{"id":57922,"date":"2018-11-06T06:42:16","date_gmt":"2018-11-06T05:42:16","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fbiologisch-abbaubares-plastik.html"},"modified":"2018-11-03T17:59:32","modified_gmt":"2018-11-03T16:59:32","slug":"biologisch-abbaubares-plastik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biologisch-abbaubares-plastik\/","title":{"rendered":"Biologisch abbaubares Plastik"},"content":{"rendered":"

Kunststoffe sind aus dem allt\u00e4glichen Leben nicht mehr wegzudenken. Die Auswirkungen sind jedoch fatal, wenn sie in die Kreisl\u00e4ufe der Umwelt gelangen. Prof. Dr. Stephanie Stute von der Fakult\u00e4t Verfahrenstechnik der TH N\u00fcrnberg forscht an biobasiert hergestellten Kunststoffen, die biologisch abbaubar sind. In ihrem Projekt \u201eBiobasierte Herstellung des biologisch abbaubaren Bio-Kunststoffes Polybutters\u00e4ure\u201c entwickelt sie ein kontinuierliches und damit wirtschaftlicheres Herstellungsverfahren f\u00fcr den Bio-Kunststoff Poly-butters\u00e4ure. Die Staedtler-Stiftung f\u00f6rdert das Projekt mit 40.000 Euro.<\/strong><\/p>\n

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Foto: Oliver Kussinger<\/figcaption><\/figure>\n

Kunststoffe finden sich in allen Lebensbereichen. F\u00fcr die Herstellung verbraucht die Industrie wertvolle Ressourcen wie Erd\u00f6l. Besonders problematisch ist die Verwendung von Kunststoffen f\u00fcr Verpackungen mit einmaliger Nutzung. Der Plastikm\u00fcll landet oft in der Umwelt. Ein Resultat daraus ist die gr\u00f6\u00dfte M\u00fcllinsel im Pazifik, die 80.000 Tonnen Plastik umfasst und mit 1,6 Millionen Quadratkilometern mehr als viermal so gro\u00df wie Deutschland ist. Das Folgenschwere daran ist, das beispielsweise PET-Flaschen rund 450 Jahre brauchen, bis sie im Wasser zerfallen und als Mikroplastik auf den Meeresgrund sinken.<\/p>\n

Die Bundesregierung z\u00e4hlt in ihrer \u201eHightech-Strategie 2020 f\u00fcr Deutschland. Ideen. Innovation. Wachstum.\u201c die Biotechnologie zu den Schl\u00fcsseltechnologien f\u00fcr eine zukunftsf\u00e4hige deutsche Wirtschaft. Vor diesem Hintergrund forscht Prof. Dr. Stephanie Stute von der Fakult\u00e4t Verfahrenstechnik an der TH N\u00fcrnberg an biobasiert hergestellten Kunststoffen, die biologisch abbaubar sind. In ihrem Projekt \u201eBiobasierte Herstellung des biologisch abbaubaren Bio-Kunststoffes Polybutters\u00e4ure\u201c entwickelt sie ein kontinuierliches und damit wirtschaftlicheres Herstellungsverfahren f\u00fcr den Bio-Kunststoff Polybutters\u00e4ure (PHB). \u201eDie Polybutters\u00e4ure ist ein farbloser Polyester und gilt als vielversprechendster Ersatz f\u00fcr petrochemische Polymere. Bisher sind die Herstellungskos-ten f\u00fcr diesen Bio-Kunststoff sehr hoch, weshalb die Industrie ihn noch nicht im gro\u00dfen Ma\u00dfstab einsetzt\u201c, so Prof. Dr. Stephanie Stute. Das derzeitige Herstellungsverfahren von Polybutters\u00e4ure durch Bakterien kann hinsichtlich der Produktivit\u00e4t noch deutlich verbessert werden.<\/p>\n

Viele Bakterien-Arten lagern PHB als Speicherstoff in ihren Zellen ein. Um den Stoffwechselprozess der Bakterien bei der PHB-Synthese im gro\u00dfen Ma\u00dfstab nutzen zu k\u00f6nnen, ist es erforderlich, f\u00fcr die Anzucht der ben\u00f6tigten Bakterienzellen und f\u00fcr die nachfolgende PHB-Produktion unterschiedliche Prozessbedingungen technisch zu realisieren. \u201eEine rasche Zellteilung und das damit verbundene mikrobiologische Wachstum sind nur bei einer optimalen Versorgung der Bakteri-enzellen mit N\u00e4hrstoffen und Sauerstoff m\u00f6glich. F\u00fcr die Einlagerung von Polybutters\u00e4ure ben\u00f6tigen die Bakterien allerdings Mangelbedingungen\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Stephanie Stute.<\/p>\n

Der neue Ansatz basiert auf zwei hintereinandergeschalteten Bioreaktoren, die kontinuierlich unter Zulauf von N\u00e4hrstoffen betrieben werden. In der ersten Stufe herrschen optimale Wachstumsbedingungen. In der zweiten Stufe wird gezielt ein N\u00e4hrstoffmangel eingestellt, so dass die Einlagerung von PHB in den Bakterien beginnt und durch den Zulauf ausgew\u00e4hlter N\u00e4hrstoffe verst\u00e4rkt wird. Die Bakterien bilden so gro\u00dfe Mengen des Produkts. Am Auslauf des zweiten Bioreaktors trennt das Team von Prof. Dr. Stephanie Stute die Bakterienzellen vom N\u00e4hrmedium ab und bereitet das Produkt PHB aus den Bakterienzellen auf.<\/p>\n

Das Bakterium C. necator lagert beispielsweise PHB von bis zu 80 Prozent der Biotrockenmasse ein und bietet damit das Potenzial zur Massenproduktion. Die Kosten f\u00fcr die ben\u00f6tigten Rohstoffe k\u00f6nnen einen Gro\u00dfteil der Gesamtkosten betragen, so dass die Nutzung von kosteng\u00fcnstigen industriellen Reststr\u00f6men von gro\u00dfem Interesse ist. Pro Tonne hergestelltem Biodiesel entstehen etwa 100 kg Rohglycerin, das die Industrie in Deutschland h\u00e4ufig nur gegen niedriges Entgelt verkaufen kann oder sogar kostenpflichtig entsorgen muss. Das Rohglycerin steht daher in ausreichender Menge zur Verf\u00fcgung, und hat das Potenzial die Produktionskosten des Bio-Kunststoffs erheblich zu reduzieren. Prof. Dr. Stephanie Stute generiert auf der Basis dieses Reststoffs ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren f\u00fcr PHB, um dadurch biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe zu produzieren. Das Projekt \u201eBiobasierte Herstellung des biologisch abbaubaren Bio-Kunststoffes Polybutters\u00e4ure\u201c wird mit 40.000 Euro von der Staedtler-Stiftung gef\u00f6rdert und markiert den Startpunkt der Forschungsarbeiten im Fachgebiet Bioverfahrenstechnik an der TH N\u00fcrnberg \u2013 ein Beitrag zu einer nachhaltigen und wissensbasierten Wirtschaftsform.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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