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Innovative biobasierte Produkte aus dem 3D-Druck

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Innovative biobasierte Produkte aus dem 3D-Druck
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Neue biobasierte Materialien mit innovativen Funktionalitäten im 3D-Druck herzustellen. Das ist das Ziel des EU-Projekts BARBARA. Lebensmittelabfälle und landwirtschaftliche Nebenprodukte werden in Prototypen in kundenspezifische Eigenschaften wie mechanische und thermische Beständigkeit, Oberflächen- oder Farbanmutung, Duftstofffreisetzung oder antibakterielle Oberflächen umgewandelt.

Jedes Jahr produziert die Europäische Union rund 110 Millionen Tonnen tierische und pflanzliche Abfälle. Ein Teil dieser Abfälle, zum Beispiel Mandelschalen werden bereits als landwirtschaftliche Nebenprodukte verwendet. Aber kann man damit auch Neuerungen in der Bau- oder Autoindustrie herstellen? Dieser Frage gehen wir in Spanien nach.

Euronews besucht eine landwirtschaftliche Genossenschaft mit 550 Mitgliedern. Neben anderen Agrarprodukten wurden dort im vergangenen Jahr 4 Millionen Kilo Mandeln verarbeitet. Nach dem Schälen sehen die Zahlen allerdings anders aus:

"Aus diesen 4 Millionen Kilo gewinnen wir knapp 25 Prozent Mandeln, das sind etwas mehr als eine Million Kilo", so Pedro Noguera Rubio, geschäftsführender Direktor La Vega de Pliego S.C.L. "Die Frucht, die wir essen, aus der wir Nougat oder aus der wir Schönheitsprodukte herstellen. Die restlichen 75 Prozent sind die Mandelschalen, die derzeit hauptsächlich als Biomasse genutzt werden."

Mandeln - ein interessanter Rohstoff

Für die Wissenschaftler eines europäischen Forschungsprojekts sind die Mandelschalen ein interessanter Rohstoff.

In einem chemischen Labor werden Mandelschalen sowie Abfälle von Brokkoli, Zitrone und Granatapfel verarbeitet: Man erhält natürliche Zusatzstoffe mit potenziellem industriellem Wert. Mikrowellen, chemische Produkte und Nano-Tonerde helfen, aus jedem Produkt das maximale Potenzial herauszuholen. María Carmen Garrigós Selva, Chemikerin an der Universität von Alicante, erklärt:

"Aus einer Zitrone können wir zum Beispiel einen gelben Farbstoff extrahieren, aber auch ätherische Öle mit Zitronenduft, die unserem Endprodukt sowohl duftende als auch antibakterielle Eigenschaften verleihen. Granatapfel liefert ebenfalls antibakterielle Zusätze sowie eine sehr breite Farbpalette von Rot bis Blau, je nach dem chemischen Verfahren, das wir im Labor anwenden. Brokkoli ergibt einen grünen natürlichen Farbstoff, das ist ein ziemlicher Hingucker. Mischt man gemahlene Mandelschalen mit Biokunststoffen, bekommt man eine holzähnliche Struktur."

Natürliche Additive werden in einem Labor mit Biokunststoffen auf Maisstärkebasis gemischt. Aus dieser Mischung wird unter hohen Temperaturen und Wasserkühlung ein Strang gepresst. Damit werden im 3D-Drucker Autoteile gedruckt.

"Wir untersuchen, ob sich in den neuen Produkten thermische und mechanische Eigenschaften erhalten oder verbessern lassen - Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Stößen - in Bezug auf bestehende kommerzielle Materialien die mit 3D-Druck hergestellt werden", sagt Lidia García Quiles, Industrie-Ingenieurin, Aitiip Technologiezentrum. "Wir arbeiten auch an antibakteriellen Eigenschaften und wir versuchen, maßgeschneiderte Produkte zu entwickeln."

Die BARBARA-Projektkoordinatorin Marta Redrado, Chemie-Ingenieurin am Aitiip Technologiezentrum zeigt ein Beispiel:

"Das ist ein Prototyp eines Auto-Armaturenbretts. Das Teil besteht aus Zitronenschalen. Es riecht nach Zitrone. Diese beiden Teile sind aus Granatapfel. Sie haben eine unterschiedliche Textur. Im nächsten Schritt wollen wir unsere im Labor entwickelten Produkte auf ein halbindustrielles Niveau bringen. Das dauert etwa 4 bis 5 Jahre. Dann könnten unsere Entwicklungen auf den Markt kommen."