Die H\u00e4lfte der 2 Mio. t Biokunststoff, die derzeit pro Jahr weltweit produziert werden, ist biologisch nicht abbaubar, die andere H\u00e4lfte teilweise nur schwer, sch\u00e4tzt Dr.-Ing. Sebastian L. Riedel, der mit Dr.-Ing. Stefan Junne und Bj\u00f6rn Gutschmann an der TU Berlin an der Herstellung von Polyhydroxyalkanoaten (PHA) forscht. PHA dagegen wird im Wasser und Boden vollst\u00e4ndig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut und sei gesundheitlich unbedenklich.<\/p>\n
\u201ePHA ist in der Natur, also im Boden oder im Meer, vollst\u00e4ndig und auch unter niedrigen Temperaturen biologisch abbaubar zu CO2 und Wasser\u201c, bekr\u00e4ftigte Riedel auf Nachfrage. \u201eDie Dauer ist nat\u00fcrlich auch von der Gr\u00f6\u00dfe abh\u00e4ngig. Aber Folien k\u00f6nnen durchaus schon in wenigen Wochen vollst\u00e4ndig abgebaut sein.\u201c<\/p>\n
Die Substanz kann aus vielen Rohstoffen wie Mais, Zucker, Glycerin oder Palm\u00f6l gewonnen werden. Riedel und Junne entschieden sich auf der Suche nach \u00f6kologisch unbedenklichen Varianten unter anderem f\u00fcr Abfallfette, die zum Beispiel in der Landwirtschaft (Tierkadaver), in der Gastronomie oder bei der Weiterverarbeitung von Lebensmittelabf\u00e4llen anfallen.<\/p>\n
Die Herstellung bewerkstelligen sogenannte Knallgasbakterien namens Cupriavidus necator (ehemals Ralstonia eutropha) in zwei bis drei Tagen. \u201eWir setzen sie in eine Mineralsalzl\u00f6sung, f\u00fcttern sie mit Stickstoff, Phosphor und Kohlenstoff\u201c, erl\u00e4utert Riedel. Die Kultivierung erfolge aerob bei 30 \u00b0C und pH 6,8.<\/p>\n
Die Bakterien reagieren auf Stickstoffmangel
\n\u201eDen 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 \u00fcbersch\u00fcssigen Kohlenstoff im Abfallfett innerhalb der Zelle in PHA umwandeln und so als Kohlenstoff- und Energiereserve nutzen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n
\u201e\u00dcber den gesamten Prozess bekommen wir eine Ausbeute von 0,6 kg PHA pro kg Abfallfett, was vergleichbar mit der Ausbeute von Palm\u00f6l ist\u201c, erl\u00e4uterte Riedel gegen\u00fcber Kunststoffe. Dabei arbeiten die Berliner Forscher standardm\u00e4\u00dfig mit Bioreaktoren bis 100 l Arbeitsvolumen mit einer maximalen PHA-Ausbeute von 100 g\/l. \u201eIn unserem jetzigen Forschungsprojekt \u00fcbertragen wir den Prozess in den Kubikmeterma\u00dfstab, so Riedel. \u201eGenerell spricht nichts dagegen, dass der Prozess auch in Bioreaktoren von 100 m3 und mehr l\u00e4uft.\u201c<\/p>\n
PHA-Kilopreis von unter 2 EUR als Ziel
\nDas in den Zellen produzierte PHA wird mit L\u00f6sungsmitteln extrahiert, die sich teilweise nach dem Prozess zur\u00fcckgewinnen lassen. Derzeit arbeiten die Forscher an Aufarbeitungsmethoden, die den Prozess kosteng\u00fcnstiger und noch nachhaltiger machen sollen. Angestrebt wird ein Prozess, der es erlaubt, PHA zu einem Kilopreis von unter 2 EUR anbieten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ausgangspunkt der Forschungen an PHA war f\u00fcr Riedel vor zehn Jahren am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Palm\u00f6l, ein laut Riedel \u201esuper unkomplizierter Ausgangsstoff\u201c. Seit 2017 baut er seine PHA-Forschung mit biogenen Reststoffen am Fachgebiet Bioverfahrenstechnik von Prof. Peter Neubauer an der TU Berlin aus, das sich der Entwicklung nachhaltiger Bioprozesse verschrieben hat.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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