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Biobasierte Materialien - Neue Rohstoffquellen, Produkte und Recycling

10.10.2014

Nach fast jedem Einkauf fällt beim Auspacken Verpackungsmüll an, zumeist aus Kunststoff. Für einen Teil davon gibt es entweder Pfand- oder Rücknahmesysteme, über die z. B. PET recycelt werden kann.

Biobasierte Polymere bieten hier eine gute Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen. Darüber hinaus haben sie das Potenzial, über chemische Modifikation als Ausgangsmaterial für neuartige Materialien und Produkte zu dienen. Dazu werden auch alternative Rohstoffquellen erforscht.

- Wiesengras und Krabbenschalen: Erschließung alternativer Rohstoffe
- Biobasierte Fasern in der Medizin und Lebensmittelproduktion
- Neue Plattformchemikalien und Recycling von Biokunststoffen

Das 4. Kooperationsforum „Biopolymere: Rohstoffe – Technologien – Produkte" am 21. Oktober 2014 in Straubing präsentiert zu diesem Themenkomplex einen Überblick über Rohstoffstrategien für biobasierte Produkte, Plattformtechnologien und neue Verfahren für die Produktion von Biopolymeren sowie mögliche Anwendungen von Biopolymeren in Konsumgütern, in der Medizin oder im Lebensmittelsektor.

Die Referenten (Auswahl)

Einen Einstieg in das komplexe Thema gibt Dr. Dietmar Peters, Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR), mit einer Bilanzierung und Marktanalyse zum Aufkommen und der Verwendung von Biomasse.

Nachwachsende Rohstoffe (NaWaRo) sind stofflich und energetisch nutzbar, bieten die Chance für innovative Entwicklungen, Produkte und Technologien, und erlauben den Einstieg in eine Kreislaufwirtschaft und damit die Entwicklung nachhaltiger Wirtschaftsformen.

In Deutschland betrug 2013 die Gesamtanbaufläche von NaWaRo in Form von Energie- und Industriepflanzen ca. 2,4 Mio. Hektar; dies entspricht 14,4 Prozent der landwirtschaftlichen Nutzfläche. Biokunststoffe aus NaWaRo können Materialien fossilen Ursprungs oftmals ersetzen oder ergänzend eingesetzt werden.

Über die gängigen Rohstoffquellen Stärke, Cellulose, Zucker oder Pflanzenöl hinaus suchen Forschung und Industrie laufend nach Alternativen. Ein Beispiel ist die Nutzung chitinhaltiger Schalenabfälle von Krabben und Krebsen aus der Fischereiindustrie, wie sie die Projektgruppe BioCat am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Straubing erforscht.

Ein anderer alternativer Rohstoff ist Wiesengras. Dr. Michael Gass, Geschäftsführer der Biowert Industrie GmbH, informiert über faserverstärkte Komposite für den Spritzguss, die in einem weltweit einzigartigen Kreislaufverfahren gemäß dem „Cradle-to-cradle“-Gedanken aus dem Wiesengras hergestellt werden. Neben Kunststoffgranulaten werden aber auch Dämmstoff und Düngemittel in der energieautarken Anlage produziert. Die Granulate genügen den Ansprüchen der Automobilindustrie und werden z. B. auch für Terrassendielen eingesetzt.

An der Entwicklung neuer Produktionsverfahren für biobasierte Plattformchemikalien und Monomere - um petrochemische Bausteine zu ersetzen - arbeiten zahlreiche Unternehmen mit Erfolg. So stellt Dr. Jürgen Herwig, Vice President R&D High Performance Polymers, bei Evonik Industries AG ein neues Zwei-Phasen-Fermentationsverfahren für die Produktion von biobasiertem Polyamid 12 vor. Damit lässt sich biobasiertes Laurinlactam als Basis für dieses Hochleistungspolymer erzeugen, das vielfältige Anwendung in der Sport-, Automobil, oder Konsumgüterindustrie findet.

Das Unternehmen AVA Biochem mit Sitz in der Schweiz präsentiert ein Verfahren zur Produktion der Plattformchemikalie 5-Hydroxymethylfurfural, das aus Biomasse gewonnen wird und zu verschiedenen Biopolymeren weiter verarbeitet werden kann.

Die positiven Eigenschaften und Vorteile biobasierter Materialien finden zunehmende Anwendung in unterschiedlichen Produkten. So werden Biopolymere bereits heute vor allem in Verpackungen, Catering-Geschirr oder im landwirtschaftlichen Bereich als Mulchfolien verwendet. Da 60 Prozent aller Kunststoffabfälle im Verpackungsbereich entstehen, ist die Recyclingfähigkeit von Materialien bzw. die Verwertbarkeit am Produktlebensende von großer Bedeutung.

