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Mit Bakterien organische Abfälle in biologisch abbaubare Biokunststoffe umwandeln

Ein neuartiger Prozess zielt darauf ab, das Problem mit organischen Abfällen anzugehen und gleichzeitig die Umweltverschmutzung durch Kunststoffe zu eliminieren.

Industrielle Technologien

Die Zersetzung von Kunststoffmaterialien kann bis zu 2 000 Jahre dauern. Dies stellt ein riesiges Umweltproblem dar, sowohl an Land als auch in den Weltmeeren, wo sich heute schon Kunststoffe in den tiefsten Tiefen finden lassen. Jedes Jahr landen rund acht Millionen Tonnen Kunststoffe im Meer. Als Teil der übergreifenden Kunststoffstrategie der Europäischen Union ergreift das Europäisches Parlament Maßnahmen, um Einwegkunststoffe bis zum Jahr 2030 zu eliminieren. Ein schneller Wechsel wird sich jedoch als schwierig erweisen, da die Verwendung von Kunststoffen weit verbreitet und in der industriellen Praxis verankert ist. Ein europäisches Start-up-Unternehmen verfolgt nun einen anderen Ansatz und erzeugt biologisch abbaubare Biokunststoffe. Mit dem Projekt VEnvirotech der EU sollen organische Abfälle mit Hilfe von Bakterien in Biokunststoffe umgewandelt werden. Die Idee ist es, die natürliche Bildung einer Energiereserveverbindung innerhalb von Bakterien zu nutzen, die Polymere bildet, die unseren täglich verwendeten Kunststoffen ähnlich sind. Der Prozess kann zu einem Bruchteil der Kosten der Kunststoffproduktion und mit weitaus geringeren Umweltauswirkungen erfolgen. Mit der Technologie könnte man zwei Probleme gleichzeitig in Angriff nehmen: organische Abfälle entsorgen und umweltfreundlichere Kunststoffe erzeugen. „In erster Linie wollen wir die Umweltverschmutzung durch Kunststoffe reduzieren, indem wir einen komplett biologisch abbaubaren Biokunststoff erzeugen und organische Abfälle nicht als Abfall behandeln, sondern als Rohstoff“, sagt Patricia Aymà, Mitgründerin und technische Direktorin von VEnvirotech, einem Biotechnologie-Start-up mit Sitz in Barcelona, Spanien.

Eine natürliche Lösung

„Bakterien sind erstaunliche und einzigartige Exemplare. Unter allen bekannten Bakterien gibt es einige, die in der Lage sind, eine interne Energiereserve zu erzeugen“, ergänzt Aymà. „Dadurch können Bakterien lange Zeit ohne Nahrung überleben. Darüber hinaus unterstützt sie auch die nächste Generation von Bakterien.“ Bei dieser Energiereserve handelt es sich um einen Biokunststoff, der auch als Polyhydroxyalkanoat (PHA) bekannt sind. Polyhydroxyalkanoat ist komplett organisch, wird in sechs bis neun Monaten biologisch in der Umwelt abgebaut und hat dieselben Eigenschaften wie herkömmliche Kunststoffe wie zum Beispiel Polyethylen und Polypropylen. Das bedeutet, es kann in großen Mengen produziert und als Alternative verwendet werden. Um die Bakterien zur Produktion der Kunststoffe zu bewegen, erhalten sie kleine Mengen an Nahrung und müssen dann hungern. Diese Zeitspanne werden ausschließlich die Bakterien überleben, die in der Lage sind, Polyhydroxyalkanoat zu erzeugen. Nachdem die Bakterien identifiziert wurden, die PHA erzeugen, werden sie mit großen Mengen an Nahrung gefüttert, damit sie wachsen und fett werden, während sie größere Mengen an Polyhydroxyalkanoat erzeugen. Die Bakterien können eingesetzt werden, um organische Abfälle aus Industrieunternehmen zu verdauen. „Organische Abfälle haben die komplette Zusammensetzung aus Kohlenstoff und Nährstoffen, die sie zu einer gesunden Nahrung für Bakterien macht“, erklärt Aymà.

VE-BOX

VEnvirotech hat eine Technologie entwickelt, die diesen Prozess der natürlichen Energiereserveverbindung in ein System umwandelt, das im industriellen Maßstab funktionieren kann. Die Technologie ist in einem tragbaren Versandbehälter, genannt VE-BOX, untergebracht. Das System im Innern ist in der Lage, organischen Abfall in Nahrung für Bakterien umzuwandeln, Biokunststoffe zu erzeugen und Bakterien zu deaktivieren. Im letzten Schritt werden PHA-Bakterien mit einem Lösungsmittel extrahiert, wodurch zukünftig die Kosten beträchtlich gesenkt werden. Die VE-BOX wird als Service für die Verarbeitung von organischem Abfall angeboten, die Kundschaft bezahlt nach verarbeiteter Tonne. Die Biokunststoffe werden auf dem Markt verkauft. „Wir entwickeln jetzt die Biotechnologie und Entwicklungstechnologie, der Marktausblick ist für 2022“, sagt Aymà.

Schlüsselbegriffe

VEnvirotech, Bakterien, Energie, Reserve, Kunststoff, Umweltverschmutzung

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