Nanofasern aus Karottenabfällen

Schon seit Längerem wird versucht, Kunststoffe aus Erdöl gegen bioabbaure oder biobasierte Varianten zu ersetzen. Insbesondere die Verpackungsindustrie setzt die neuen Materialien ein. Aber auch andere Industriezweige suchen nach Ersatz. Das schottische Unternehmen Cellucomp hat nun innerhalb eines EU-Verbundprojekts ein Verfahren entwickelt, um Karottenreste zu Nanofasern aufzuarbeiten. Sie könnten an Stelle von Glasfasern oder Carbonfasern in Verbundwerkstoffen eingesetzt werden.

Das hat gleich mehrere Vorteile: Die Karottenreste sind biologisch abbaubar, billig zu haben und in großer Menge nach der Produktion von Karottensaft vorhanden. Voruntersuchungen haben ergeben, dass alleine in der EU jährlich 7,6 Millionen Tonnen Zuckerrübenabfälle anfallen. Hinzu kommen 2,5 Millionen Tonnen Steckrüben- oder Karottenabfälle.

Mit dem Verfahren sei es gelungen, Nanocellulosefasern aus verschiedenen Abfällen freizulegen, sie auszurichten und anschließend in Epoxydharz einzubetten, geht aus dem Projekt-Abschlussbericht hervor. Unterm Strich konnten dabei Verbundwerkstoffe erzeugt werden, die ähnliche mechanische Eigenschaften besitzen wie Glasfaser-basierte Werkstoffe.

Sechs Produktkategorien

Ob sich eine industrielle Produktion für Cellucomp lohnt, haben Fabiano Piccinno, Roland Hischier und Claudia Som vom Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) überprüft. Die drei Forscher haben eine Analysemethode namens MPAS (Multi Perspective Application Selection) entwickelt. Die erlaubt Firmen, mögliche Szenarien theoretisch durchzuspielen und so Fehlinvestitionen zu vermeiden. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Umstellung auf Fasern aus Karotten in sechs Produktkategorien ökologisch sinnvoll ist: Schutzausrüstungen (Motorradhelme) und Geräte für den Freizeitsport (Surfbretter), Sonderfahrzeuge (Seitenwände von Wohnmobilen), Möbel, Luxus-Verbrauchsgüter (Lautsprecherboxen) und industrielle Fertigung (Produkt-Schutzmatten für marmorverarbeitende Betriebe).

Einen Einfluss auf die Produktionskosten habe dabei die Frage, ob das Lösungsmittel am Ende rezykliert oder verbrannt wird, erklären die Forscher. Darüber hinaus sei es hinsichtlich der Energiebilanz wichtig, wie die Enzyme, die die Fasern aus den Karotten lösen, deaktiviert werden. Für eine Industrieproduktion wäre ihrer Meinung nach der Einsatz von Bleichmitteln sinnvoll. Im Labor geschehe der Prozess bisher durch Hitze.

Cellucomp ist ein Unternehmen mit Sitz im schottischen Burntisland, nahe Edinburgh. Die Gründer sind die beiden Materialwissenschaftler David Hepworth und Eric Whale.