Prozess-, Verfahrenstechnik

Cellulose-Endlosfasern aus dem 3D-Drucker

Faserverbundwerkstoffe sind keine Erfindung des Menschen: In der Natur existiert dieses Konzept schon lange, um mit wenig Energie und Material stabile Strukturen hervorzubringen. Pflanzen verbinden dazu häufig verstärkende Fasern aus Collagen oder Cellulose mit einem Gerüst aus Lignin, Hemicellulose oder Collagen, das für die Form sorgt. Ein Forschungsteam des Deutschen Instituts für Textil- und Faserforschung in Denkendorf möchte diesen Ansatz nun im 3D-Druck imitieren.

Thermoformbares Papiermaterial als Kunststoffersatz

Verpackungen gibt es aus Kunststoff. Es gibt sie aus Papier. Und dort, wo Papier zu empfindlich ist, erfüllt oft beschichtetes Papier seinen Zweck. Doch nur das reine Papier erreicht hohe Sammel- und Recyclingquoten. Kunststoffe scheitern hingegen oft an Sortierproblemen oder fehlenden Verfahren. Beschichtetes Papier müsste von der Beschichtung getrennt werden, bevor es einem Recycling zugeführt werden könnte. Was läge also näher, als auch dort papierbasierte Verpackungen einzusetzen, wo heute noch Kunststoffe oder beschichtete Papiere üblich sind?

Alternativen zu Palmöl – Macauba-Palme und Mikroben als Ölquellen der Zukunft?

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Palmöl ist günstig, vielseitig einsetzbar und das meistangebaute Pflanzenöl der Welt. Doch Anbau und Produktion haben starke Auswirkungen auf Mensch, Klima und Biodiversität. Die südamerikanische Macauba-Palme könnte eine Alternative sein. Sie ist beinahe so effizient wie die Ölpalme, für ihren Anbau müssten aber keine neuen Flächen gerodet werden und der Regenwald bliebe verschont. An der Universität Hohenheim und am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung in Freising wird seit einigen Jahren ihr Potenzial erforscht. Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat die Projekte unterstützt.

Die Hoffnungsträger an der Technischen Universität München wiederum sind nur unter dem Mikroskop zu erkennen. Als Teil des BMBF-geförderten „GreenCarbon“-Projekts werden hier winzig kleine Hefezellen zu möglichen Ölproduzenten der Zukunft gemacht. Das biotechnologisch hergestellte Hefeöl ist chemisch identisch mit Palmöl und kann hocheffizient auf kleinstem Raum produziert werden. Die Wissenschaft gibt also durchaus Hoffnung, nachhaltigen Öl-Alternativen auf der Spur zu sein und einer Ausweitung des Palmölanbaus im tropischen Regenwald entgegenzuwirken.

Testlauf für Agrarproduktion an Kläranlagen

Die Landwirtschaft steht vor großen Umbrüchen. Sie belastet Böden und Gewässer, in die Nitrat und Phosphat einsickern. Die Flächen müssen infolge der Klimakrise zunehmend bewässert werden – gleichzeitig ist die Landwirtschaft ein Treiber der Klimakrise. Nicht zuletzt zeigen aktuelle Entwicklungen, dass eine Abhängigkeit von Importen die Preise explodieren lassen kann. Das Forschungsprojekt SUSKULT entwickelt daher alternative Produktionswege für Nahrungsmittel, die im urbanen Raum regionale Angebote schaffen können.

Epoxidharz aus Orangenschalen

Biobasiert – aber nicht ganz. Das liest man immer wieder, wenn man sich mit nachhaltigen Baustoffen wie beispielsweise Biofaserverbundwerkstoffen beschäftigt. Zwar gibt es Naturfasern mit hervorragenden ökologischen und technischen Eigenschaften, doch um daraus den gewünschten Werkstoff herzustellen, wird auch Harz benötigt. Und da fällt die Wahl bislang häufig auf erdölbasierte Produkte, weil geeignete nachhaltige Alternativen begrenzt sind.

Aus Molkenreststoff werden Biochemikalien

Die Milchindustrie hat durch die intensive Viehhaltung einen erheblichen Anteil an Umweltschäden und Treibhausgasemissionen. Um so wichtiger ist es, die Milch möglichst vollständig und abfallfrei zu verwerten. Darin ist die Branche schon recht gut: Selbst die Molke, von der allein in Deutschland jährlich 12,6 Mio. Tonnen anfallen, wird zu großen Teilen weiterverarbeitet. Jetzt haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) und der TU Dresden ein Verfahren entwickelt, um die Reststoffnutzung noch weiter auszudehnen.

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