{"id":80375,"date":"2020-10-29T06:41:42","date_gmt":"2020-10-29T05:41:42","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.biofuelsdigest.com%2Fbdigest%2F2020%2F10%2F18%2Fcontrolled-release-of-fertilizer-thanks-to-biopolymer-chips%2F"},"modified":"2020-10-28T18:03:22","modified_gmt":"2020-10-28T17:03:22","slug":"duenger-kontrolliert-freisetzen-dank-biopolymer-chips","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/duenger-kontrolliert-freisetzen-dank-biopolymer-chips\/","title":{"rendered":"D\u00fcnger kontrolliert freisetzen dank Biopolymer-Chips"},"content":{"rendered":"

In Deutschland sind wiederholt die Grenzwerte f\u00fcr den Nitrateintrag \u00fcberschritten worden, unter anderem durch D\u00fcngemittel im Boden. Biopolymere k\u00f6nnten Abhilfe schaffen.<\/strong><\/p>\n

Ingenieurinnen und Ingenieure haben ein Verfahren konzipiert, mit dem D\u00fcnger gezielter in landwirtschaftlich genutzte B\u00f6den eingebracht werden kann. Dabei wird das D\u00fcngemittel in einem Biopolymer-Schaum verkapselt, aus dem es kontinuierlich freigesetzt werden kann. \u00dcber die Technik berichtet das Wissenschaftsmagazin Rubin der RUB. Die Arbeiten fanden unter Leitung von Prof. Dr. Sulamith Frerich, Arbeitsgruppe Virtualisierung verfahrenstechnischer Prozesse, statt und sind eingebettet in die Forschung zum verantwortungsvollen Umgang mit Polymeren durch zirkul\u00e4res Wirtschaften des Teams um Prof. Dr. Eckhard Weidner, Inhaber des Lehrstuhls f\u00fcr Verfahrenstechnische Transportprozesse an der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und Leiter von Fraunhofer Umsicht.<\/p>\n

Doktorandin Diana Keddi testete zwei Verfahren, mit denen sie eine stickstoffhaltige Substanz \u2013 in diesen Tests Harnstoff \u2013 in einen Biopolymer-Schaum einbetten konnte. \u201eUm das Freisetzungsverhalten steuern zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen wir gezielt eine Tr\u00e4germatrix f\u00fcr den D\u00fcnger aufbauen\u201c, erkl\u00e4rt sie. \u201eDa der Boden nicht mit dem Kapselmaterial kontaminiert werden soll, ist es au\u00dferdem vorteilhaft, wenn das Material biologisch abbaubar ist.\u201c Sie verwendet daf\u00fcr das Biopolymer Polymilchs\u00e4ure, kurz PLA f\u00fcr polylactic acid, das aus Mais oder Zuckerrohr gewonnen werden kann. Der verkapselte D\u00fcnger lag am Ende in Form von Chips vor, \u00e4hnlich den Verpackungschips aus PLA, die heute statt Styropor als Verpackungsmaterial verwendet werden.<\/p>\n

Temperatur gering halten<\/h3>\n

\u201eDie gr\u00f6\u00dfte Herausforderung, wenn man einen por\u00f6sen Verbund aus PLA und Harnstoff herstellen m\u00f6chte, ist, das Biopolymer zu verarbeiten, ohne den Harnstoff dabei thermisch zu zersetzen\u201c, schildert Diana Keddi. Harnstoff schmilzt bei etwa 130 Grad Celsius, Polymilchs\u00e4ure hingegen bei Normaldruck erst bei 140 bis 170 Grad Celsius, je nach Typ. Erh\u00f6ht sich jedoch der Gasdruck, verringert sich die Schmelztemperatur.<\/p>\n

Diana Keddis Versuche ergaben, dass je nach PLA-Typ ein Druck zwischen 200 und 350 bar in einer CO2<\/sub>-Atmosph\u00e4re ben\u00f6tigt wird, um das Biopolymer zu verarbeiten. Dann schmilzt die Polymilchs\u00e4ure schon unter 130 Grad Celsius und somit unterhalb der Schmelztemperatur des Harnstoffs. Die Wissenschaftlerin nutzte dar\u00fcber hinaus eine zweite Methode, das sogenannte Gas-Antisolvent-Verfahren, das sogar nur Temperaturen von 40 Grad Celsius und einen Druck von 100 bis 180 bar erforderte.<\/p>\n

Harnstoff wird \u00fcber die Zeit freigesetzt<\/h3>\n

Mit beiden Verfahren konnte Diana Keddi Verb\u00fcnde aus PLA und Harnstoff herstellen und zeigte anschlie\u00dfend, dass die stickstoffhaltige Substanz aus dem PLA-Schaum bei kontinuierlicher Durchsp\u00fclung innerhalb von zwei Stunden freigesetzt wird. \u201eOhne Verkapselung w\u00fcrde der gesamte Harnstoff in diesem Versuchsaufbau innerhalb von zwei Minuten freigesetzt werden\u201c, vergleicht die Forscherin. \u201eWir k\u00f6nnen die Freisetzungsdauer also mit der Verkapslung um ein Vielfaches verl\u00e4ngern.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In Deutschland sind wiederholt die Grenzwerte f\u00fcr den Nitrateintrag \u00fcberschritten worden, unter anderem durch D\u00fcngemittel im Boden. Biopolymere k\u00f6nnten Abhilfe schaffen. Ingenieurinnen und Ingenieure haben ein Verfahren konzipiert, mit dem D\u00fcnger gezielter in landwirtschaftlich genutzte B\u00f6den eingebracht werden kann. Dabei wird das D\u00fcngemittel in einem Biopolymer-Schaum verkapselt, aus dem es kontinuierlich freigesetzt werden kann. \u00dcber […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[14679,6026],"supplier":[1806],"class_list":["post-80375","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biologisch","tag-biopolymers","supplier-ruhr-universitaet-bochum"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80375","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80375"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80375\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80375"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80375"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80375"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=80375"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}