ISC und IWKS stellen Entwicklungen für einen nachhaltigen Materialkreislauf vor

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Eine weitere Neuerung: smartQCC zur halbautomatischen Überprüfung volumetrischer Laborglasgeräte mittels Joystick (Foto: K. Dobberke / Fraunhofer ISC)

Würzburg — Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC aus Würzburg hat sich zum Ziel gesetzt, innovative Materialien und Verfahren für eine umweltgerechte Herstellung und für die Wiederverwertung von Produkten und Rohstoffen zu entwickeln. Materialen, die nicht wiederverwertet werden können, sollten zumindest biologisch abbaubar oder recyclingfähig sein. Unter dem Motto „Ressourcengebrauch statt -verbrauch“ steht auch die Arbeit der Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS mit Sitz in Alzenau/Hanau.

Neue Verwendungsmöglichkeiten für Bioabfälle

Die Projektgruppe IWKS erforscht neue Recycling- und Substitutionsmöglichkeiten für knappe Roh- und Werkstoffe. Zusammen mit Industriepartnern werden neue Technologien für die Rückgewinnung und Sortierung von Wertstoffen konzipiert. Entwicklungen der Projektgruppe fallen in den Bereich der Biowerkstoffe, die als Bioabfall zwar nicht mehr gebraucht werden, aber als pflanzliche Rohstoffe eine neue Verwendungsmöglichkeit finden. Sie können das Risiko verringern, dass der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen als Ersatz für erdölbasierte Materialien zur Konkurrenz von Anbauflächen für Nahrungsmittel wird. Bioabfallstoffe entstehen unter anderem in der Lebensmittel- und Pharmazieindustrie und können bei ihrer Wiederverwertung nicht nur zur Senkung von Rohstoffkosten, sondern auch zu einer nachhaltigeren Produktion beitragen. Sie eignen sich unter anderem als Ausgangsmaterial für Barriereschichten von Lebensmittelverpackungen.

Verpackungen mit variablen Bioabbau-Zeiten

Eine Alternative zu bislang verwendeten Kunststoffverpackungen auf Erdölbasis suchen Forscher im europäischen Projekt „DibbioPack“ – kurz für „Development of Injection and blow extrusion molded BIOdegradable and multifunctional PACKages by nanotechnology“. Im Rahmen des Projekts entwickelte das Fraunhofer ISC neuartige bioabbaubare Funktionsschichten, sogenannte bioORMOCER®re, die wie ein Lack auf Folien und andere Substrate aufgetragen werden können. Die Barriere aus bioORMOCER®en schützt den Inhalt vor Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen oder chemischen Substanzen oder lässt diese umgekehrt nicht entweichen. Bislang war die Barrierewirkung von herkömmlichen biologisch abbaubaren Materialien nicht ausreichend. Die neuartigen bioORMOCER®re aus Biopolymeren wie Cellulose und Chitosan zerfallen in bestimmten Rezepturen bereits nach sechs Wochen. Die Abbauraten können jedoch an gewünschte Verpackungseigenschaften angepasst werden, je nachdem ob Medikamente, Kosmetik oder Lebensmittel verpackt werden.

Abwasserreinigung mit Magnetpartikeln

Viele Düngemittel, Schwermetalle und andere Stoffe gelangen ins Abwasser und können daraus nur schwer wieder entfernt werden. Eine Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC und der Projektgruppe IWKS soll hier Abhilfe schaffen. Kleine, magnetische Spezialpartikel, die feinstverteilt dem Abwasser zugegeben werden, können (Schad-) Stoffe selektiv chemisch binden. Mithilfe eines Magneten werden die beladenen Partikel dann aus dem Wasser herausgezogen und anschließend kann der gebundene Stoff wieder abgetrennt werden. Da das Verfahren sehr selektiv arbeitet, lassen sich so auch sehr gering konzentrierte Stoffe mit hoher Reinheit zurückgewinnen. Sowohl die Partikel als auch die Stoffe können wiederverwertet werden. Für diese Entwicklung erhielt Dr. Karl-Sebastian Mandel den renommierten Deutschen Studienpreis der Körber-Stiftung.

In diesem Jahr stehen biobasierte Prozesse und Verfahren sowie Bioökonomie im Fokus der Achema, die vom 15. bis 19. Juni 2015 in Frankfurt stattfindet. Aktuelle Beispiele ihrer Entwicklungen präsentieren das Fraunhofer ISC und die Projektgruppe IWKS auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft, Halle 9.2, Stand D64.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC