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4,5 Millionen Tonnen an Ananaspflanzenabfällen werden jährlich in Costa Rica zum Problem: Als Nährboden für Stechmücken beeinträchtigen sie die Viehzucht, durch ihren hohen Säuregehalt übersäuern sie den Boden und durch ihre Verbrennung – die herkömmliche Entsorgungsmethode – wird das Grundwasser verunreinigt und CO₂ ausgestoßen. eco:fibr hat ein neues Verfahren zur Zellulosegewinnung entwickelt, mit dem sie das Entsorgungsproblem der Ananasabfälle lösen und gleichzeitig Bäume vor der Abholzung bewahren.

Zellstoff aus Ananas statt Holz

Ananaspflanzenreste stellen den idealen Rohstoff dar: Kostenlos, in großen Mengen verfügbar und durch die Verwertung werden gleich mehrere Umweltproblematiken angegangen. Gegenüber der konventionellen Papierproduktion ist die Zellulosegewinnung aus Ananasblättern deutlich umweltfreundlicher, da die Ananaspflanze durch ihren geringeren Ligningehalt mit einem weicheren Verfahren, ergo niedrigerem Wasserverbrauch, verarbeitet werden kann. Zudem wird das Endprodukt nicht mit chlorhaltigen Substanzen gebleicht, ist daher vollständig und unbedenklich biologisch abbaubar. Aus dem Holz-Substitut können diverse umweltfreundliche Papierprodukte, von Kartonage bis Grafikpapier, hergestellt werden.

Marktreife

eco:fibr hat sich vom Studierendenprojekt zum Start-up entwickelt und wurde dafür mit dem Gründungsstipendium gefördert. Damit wird nun eine Pilotanlage auf der Partnerplantage in Costa Rica gebaut, um erste Margen des Zellstoffes zu produzieren und Kunden für die Großproduktion zu gewinnen.
 

Ob auf der Arbeit oder zu Hause: Anhaltender Lärm verursacht häufig Stress und schadet der Gesundheit. Beim Innenausbau werden Wände daher oft mit sogenannten Schallabsorbern verkleidet. Die offenporige Oberfläche der Dämmelemente nimmt den Schall auf und kann so die Raumakustik verbessern. Die Platten bestehen jedoch in der Regel aus Mineralfasern oder Kunststoffschäumen, die wenig nachhaltig sind und sich nur schwer recyceln lassen. Forschende am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT entwickeln derzeit gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP eine biobasierte und damit umweltfreundliche Alternative.

Schallabsorber aus Pilzen

„Im Rahmen der Materialentwicklung stehen pflanzliche Substrate und Pilzmyzel im Fokus“, erklärt Julia Krayer, Projektleiterin am Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen. Aktuell arbeiten sie und ihr Team an Schallabsorbern aus Pilzmyzel. Dabei handelt es sich um ein sehr feines Geflecht von Pilzfäden, das in der Natur unterirdisch wächst und je nach Pilzart eine Größe von über einem Quadratkilometer erreichen kann. Für die Herstellung der pilzbasierten Akustikelemente wird das Pilzmyzel im Labor auf einem pflanzlichen Substrat gezüchtet.

Pilzmyzel auf pflanzlichem Substrat

Dieses Substrat ist ein Mix aus Stroh, Holz und Abfällen aus der Lebensmittelproduktion „Daraufhin wird das gesamte Substrat von den Myzel-Fäden durchwachsen und bildet so eine feste Struktur“, so Krayer. In einem 3D-Drucker kann das Substrat in einer beliebigen Form gedruckt werden. Um die Pilze abzutöten, wird das Material im Ofen getrocknet.

Porentiefe per 3D-Druck optimieren

Wie herkömmliche Schallabsorber verfügt das biobasierte Pendant an der Oberfläche über offene Zellwände. Diese können den Schall aufnehmen. In Kombination mit gedruckten Porenstrukturen ist das Material als Schallabsorber bestens geeignet. Im Vergleich zu herkömmlichen Akustikplatten sind die pilzbasierten Elemente nicht nur genauso leistungsfähig, sondern auch noch nachhaltig und umweltfreundlich. Aber nicht nur das: „Durch die feste, vom Pilzmyzel durchwachsene Struktur wären in Zukunft Schallabsorber aus deutlich dünneren Schichten möglich“, so Roman Wack vom Fraunhofer IBP in Stuttgart. Außerdem kann mit Hilfe des 3D-Druckes die Porentiefe des Materials bestimmt werden. Das ermöglicht eine ständige Optimierung des Schallabsorbers. Derzeit sind verschiedene Prototypen des pilzbasierten Schallabsorbers in der Entwicklung.

bb

Tabakpflanzen als „grüne Bioreaktoren“ für die Medizin: Das sogenannte „Molecular Farming“ ist ein vielversprechender Ansatz der modernen Pflanzenbiotechnologie. Holger Spiegel beschäftigt sich am Fraunhofer-Institut IME in Aachen seit Jahren mit dieser Technologie. Sein Team demonstrierte mit seiner jüngst entwickelten automatisierten Anlage erfolgreich die Eignung der Tabakpflanzen für die Biopharmaproduktion im Kampf gegen die Corona-Pandemie: Aktuell werden in den Aachener Laboren Teile der Hülle des Corona-Virus in Pflanzen synthetisiert und aufgereinigt, die den Nachweis von SARS-Cov-2-Antikörpern im Blut von Patienten ermöglichen.