Biokunststoff aus alten Brötchen: PEF ist vor allem für die Getränkeindustrie geeignet

Jährlich landen 500.000 Tonnen Kuchen, Brote und Brötchen in Biogasanlagen oder Verbrennungsöfen, weil sie für den Verkauf zu alt sind. Forscher in Stuttgart und Braunschweig haben jetzt eine bessere Verwertungsmöglichkeit gefunden. Sie wandeln die Stärke, die in den Altbackwaren steckt, in Hydroxymethylfurfural (HMF) um, das ist eine Basischemikalie, aus der Biokunststoff hergestellt werden kann, genauer Polyethylenfuranoat (PEF). Er könnte Polyethylenterephthalat (PET) ersetzen, aus dem beispielsweise Getränkeflaschen hergestellt werden. PEF ist leichter und haltbarer als PET, außerdem für Sauerstoff und Stickstoff fast undurchlässig. Daher ist die Getränkeindustrie von diesem Thermoplast – so genannt, weil er sich in warmem Zustand formen lässt. Zwar ist PEF ein Biokunststoff, doch biologisch abbaubar ist er nicht. Er lässt sich allerdings recyceln und kann ohne zusätzliche Kohlendioxidemissionen verbrannt werden.

Als Nebenprodukt entsteht Biokohle

Das Projektteam der Universität Hohenheim in Stuttgart behandelt die Altbackwaren in einem hydrothermalen Prozess. Dabei wird die feuchte Biomasse in einem Reaktor auf weniger als 200 Grad Celsius erhitzt. Innerhalb von einigen Stunden wandelt sich der darin enthaltene Kohlenstoff in Biokohle um, die als umweltneutraler Brennstoff, Bodendünger oder als Aktivkohle zur Entfernung von Schadstoffen aus Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden kann. In der verbleibenden Flüssigkeit ist unter anderem HMF enthalten, das Wunschprodukt. „Die Prozessparameter wie pH-Wert, Temperatur und Behandlungsdauer haben wir so gewählt, dass möglichst hohe Ausbeuten an HMF erzielt werden“, so Markus Götz, Mitarbeiter im Fachgebiet Konversionstechnologien nachwachsender Rohstoffe von Professor Andrea Kruse.

Die Braunschweiger Kollegen Vom Wilhelm-Kauditz-Institut, das zur Fraunhofer-Familie gehört, waren für die Extraktion des HMF aus der Restbrühe zuständig. Sie testeten verschiedene Chemikalien, um HMF abzutrennen. An besten funktionierte es Methylisobutylketon, vor allem, wenn sie der Flüssigkeit noch ein wenig Kochsalz zufügten.

Klebstoff löst sich bei Erwärmung

Außer zur Herstellung von PEF lässt sich HMF als Ersatz für Formaldehyd in Klebstoffen verwenden. Formaldehyd steht im Verdacht, Krebs auszulösen. Die Chemikalie hat noch eine ganz spezielle Eigenschaft. Sie kann chemische Bindung ausbilden, die sich bei Temperaturerhöhung wieder lösen. Kleber, die auf dieser Basis hergestellt werden, lassen sich dann leicht lösen, wenn das Bauteil am Ende seiner Lebensdauer ist und recycelt werden soll.

via Universität Hohenheim