Die N\u00fcrnberger Bioingenieurin Stephanie Stute entwickelt ein effizientes und kosteng\u00fcnstiges Verfahren zur Herstellung biobasierter und biologisch abbaubarer Kunststoffe aus Polybutters\u00e4ure.<\/p>\n
Kunststoffe und Plastikverpackungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch sie sind gleich in mehrfacher Hinsicht eine Bedrohung f\u00fcr die Umwelt: Herk\u00f6mmliche Kunststoffe sind meist erd\u00f6lbasiert und verbrauchen f\u00fcr die Herstellung enorm viele Ressourcen. Au\u00dferdem sammeln sich gro\u00dfe M\u00fcllberge von Einwegplastikprodukten an. Da viele Kunststoffe kaum oder gar nicht recycelt werden, zerfallen sie im Laufe ihres jahrzehntelangen Abbaus in sogenannte Mikroplastikpartikel. Diese reichern sich\u00a0sowohl auf dem Land als auch\u00a0im Wasser an und gelangen so in die Nahrungskette. Eine nachhaltige Alternative bieten biobasierte Kunststoffe, die in ihrer Herstellung wesentlich ressourcenschonender sind. Einige sind zudem auch biologisch abbaubar. Noch ist die Herstellung von Bioplastik meist teurer als die Produktion herk\u00f6mmlicher Kunststoffe. Die N\u00fcrnberger Bioingenieurin Stephanie Stute will das \u00e4ndern: Sie arbeitet an einem Verfahren, das die Herstellung biobasierter und biologisch abbaubarer Kunststoffe aus Polybutters\u00e4ure effizienter und kosteng\u00fcnstiger macht.<\/p>\n
Frage
\nEs gibt mittlerweile verschiedene Arten von biobasierten Kunststoffen. Warum haben Sie sich f\u00fcr die Polybutters\u00e4ure entschieden?<\/p>\n
Antwort
\nPolybutters\u00e4ure\u00a0\u00a0\u2013 kurz PHB f\u00fcr Polyhydroxybutyrat \u2013 ist ein Kunststoff, der viele Eigenschaften von g\u00e4ngigen Massenkunststoffen in sich vereint. PHB hat vergleichbare technische Eigenschaften wie die petrochemischen Kunststoffe Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) und l\u00e4sst sich in den g\u00e4ngigen Herstellungsverfahren wie Extrusion und\u00a0Spritzgie\u00dfen beispielsweise zu Verpackungsfolien\u00a0oder Formteilen wie Einwegbesteck verarbeiten. PHB kann somit ohne gr\u00f6\u00dfere technische H\u00fcrden bereits als Ersatz f\u00fcr petrochemische Kunststoffe f\u00fcr eine Vielfalt von Produkten eingesetzt werden. Dar\u00fcber hinaus ist PHB auch bei h\u00f6heren Temperaturen formstabil, weist gute Barriereeigenschaften gegen\u00fcber Sauerstoff und Wasserdampf auf und ist zus\u00e4tzlich biologisch abbaubar, was nicht jeder biobasiert hergestellte Kunststoff ist. Und nicht zuletzt ist der Fermentationsprozess zur Herstellung des Werkstoffs PHB aus verfahrenstechnischer Sicht reizvoll.<\/p>\n
Frage
\nDie Herstellungskosten f\u00fcr Polybutters\u00e4ure sind zur Zeit noch sehr hoch. Woran liegt das?<\/p>\n
Antwort
\nPHB kostet bisher im Vergleich zu Polyethylen (PE) das F\u00fcnffache oder mehr. Die h\u00f6heren Herstellungskosten f\u00fcr PHB liegen zum einen am Fermentationsverfahren, das im Vergleich zu den technisch ausgereizten und optimierten chemischen Synthesen noch eine geringe Produktivit\u00e4t aufweist. Zum anderen sind die f\u00fcr die Fermentation verwendeten Rohstoffe, verglichen mit dem aus Erd\u00f6l gewonnenen Ethen f\u00fcr die Herstellung von PE, kostspieliger. Weitere Gr\u00fcnde sind die geringere Produktionskapazit\u00e4t, die wenigen Anbieter am Markt und der noch nicht gen\u00fcgend etablierte Einsatz von PHB.<\/p>\n
Frage
\nWie wollen Sie die biotechnologische Herstellung verbessern und dadurch die Kosten senken?<\/p>\n
Antwort
\nEin wichtiger Aspekt ist die Gesamtproduktivit\u00e4t, also wie viel Produkt kann in wie viel N\u00e4hrl\u00f6sung in einem Produktionsjahr hergestellt werden. Die Jahresproduktivit\u00e4t, die sich mitunter aus den m\u00f6gli\u00adchen Produktionszyklen ergibt, wird im bisher g\u00e4ngigen Fed-Batch-Verfahren durch immer wieder anfallende R\u00fcstzeiten f\u00fcr Reaktorreinigung, Bef\u00fcllen, Sterilisation und vieles mehr geschm\u00e4lert. Daher m\u00f6chte ich ein kontinuierliches Verfahren entwickeln, das durch die Reduktion von R\u00fcstzeiten eine deutlich h\u00f6here Jahresproduktion bei gleichbleibender Produktqualit\u00e4t erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Frage
\nWenn Sie zwischen biobasiertem und biologisch abbaubarem Plastik w\u00e4hlen m\u00fcssten, wof\u00fcr w\u00fcrden Sie sich entscheiden und warum?<\/p>\n
Antwort
\nEine schwierige Entscheidung, aber ich w\u00fcrde mich f\u00fcr bioabbaubares Plastik entscheiden. Denn Plastik ist ein au\u00dferordentlich praktisches und vielseitiges Material. Allerdings werden insbesondere Verpackungen oder Plastikt\u00fc\u00adten h\u00e4ufig nach kurzer, einmaliger Nutzung weggeworfen und belasten bei un\u00fcberlegter, aber auch bei geregelter Entsor\u00adgung die Umwelt. Weltweit betrachtet, sammelt sich achtlos weggeworfener Plastikm\u00fcll in den Weltmeeren zu enormen schwimmenden Inseln an, und die beim Degradie\u00adren des M\u00fclls entstehende Mikroplastik reichert sich in der Nahrungskette an. W\u00e4re dieser Plastikm\u00fcll biologisch abbaubar, w\u00e4re allen Bewohnern dieses Planeten ein gro\u00dfer Dienst getan.\u00a0Zum Gl\u00fcck muss ich mich nicht entscheiden, sondern kann mit PHB beide Anforderungen bedienen.<\/p>\n
Frage
\nWas steht als n\u00e4chstes an?<\/p>\n
Antwort
\nDie Erstellung eines gr\u00f6\u00dferen Forschungsantrags mit mehreren Partnern aus Forschung und Wirtschaft. Im Fokus soll die Entwicklung eines PHB-Produktionsverfahrens f\u00fcr spezielle Branchensegmente wie beispielsweise Lebensmittelverpackungen sowie die \u00dcbertragung vom Labor- in den Technikumsma\u00dfstab stehen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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