In der Europäischen Union werden Insekten bereits seit längerem kommerziell gezüchtet, wie zum Beispiel die Schwarze Soldatenfliege. Sie ist längst als wertvoller Baustein einer biobasierten Kreislaufwirtschaft identifiziert: Die Larven von Hermetia illucens sind nicht nur reich an Proteinen und Fetten. Sie können vor allem große Mengen an Rest- und Abfallstoffen als Futter verwerten. Das Mehl der Insekten kann in der Tierhaltung als Futtermittelzusatz und Sojaersatz eingesetzt werden. Auch das Insektenfett wäre grundsätzlich in der Tierernährung nutzbar, bietet jedoch weitaus mehr Potenzial.
Hochleistungsschmierstoffe aus Insektenfett
Hier setzt das Projekt BioLube an, das von der Hermetia Baruth GmbH koordiniert wurde. Das Brandenburger Unternehmen ist auf die Züchtung der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) spezialisiert. Im Projekt hat ein Team um Franziska Schindler von Hermetia den technischen Einsatz von Insektenfetten angepeilt. Das Ziel war die Entwicklung biobasierter und biologisch abbaubarer Hochleistungsschmierstoffe.
Das Vorhaben wurde von 2021 bis 2024 vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (ehemals Bundesministerium für Bildung und Forschung) mit knapp 265.000 Euro im Rahmen der Fördermaßnahme „KMU-innovativ: Bioökonomie“ gefördert. Daran beteiligt waren das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) sowie die Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. (PPM) und Danico GmbH.
Für die Industrie sind Hochleistungsschmierstoffe wie Hydrauliköle unerlässlich: Sie schützen Maschinen und Anlagen, indem sie Reibung und Verschleiß reduzieren, Korrosion verhindern, aber auch Energie sparen. Diese hochwertigen Schmierstoffe bestehen jedoch meist aus erdölbasierten Rohstoffen, die, wenn sie in die Umwelt gelangen, Schaden anrichten können.
„Wir wollten daher eine Alternative zum mineralölbasierten Schmierstoff entwickeln. Zwar gibt es schon biologisch abbaubare Schmierstoffe auf Pflanzenbasis. Aber auch hier ist die Konkurrenz um Land und Nahrungsmittelproduktion ein Problem“, erklärt Franziska Schindler, Projektkoordinatorin und Leiterin des Bereichs Forschung und Entwicklung bei der Hermetia.
Doch die Anforderungen an Hochleistungsschmierstoffe sind hoch, da ihr Einsatz zu jeder Zeit gewährleistet sein muss. Das gilt vor allem für Maschinen, die im Freien eingesetzt werden und mit Kälte und Frost konfrontiert sind, wie in der Forst- und Landwirtschaft. Daher müssen Spezialfette zähflüssig sein. Doch nicht nur die sogenannte Viskosität im Niedrigtemperaturbereich ist hier entscheidend. „Wichtig ist auch ein hoher Flammpunkt, der verhindert, dass sich das Fett entzündet, und der Reinigungsgrad, damit im Fett keine Schmutzpartikel vorhanden sind.“
Laurinsäure qualifiziert Insektenfett für technischen Einsatz
Gerade was die Viskosität betrifft, bringt Insektenfett laut Schindler von Natur aus gute Voraussetzungen mit. Denn die Fette haben einen sehr hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren. Vor allem die Laurinsäure, die auch in pflanzlichen Fetten wie Kokos- und Palmkernöl vorkommt, qualifiziert Insektenfette für den anspruchsvollen technischen Einsatz.
Wie die Umwandlung dieser Fette zum Hochleistungsschmierstoff genau vonstattengeht, ist laut Schindler ein „Firmengeheimnis“. Aber so viel darf verraten werden: Nach der Gewinnung der Insektenfette werden diese behandelt, damit sie lagerfähig sind. Danach erfolgt eine Raffination des Rohfettes in Form einer mehrstufigen Veredelung zum Bioschmierstoff, der abschließend verestert wird.
„Bei der Veresterung haben wir verschiedene Alkohole getestet sowie die Bioschmierstoffe, die daraus resultierten“, berichtet die promovierte Molekularbiologin. Eine Herausforderung war demnach, den Alkohol zu finden, der eine sehr gute Viskosität erzielt und bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig bleibt. Der Kandidat, der die Eigenschaften mitbrachte, war 2-Ethyl-Alkohol. „Mit diesem Alkohol konnten wir einen niedertemperaturgeeigneten Bioschmierstoff mit zugleich hohem Flammpunkt herstellen.“
Bioschmierstoff überzeugt bei Fahrradbremstest
Zirka 100 Milliliter des biobasierten und biologisch abbaubaren Schmierstoffs auf Basis von Insektenfett erzeugte das BioLube-Team im Labor. Damit wurden bereits erste Tests an einem Fahrrad beim Projektpartner Danico durchgeführt. Bei einem Fahrradbremstest nach DIN-4210-2:2023-05 wurde die Bremsleistung des innovativen Bioschmierstoffes mit der eines herkömmlichen Hydrauliköls verglichen. Das Ergebnis: Im Vergleich zum BioLube-Produkt bestand das erdölbasierte Pendant eines namhaften Herstellers den Test nicht. „Wir haben damit gezeigt, dass es möglich ist, ein technisches Produkt aus Insektenfett herzustellen, das auch gewisse Parameter wie DIN-Vorgaben erfüllt“, resümiert die Forscherin.
Als Nächstes sucht die Hermetia GmbH nach Partnern, um das Produkt weiterzuentwickeln und auf den Markt zu bringen. „Die Maschinen sind vorhanden. Zur Herstellung unseres Bioschmierstoffs können die gleichen Maschinen genutzt werden, die für mineralölbasierte Schmierstoffe oder Pflanzenöle zum Einsatz kommen“, betont Schindler.
Eine Voraussetzung für die industrielle Herstellung der insektenfettbasierten Schmierstoffe ist allerdings, dass genügend Larvenbiomasse vorhanden ist, um Fette zu produzieren, und das so kostengünstig wie möglich. Dafür ist wiederum die Wahl des Futters entscheidend. Im Projekt bekamen die Insekten vorrangig weizenbasierte Kost als Nahrung, aber auch andere Reststoffe aus der Agrar- und Lebensmittelproduktion wurden erprobt.
Projekt BioLube – Projektpartner und Aufgaben
Hermetia Baruth GmbH (Koordinator) - Recherche und Untersuchung der Reststoffe
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (Projektleitung) - Recherche und Untersuchung der Reststoffe
Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. (PPM) - Raffination und Herstellung der Schmierstoffe
Danico GmbH – Test des Schmierstoffes und Beratung
„Die Hermetia Baruth GmbH ist immer auf der Suche nach potenziellen Substraten. Denn mehr Larvenbiomasse bedeutet mehr Fette und Proteine. Im Projekt haben wir daher auch eine Futterstoffdatenbank mit potenziellen Substraten aufgebaut und diese untersucht“, berichtet die Projektkoordinatorin. In der Datei sind alle zertifizierten Futtermittel für Insekten und deren Eigenschaften aufgelistet. Hinsichtlich der Futterverwertung überzeugten vor allem Rückstände der Kartoffel-, Erbsen- und Sojaproduktion. Wie genau diese Reststoffe den Fettgehalt der Insekten beeinflussen, blieb im Projekt zwar noch offen, eröffnet jedoch spannende Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen und zukünftige Optimierungspotentiale.
Autorin: Beatrix Boldt
