Extrusion von Seetang zu Polymeren

OCEAN MATERIAL | 18. AUG 2023 | 9 MIN

Die Direkte Verarbeitung von Seetang zu Polymermaterial durch Extrusion: Ein Nachhaltiger Ansatz für umweltfreundliche Verpackungen

Ocean Material® arbeitet oft mit leidenschaftlichen Problemlösern zusammen, die sich innovativen Lösungen für die Verschmutzung der Ozeane verschrieben haben. Wir führten ein Gespräch mit Ludwig Schmidtchen, dem Leiter des Seetang-Polymerprojekts bei Brabender, der Einblicke in einen bahnbrechenden Ansatz teilte, der darauf abzielt, Seetang direkt durch Extrusion in Polymermaterial umzuwandeln. Wir freuen uns, dieses innovative Konzept im folgenden Artikel zusammenzufassen.

Traditionelle Polymerherstellungsprozesse, sei es aus fossilen Brennstoffen oder erneuerbaren Ressourcen, gehen oft mit einem erheblichen CO2-Fußabdruck einher, aufgrund ihrer komplexen und ressourcenintensiven Natur. Im Gegensatz dazu hat die Natur bereits effiziente Prozesse für die Polymerproduktion entwickelt. Algen, die vor Milliarden von Jahren evolvierten, besitzen die Fähigkeit, Polymere unter Verwendung von Sonnenlicht, CO2, Salzwasser und Nährstoffen äußerst effizient zu synthetisieren. Diese natürliche Polymersynthese führt sogar zu einem negativen CO2-Fußabdruck, da sie aktiv CO2 aus der Atmosphäre absorbiert.

Das Konzept der Direkten Extrusion von Seetang zu Polymer

Die Idee hinter diesem Ansatz besteht darin, Seetang direkt durch Extrusion in Polymermaterial zu verarbeiten, wodurch Seetang effektiv in gewünschte Produkte wie Pellets, Stränge, Folien oder 3D-geformte Teile umgewandelt wird, wobei alle Bestandteile des Seetangs im Endprodukt erhalten bleiben. Das Material heißt Carraphane. Dieser optimierte Prozess minimiert die Anzahl der für die Produktion erforderlichen Schritte und führt möglicherweise zu einem erheblich reduzierten CO2-Fußabdruck während des gesamten Lebenszyklus des Materials. Der wesentliche Vorteil im Vergleich zu anderen Polymermaterialien besteht darin, dass die Polymersynthese von der Natur durchgeführt wird. Daher ist keine ressourcen- und energieintensive Polymersynthese oder Extraktion notwendig. Die Tabelle zeigt den Unterschied in der Verarbeitung für einige bekannte Polymermaterialien:

Aufgrund seiner Einfachheit und geringen Rohstoffkosten bietet Seetang-basiertes Polymermaterial nicht nur eine umweltfreundliche Alternative zu bestimmten Kunststoffen, sondern verspricht auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu sein. Die Reise beginnt mit dem Wachstum von Seetang im Meer, wo Sonnenenergie, Meerwasser, CO2 und Nährstoffe zur Bildung von polysaccharidreichem Seetangbiomasse führen. Nach etwa 45 Tagen Aufzucht in Aquakulturen wird der Seetang geerntet, der zu diesem Zeitpunkt etwa 85% Wasser enthält. Der Wassergehalt wird dann durch Sonnentrocknung reduziert, um sicherzustellen, dass der Seetang lagerfähig bleibt, ohne Probleme zu verursachen.

Eine Nachhaltige Verpackungslösung

Von Folien bis hin zu Verpackungen für kleine technische Teile eröffnen Seetang-basierte Polymermaterialien Möglichkeiten für nachhaltige Verpackungslösungen. Theoretisch können diese Verpackungsmaterialien recycelt werden, um direkt neue Produkte herzustellen oder sogar in Dünger umgewandelt werden, was den Kreislaufwirtschaftsprozess abschließt. Aktuell sind jedoch noch keine Recyclingkreisläufe für Seetang-basierte Verpackungen etabliert. In Abwesenheit solcher Recyclingsysteme bleibt die beste Option das biologische Recycling mit organischem Abfall.

Richtung Biologische Abbaubarkeit und Wasserdichtigkeit

Während die Zertifizierung der biologischen Abbaubarkeit noch läuft, lässt die Zusammensetzung der aus natürlichen Bestandteilen abgeleiteten Seetang-basierten Materialien auf gute biologische Abbaubarkeit schließen. Erste Tests haben eine erfolgreiche Auflösung in Wasser und Heimkompostierung gezeigt, was die Annahme der biologischen Abbaubarkeit weiter unterstützt. Laufende Bemühungen werden unternommen, um die Wasserbeständigkeit des auf Algen basierenden Materials zu verbessern und seine Vielseitigkeit in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.

Eine vielversprechende Zukunft für Seetang-Polymere

Die direkte Verarbeitung von Seetang zu Polymermaterial durch Extrusion eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für nachhaltige und umweltfreundliche Verpackungslösungen. Während die Arbeit zur Optimierung des Materials und zur Erforschung seiner potenziellen Anwendungen fortgesetzt wird, sind Forscher und Innovatoren begeistert von den Möglichkeiten, die Seetang-Polymere bieten, um die Umweltauswirkungen zu reduzieren und eine circular Economy zu fördern.

Durch die Zusammenarbeit führen Ocean Material® und Brabender in diesem aufregenden, umweltbewussten Forschungsfeld. Mit kontinuierlichen Fortschritten und einem wachsenden Bewusstsein für nachhaltige Alternativen erstrahlt die Zukunft umweltfreundlicher Verpackungen in hellem Licht, wobei Seetang-Polymere an vorderster Front stehen.

https://www.brabender.com/en/water-soluble-films-made-from-carraphane/

18.08.2023