Bioplastik aus Abfallfetten
Jährlich werden 450 Millionen Tonnen Plastik produziert. Ein zaghafter Ansatz, der Plastikplage Herr zu werden, ist PHA. Dabei handelt es sich um Biopolymere, die als Bioplastik bezeichnet werden. Bioplastik ist aber nicht gleich Bioplastik.Im Gegensatz zum herkömmlichen Bioplastik, wird das PHA im Wasser und Boden vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut und ist für die Gesundheit mit keinem Risiko verbunden.
14.10.2019
Die Substanz kann aus vielen Stoffen gewonnen werden – aus Mais, Zucker, Glycerin oder Palmöl. Sebastian L. Riedel und Stefan Junne von der TU Berlin jedoch schwebte ein Ausgangsprodukt vor, dass das Klima nicht belastet und kein Nahrungs- oder Futtermittel ist wie zum Beispiel Mais. Denn auch einen solchen Ausgangsstoff halten sie für problematisch. Auf der Suche nach einer Alternative entschieden sie sich unter anderem für Abfallfette, die unter anderem in der Landwirtschaft (Tierkadaver), in der Gastronomie oder bei der Weiterverarbeitung von Lebensmittelabfällen anfallen. Abfall also, Reste. Für sie jedoch wertvolle Rohstoffe.
Wie aber wird aus stinkendem braunem Fett jenes PHA, das einmal wie feinstes weiß schimmerndes Seidenpapier daherkommt oder die Konsistenz von Waschpulver oder Popcorn haben kann?
Die Herstellung von PHA
Das bewerkstelligen Bakterien namens Ralstonia eutropha beziehungsweise Cupriavidus necator, auch als Knallgas-Bakterien bekannt. Die lassen wir für uns ‚malochen‘“, lacht Riedel. „Wir setzen sie in eine Mineralsalzlösung, füttern sie mit Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff und Kohlenstoff. Den Kohlenstoff geben wir in Form von Abfallfetten hinzu. Dann lassen wir sie wachsen. Nach einer bestimmten Zeit entziehen wir den Bakterien den Stickstoff. Auf diesen Mangel reagieren sie, indem sie den nun überschüssigen Kohlenstoff im Abfallfett als Energiereserve in ihren Zellen anlegen und in PHA umwandeln.
Würden wir nach einer gewissen Zeit Stickstoff wieder hinzugeben, würden die Bakterien erst einmal das intrazellulär gespeicherte PHA als Energiequelle nutzen. Das machen wir natürlich nicht, denn wir wollen das in den Zellen produzierte PHA ja gewinnen, also extrahieren wir es mit Lösungsmitteln, die teilweise nach dem Prozess wieder zurückgewonnen werden können“, erklärt Riedel. Die Forscher arbeiten an alternativen Aufarbeitungsmethoden, die den Prozess langfristig kostengünstiger und noch nachhaltiger machen sollen.
Dr.-Ing. Sebastian L. Riedel übrigens hatte seine Forschungen an PHA vor zehn Jahren in den USA am Massachusetts Institute of Technology (MIT) mit Palmöl begonnen. „Das ist ein super unkomplizierter Ausgangsstoff für die Produktion der Substanz“, so Riedel. Aber die Palmölplantagen rücken dem Regenwald zu Leibe. Als er 2012 an die TU Berlin kam, stellte er seine Forschungen mit Palmöl ein. „Ersatz für Plastik gefunden, Regenwald abgeholzt – das kann ja nicht das Ergebnis von Forschung sein“, begründet Riedel seine Entscheidung. Seit 2017 baut Riedel seine PHA-Forschung mit biogenen Reststoffen am Fachgebiet Bioverfahrenstechnik aus, das sich der Entwicklung nachhaltiger Bioprozesse verschrieben hat.
