCON GmbH
Aurich, Magdeburg Zum Job 
Fripa Papierfabrik Albert Friedrich KG-Firmenlogo
Bautechniker (m/w/d) Fripa Papierfabrik Albert Friedrich KG
Miltenberg Zum Job 
Berliner Stadtreinigung (BSR)-Firmenlogo
Projektingenieurinnen / Projektingenieure (w/m/d) Geschäftsbereich Abfallbehandlung und Stoffstrommanagement Berliner Stadtreinigung (BSR)
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/i) Vertrieb IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
GERHARDI Kunststofftechnik GmbH-Firmenlogo
Mitarbeiter in der Kundendisposition (m/w/d) GERHARDI Kunststofftechnik GmbH
Ibbenbüren Zum Job 
embeX GmbH-Firmenlogo
Systemingenieur / Systemarchitekt Embedded Software (m/w/d) embeX GmbH
embeX GmbH-Firmenlogo
Systemingenieur Mechatronik / Leistungselektronik (m/w/d) embeX GmbH
embeX GmbH-Firmenlogo
Gruppenleiter Softwareentwicklung (m/w/d) embeX GmbH
NSM Magnettechnik GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) NSM Magnettechnik GmbH
NSM Magnettechnik GmbH-Firmenlogo
SPS-Programmierer / Roboter-Programmierer (m/w/d) NSM Magnettechnik GmbH
NSM Magnettechnik GmbH-Firmenlogo
E-Planer (m/w/d) NSM Magnettechnik GmbH
PEC-Firmenlogo
Service-Ingenieur (m/w/d) PEC
Augsburg Zum Job 
Open Grid Europe GmbH-Firmenlogo
Bauleiter für Rohrleitungsbau (m/w/d) Open Grid Europe GmbH
PEC-Firmenlogo
Verwaltungs- und Rekrutierungsbeauftragte/r PEC
Augsburg Zum Job 
Stadtwerke Augsburg-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Stadtwerke Augsburg
Augsburg Zum Job 

Polymilchsäure extrahiert

Für die neuen Biokunststoffe verwenden die Forscher Algen aus Biomasseabfällen der Biodiesel-Produktion, aus denen sie Polymilchsäure als Basis für den Biokunststoff extrahieren. Dazu geben sie nanoskalige Fasern und Füllstoffe aus Bananen- oder Mandelschalen oder auch Fischereiabfälle wie Chitin aus Krustentieren, um die Materialeigenschaften zu verbessern. Die mit dem Chitin versehene Folie besitzt eine hohe Werkstofffestigkeit und ist äußerst widerstandsfähig. Zudem besitzt sie pilzhemmende Eigenschaften.

Herstellung auf konventionellen Blasfolienanlage

„Die Herstellung der homogenen Blasfolie erfolgte zunächst im Technikum von Fraunhofer Umsicht und anschließend als industrieller Prozess auf einer konventionellen Blasfolienanlage für Folien aus Polyethylen beim Projektpartner Banacol in Kolumbien.

Die entwickelten Folien verzichten auf fossile Rohstoffe und sind konkurrenzlos zur Lebensmittelindustrie.

Die entwickelten Folien verzichten auf fossile Rohstoffe und sind konkurrenzlos zur Lebensmittelindustrie.

Quelle: Fraunhofer Umsicht

Hier konnte erfolgreich eine bis zu zehn Mikrometer dünne Mono-Blasfolie bei einem Durchsatz von 100 Kilogramm pro Stunde produziert werden“, erläutert Dipl.-Ing. Hendrik Roch, Abteilung Biobasierte Kunststoffe bei Fraunhofer Umsicht.

Folie trotzt hohen Temperaturen

Biokunststoffe sind häufig nicht temperaturbeständig. Gießt man heißen Kaffee in einen solchen Biokunststoffbecher, so verliert er augenblicklich jede Struktur und fällt zusammen. Die Folie der Fraunhofer-Forscher ist deutlich resistenter. Sie konnte bei Temperaturen zwischen 150 und 250 °C, die für Polyethylen-Folien üblich sind, stabil verarbeitet werden. Die Folie ist flexibel und fest, milchig-transparent und kann mit Additiven leicht eingefärbt sowie UV-beständig gemacht werden. Den Praxistest im Feldversuch bei der Bananenreifung hat die Folie auf zwei klimatisch unterschiedlichen Plantagen von Banacol erfolgreich bestanden.

Barrierefolie gegen Sauerstoff- und Feuchtigkeitsverlust

Der zweite Biokunststoff der Umsicht-Forscher ist eine Standbeutel-Verpackung für Feuchttücher. Der transparente Werkstoff lässt sich problemlos auf einer konventionellen Flachfolienanlage verarbeiten und ist hochfest. Eine zusätzliche Barriere-Folie gewährleistet, dass das Material nur wenig Sauerstoff und Feuchtigkeit durchlässt.

„Das Material ist immer noch etwas steifer als beispielsweise konventionell eingesetzte Polyethylenterephtalat-Folien oder Polyethylen-Folien für Standbeutel, generell stehen die Werkstoffeigenschaften der Biofolie denen der erdölbasierten Produkte in nichts nach“, bilanziert Roch.

Noch nicht konkurrenzfähig

Parallel zur technischen Entwicklung der Biokunststoff-Folien erstellten die Forscher eine ökologische und ökonomische Bewertung der Folien. Neben dem Energieaufwand für die Herstellung wurden sieben Umweltwirkungen, wie beispielsweise die Klimawirksamkeit untersucht.

Algen sind derzeit ein beliebtes Untersuchungsobjekt. Im Forschungszentrum Jülich beispielsweise wurde 2014 das Algen Science Center in Betrieb genommen. Hier wird zum Beispiel die Produktion von Algen und deren Umwandlung zu Biokerosin unter die Lupe genommen. 

Algen sind derzeit ein beliebtes Untersuchungsobjekt. Im Forschungszentrum Jülich beispielsweise wurde 2014 das Algen Science Center in Betrieb genommen. Hier wird zum Beispiel die Produktion von Algen und deren Umwandlung zu Biokerosin unter die Lupe genommen.

Quelle: Forschungszentrum Jülich

Zusammengefasst ist das neue Material in den meisten Umweltwirkungskategorien und auch aus ökonomischer Perspektive schwächer als konventionelle Kunststoff-Folien. Vor allem der Einsatz von Nanomaterialien trübt die Ökobilanz. Für die Forscher bedeutet das: Zurück in die Entwicklungsabteilung. Denn zum heutigen Stand der Technik ist die Folie aus den Algen noch nicht konkurrenzfähig.

 

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.