Das Ingenieurunternehmen KNOTEN WEIMAR Internationale Transferstelle Umwelttechnologien GmbH bietet Lösungen zur Verbesserung der Infrastruktur im Bereich der Ver- und Entsorgung (Abfall, Abwasser, Energie) für die konkrete spezifische Situation vor Ort an. Auf dem Forum stellt Dr. Gunnar Hädrich aktuelle Forschungserkenntnisse zu Recycling und Verwertung biobasierter Kunststoffprodukte vor.

Das Forum zeigt darüber hinaus auch neue industrielle Anwendungen auf, etwa die Entwicklung von Alginat-Fasern für medizinische Applikationen (Hohenstein Institut für Textilinnovation/B.R.A.I.N. AG), funktionalisierte Viskosespezialfasern für die Filtration in der Bierproduktion (Kelheim Fibres GmbH/Krones AG) sowie ein aus Holzresten hergestellter Verbundwerkstoff mit vielfältigem Anwendungspotenzial (Staedtler Mars GmbH).

Zudem stellen Unternehmen aus dem IBB Netzwerk neue Kooperationsaktivitäten und aktuelle Projekte zur Entwicklung biobasierter Produkte und Materialien vor. So wird der Einsatz von pflanzlichen Proteinen als Rohstoff für biobasierte Produkte (ANIMOX, Innovationsallianz TeFuProt) präsentiert. Das ZIM-Kooperationsnetzwerk „BioPlastik“ zeigt innovative Ansätze für biobasierte Materialien und anhand eines konkreten Beispiels wird die Entwicklung eines Naturfaser-Biokunststoff-Compounds erläutert (Bionatic GmbH).

Der Open Innovation-Gedanke

Die Bayern Innovativ GmbH führt potenzielle Partner für neue Produktideen auf ihren Foren zusammen. Dort kann der Informationsaustausch zwischen Industrie und Wissenschaft aktiv unterstützt und branchenübergreifende Kooperationen etabliert werden.

In verschiedenen Anwendungsbereichen sind dabei Anknüpfungspunkte für die Wertschöpfungskette zu erwarten. Insbesondere können auch Technologien, die bereits in anderen Industriesektoren etabliert sind, Lösungen bieten.

Nutzen Sie das Forum als ideale Plattform für den direkten Kontakt mit Experten und Unternehmen sowie als Informationsquelle über aktuelle Trends und zum Erfahrungs- und Wissensaustausch. Wir laden Sie herzlich zur Teilnahme an diesem Kooperationsforum ein.

Erwartet werden wieder über 200 Teilnehmer aus Wirtschaft und Wissenschaft. Aktuell sind Vertreter folgender Unternehmen und Forschungseinrichtungen angemeldet bzw. zeigen in der begleitenden Fach- und Posterausstellung ihre Produkte, Technologien und Dienstleistungen: BRAIN, BSH Bosch und Siemens Hausgeräte, Carl Weiske, Eppendorf, Evonik Industries, Faber-Castell, Fraunhofer-Institut IGB, Fraunhofer-Institut ISC, Fraunhofer-Institut UMSICHT, H. Hiendl, J. Rettenmaier & Söhne, Linde Engineering, MicrobEnergy, Staedtler Mars, Sumida, UPM, STFI Sächsisches Textilforschungsinstitut, Technische Universität München, TITK Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V., Kompetenzzentrum Holz/Universität Linz, Universität Tübingen.

Die begleitende Fachausstellung mit 10 Ausstellern zeigt sowohl Technologien, Verfahren und Dienstleistungen für die Gewinnung und Verarbeitung von Biopolymeren als auch innovative Produktanwendungen.

Partner sind das Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe in Straubing, der BioCampus Straubing, die Industrielle Biotechnologie Bayern Netzwerk GmbH, Martinsried, sowie der Cluster Neue Werkstoffe. Das Kooperationsforum wird unterstützt durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie.

Veranstaltungshinweis

Am Vortag, 20. Oktober 2014 besteht die Gelegenheit, das Wissenschaftszentrum Straubing am Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe sowie die Firma Bischof + Klein, einer der führenden Komplettanbieter für flexible Verpackungen und technische Folien, zu besichtigen.

Am Abend findet ein Empfang und Get-together im BioCubator Straubing statt.

Weitere Informationen:

http://www.bayern-innovativ.de/biopolymere2014
http://www.bayern-innovativ.de/biopolymere2014/hinweise
http://www.bayern-innovativ.de/biopolymere2014/rahmenprogramm

Dr. Petra Blumenroth | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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