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Chibio - Von Krabbenpanzern zur Rohstoffgewinnung

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Chibio - Von Krabbenpanzern zur Rohstoffgewinnung

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Sie sind eine Delikatesse. Doch was nach dem Festschmaus von Krabben, Krebsen und Co. übrig bleibt, landet in großen Mengen in unseren Müllcontainern. Wie kann man zahlreiche Tonnen Gehäuse wiederverwerten? Wie können sie wirksam recycelt werden?

In diesem bayrischen Labor wandeln Wissenschaftler die Krebspanzer in Hochleistungs-Biopolymere um. Das europäische Forschungsprojekt hat sich eine Bioraffinerie als Beispiel genommen, um den Abfall materiell weiterzuverarbeiten. Aus den Krebsschalen wird in einem ersten Schritt Chitin gewonnen. Das ist auf unserem Planeten neben Zellulose das am weitesten verbreitete Biopolymer.

Der Biochemiker und Leiter des Chibio-Projekts Prof. Dr. Volker Sieber vom Fraunhofer Institut meint: “Krabben, Taschenkrebse und Shrimps enthalten als einen Großteil ihres Körpergewichts Chitin. Chitin ist ein Polysacharid, ein Polymer, welches aus Zuckermolekülen aufgebaut ist. Zuckermoleküle können chemisch oder biotechnologisch umgesetzt werden, um daraus andere Moleküle herzustellen.”

Krabbenpanzer enthalten andere nicht wiederverwertbare biologische Substanzen. Wenn diese genutzt werden, um Biogas herzustellen, werden sie auf diese Weise zu einer Energiequelle.

Biochemiker aus München haben verschiedenartige Hefestämme entwickelt, um Chitin durch Fermentierung in fette Öle umzuwandeln. Ein Prozess, der zwischen fünf und sieben Tagen dauert. Der Biochemiker Dr. Daniel Garbe von der Technischen Universität München erklärt, “wenn wir durch den Fluoreszenzessay verschiedene Hefestämme ausgewählt haben, werden wir diese in einem Fermenter hochskalieren und dort für weitere Experimente genügend Öle produzieren, die dann weiter an die Industriepartner gegeben werden. Die Öle, die wir dort herausbekommen, sehen so aus, wie man es hier an dieser Probe sehen kann.”

In einem nächsten Schritt werden die fetten Öle zu einem Industriepartner nach Marl gebracht. Dort beschreibt Chemiker Dr. Matthias Ullrich von Evonik Industries das weitere Vorgehen: “An dieser Anlage verarbeiten wir das natürliche Öl, welches wir vorher aus Krabbenschalen gewonnen haben, mit einer Reaktion, die unter Hochdruck stattfindet, zum Ausgangsmaterial für unsere Kunststoffe.”

Das Öl wurde in eine hochreine Chemikalie, einen Grundstoff für die Herstellung von Plastik, umgewandelt. Als nächstes folgt die Polymerisationsanlage. Nach dem Reaktor ist das Hochleistungsbiopolymer zwischen 250 und 300 Grad heiß. Es wird dann zu Granulat reduziert. Ullrich erklärt weiter: “Wir benutzen hierfür einen Reaktor; das kann man sich vorstellen wie einen Dampfkochtopf. Dort füllen wir verschiedene Ausgangsstoffe ein. Ein Ausgangsstoff ist das Material, was wir vorher über Katalyse in die Feinchemikalie verwandelt haben aus dem natürlichen Öl. Und nach beendeter Reaktion fahren wir den Hochleistungskunststoff, wie wir ihn hier sehen, über den Ausfahrtrakt durch ein Wasserbad aus.”

Hier werden die Biopolymere zu Qualitätsproben geformt, die dann genau getestet werden, um ihre Beschaffenheit zu prüfen. So wird aus Krabbengehäusen, die durch einen komplexen chemischen Prozess zu einem Hochleistungsprodukt weiterentwickelt werden, ein möglicher Rohstoff der Zukunft.

Ingenieur Dr. Joachim Leluschko von Evonik Industries meint, “das Interessante bei den Biopolymeren ist, dass wir nicht irgendwelche Pflanzen dafür verwenden, die im Wettbewerb als Nahrungsmittel stehen: Sondern wir haben eine Reihe von Projekten, wo wir biologische Abfallstoffe verwerten. Und diese Abfallstoffe, die sonst irgendwo vernichtet werden, nutzen wir als natürlichen Rohstoff, um in Zukunft Kunststoff herzustellen.”

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www.chibiofp7.fraunhofer.de