Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISCNew Plastics Economy Prize für bioORMOCER®e in Davos – Mitarbeiterin des Fraunhofer ISC ausgezeichnet
Am 23.1.2018 beginnt in Davos das Weltwirtschaftsforum. Passend dazu präsentiert die 2016 gegründete New Plastics Economy Initiative der Ellen MacArthur Stiftung die Gewinner der »Circular Materials Challenge« als Teil ihres Innovationspreises. Auf der Suche nach neuen Wegen, der rasant steigenden Ansammlung von Plastikmüll im Meer und der Umwelt entgegenzuwirken, werden insgesamt fünf Projekte mit einem Teil des insgesamt mit einer Million Dollar dotierten Preises ausgezeichnet. Mit dabei ist die Entwicklung der bioORMOCER®e von Dr. Sabine Amberg-Schwab vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC. Das Würzburger Forschungsinstitut ist immer wieder ganz vorn dabei, wenn es um die Entwicklung nachhaltiger Materialien, Technologien und Produkte geht, die zur Lösung der großen weltweiten Herausforderungen beitragen können.
Im Jahr 2015 erschien im renommierten Wissenschaftsmagazin Science ein viel beachteter Artikel über den Mülleintrag in die Weltmeere. Zwei Jahre später, im November 2017, wies Dame Ellen Mac Arthur, die Gründerin der gleichnamigen Stiftung, in einem Editorial in genau dieser Zeitschrift auf die immer noch ebenso erschreckende Menge von acht Mio. Tonnen Plastikmüll hin, die jährlich neu in unsere Ozeane gelangen. Und es ist damit zu rechnen, dass sich die Produktion von Plastik in den nächsten zwanzig Jahren nochmals verdoppelt. Bisher wird nur ein geringer Teil gesammelt und wiederverwendet – ein enormer Verlust an Wertstoffen einerseits und andererseits ein großes Umweltproblem. Eine Lösung könnten neue Verpackungsmaterialien auf der Basis nachwachsender Rohstoffe – sogenannte Biopolymere – sein, die kompostierbar sind. Bisher waren solche Materialien für Lebensmittelverpackungen eher ungeeignet, weil sie durchlässig sind für Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und Aromastoffe.
»Das weltweite Problem des Verpackungsmülls hat uns auch hier im Fraunhofer ISC nicht mehr losgelassen und wir haben nach einer Lösung gesucht«, beschreibt Dr. Sabine Amberg-Schwab, Preisträgerin der Circular Materials Challenge 2018, ihre Motivation. Sie und ihr Team haben langjährige Expertise bei der Entwicklung von Barriereschichten auf Verpackungsfolien für Lebensmittel, um Qualität und Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel zu verbessern. Diese Beschichtungen auf der Basis spezieller Hybridpolymere, genannt ORMOCER®e, schützen gegen Wasserdampf und Gaszutritt sowie gegen den unerwünschten Übergang von Fremdstoffen auf den Verpackungsinhalt.
Seit einigen Jahren arbeiten die Forscher nun an kompostierbaren Barriereschichten, die Biopolymeren zu einem Durchbruch für ihren zukünftigen Einsatz als nachhaltige und umweltschonende Verpackungswerkstoffe einer neuen Generation verhelfen können. »Unsere bioORMOCER®e beseitigen die Schwächen der Biopolymere und machen sie fit für die hohen Anforderungen an zuverlässiges Verpackungsmaterial«, erläutert Amberg-Schwab. Neben der Aufgabe, die verpackten Lebensmittel zu schützen, sorgen die bioORMOCER®e auch dafür, dass die eigentliche Verpackungsfolie aus Biopolymer sich nicht vorzeitig zersetzt.
Diese Entwicklung wird nun von der Ellen MacArthur Foundation ausgezeichnet. Prof. Gerhard Sextl, Leiter des Fraunhofer ISC, betont: »Für unsere Forschung ist der nachhaltige Umgang mit Ressourcen oberstes Gebot. Wir sind sehr stolz, dass unser Team mit dem New Plastics Innovation Prize ausgezeichnet wird – und wir sind stolz darauf, mit unseren Arbeiten dazu beitragen zu können, dass sich zukünftig die Umweltbelastung durch den Verpackungsmüll verringert«.
Derzeit arbeiten Amberg-Schwab und ihr Team gemeinsam mit der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS und weiteren Partnern im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts HyperBioCoat an einem Verfahren, um aus pflanzlichen Lebensmittelresten die Ausgangsstoffe für bioORMOCER®e zu gewinnen, sodass keine wertvollen landwirtschaftlichen Erzeugnisse in Konkurrenz zur Lebensmittelherstellung dafür verbraucht werden müssen.
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HyperBioCoat
EU-finanziertes Verbundprojekt mit dem Titel “High performance biomass extracted functional hybrid polymer coatings for food, cosmetic and medical device packaging”. Koordination: Fraunhofer-Projektgruppe IWKS, Dr. Stefan Hanstein (Bio Based Industries Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme, Project ID: 720736).
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Wie geht es mit den bioORMOCER®e weiter?
Die weiteren Entwicklungen sind für das Fraunhofer-Team bereits klar vorgezeichnet. Für die breite Markteinführung neuer Verpackungsmaterialien muss berücksichtigt werden, dass diese auch in industrielle Recyclinganlagen gelangen werden und daher mit den dort ablaufenden Prozessen zu verarbeiten sein müssen. So wird die an das Fraunhofer ISC angegliederte Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS die Eignung der beschichteten Verpackungsmaterialien für Recyclinganlagen untersuchen und die Verfahren optimieren. Dies beinhaltet beispielsweise die automatische Erkennung der beschichteten Verpackungsmaterialien und bei mehrschichtigen Verpackungsfolien die Zerlegung mithilfe von biologischen und anderen ressourcenschonenden Verfahren. Im Verbundprojekt HyperBioCoat arbeiten Partner aus Forschung und Industrie seit Herbst 2016 gemeinsam an einem Weg, wie aus pflanzlichen Lebensmittelresten nachhaltig Ausgangsstoffe für bioORMOCER®e hergestellt und in einem Spektrum unterschiedlicher Verpackungstypen angewendet werden können. Durch die Wahl dieser Rohstoffe werden keine wertvollen landwirtschaftlichen Erzeugnisse in Konkurrenz zur Lebensmittelherstellung verbraucht. Projektleiter Dr. Stefan Hanstein betont, dass trotz der Verwendung nachwachsender Rohstoffe die vorrangige Aufgabe bleibt, eine einmalige Verwendung von Verpackungsmaterialien zu vermeiden und stattdessen einen möglichst hohen Anteil der darin enthaltenen Komponenten wiederzuverwerten. Der nächste Schritt auf dem Weg zu kompostierbaren Kunststoffverpackungen zielt direkt auf den Markt: Im Rahmen des New Plastics Innovation Prize für die bioORMOCER®e unterstützt die Ellen MacArthur Foundation das Fraunhofer-Team aktiv in den Markteintrittsvorbereitungen, u. a. mit Kontakten zu Herstellern in der Verpackungs-, Lebensmittel- und Recyclingindustrie, die an der Umsetzung der bioORMOCER®e in Produkte und Verpackungen interessiert sind. |
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