Plastikflaschen und Nylons aus Chicoréesalat-Abfällen

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Rohstoffe der Zukunft
Rohstoffe der ZukunftRohstoffe der Zukunft

Rund 800.000 Tonnen an Chicorée-Wurzelrüben fallen europaweit jährlich als Abfallprodukt bei der Produktion von Chicorée-Salat an. Die Wurzelrüben werden bisher nach der Ernte des Chicorée-Salats auf der Kompostierungsanlage oder in der Biogasanlage entsorgt. Viel zu schade, fanden Wissenschaftler der Universität Hohenheim. Denn aus diesen Wurzelrüben lässt sich Hydroxymethylfurfural (HMF) gewinnen, einer der Basisstoffe für Nylon, Polyester, Perlon und die Kunststoffindustrie von morgen.

In einem fensterlosen Raum der Versuchsstation des Hohenheimer Universitätsgeländes stehen Regal-Türme mit 3 Etagen voller Kunststoffkörben in denen innerhalb von 3 Wochen Chicorée-Salatknospen aus 15-20 cm lange Wurzelrüben wachsen. Es ist dunkel, damit die Salatblätter den typischen gelben Pastellton behalten und keine der typischen Bitterstoffe bilden, die den Verzehr beeinträchtigen könnten. Eine Aquariumpumpe umspült die Pflanzen mit einer Nährlösung.

Chicoree uni hohenheim 02Die Wissenschaftler nutzen das Abfallprodukt des Chicorée-Salats – die Wurzel ©Universität Hohenheim

Ähnlich wie in dieser Versuchsanlage, nur um ein Vielfaches größer, sieht es bei der kommerziellen Produktion von Chicorée-Salat in den sogenannten Wasser-Treibereien aus. Die zweijährigen Chicorée-Pflanzen verbringen nur die ersten fünf Monate auf einem Acker. Mitte Oktober werden die Blätter „abgemulcht“, die Wurzelrüben geerntet, kühl gelagert und dann in die Treibräume gebracht.

Anders als die Lebensmittelproduktion, interessiert sich die Universität Hohenheim für den nicht-essbaren Rübenanteil: „Die Wurzelrübe macht ca. 30 % der Pflanze aus. Die eingelagerten Reservekohlenhydrate werden für die Bildung der Salatknospen nicht vollständig aufgebraucht, so dass wertvolle Reservestoffe verbleiben. Die Wurzelrüben können jedoch nur einmal für die Chicorée-Treiberei genutzt werden, fallen nach der Knospenernte als Abfallstoff an und müssen entsorgt werden“, erklärt Agrarbiologin Dr. Judit Pfenning.

Chicoree uni hohenheim 3Die Chicorée-Wurzel liefert die Grundlage für Nylon, Polyester, Perlon oder Kunststoff-Flaschen ©Universität Hohenheim

Wie wertvoll diese Wurzelrübe tatsächlich ist, zeigt Prof. Dr. Andrea Kruse in einem Labor des Instituts für Agrartechnik. Hier werden Bleistift-große Rohrreaktoren aus Edelstahl mit Häckseln der Chicorée-Wurzelrübe und Wasser befüllt. Die ultrastabilen Druckbehälter werden mit verdünnter Säure versetzt und bis zu 200 Grad erhitzt. Das wässrige Produkt wird anschließend in weiteren Schritten aufbereitet, die allerdings der Geheimhaltung unterliegen. Das Ergebnis ist ein gelb bis braun gefärbtes kristallines Pulver: ungereinigtes Hydroxymethylfurfural (HMF). Es ist eine von 12 Basischemikalien, die zukünftig in der Kunststoffindustrie verwendet werden. Es dient als Ausgangsstoff für Nylon, Perlon, Polyester oder Kunststoffflaschen – den sogenannten PEF-Flaschen – im Gegensatz zu den PET-Flaschen.

Der Wert im Chemikalien-Großhandel liegt aktuell bei 2000 Euro pro Kilo. Bisher werden solche Chemikalien aus Erdöl gewonnen. Wie sie sich nachhaltig produzieren lassen, ist eine Fragestellung der Bioökonomie. Denn diese setzt für die Zukunft auf Energie und Rohstoffe aus Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen statt auf fossile Rohstoffe.

Chicorée schlägt Erdöl

„Die Chicorée-Wurzelrübe eignet sich nicht nur deshalb so gut zur Gewinnung von HMF, weil sie ein Abfallprodukt ist“, betont Prof. Dr. Kruse. „Sie produziert auch eine höherwertige Chemikalie als das Äquivalent aus Erdöl.“ Dadurch könnten PEF-Flaschen aus Chicorée-HMF beispielsweise dünner gezogen werden, als solche aus Erdöl-PET. Das spart Transportkosten und verbessert die Umweltbilanz noch weiter.

Ein Teil des Aufkommens an Chicorée-Wurzelrüben wird heute verwendet, um daraus Biogas zu erzeugen. Doch diese Verwendung sei ökonomisch gesehen unterlegen: „Aus ca. 220.000 Wurzelrüben pro Hektar können theoretisch 8,14 Tonnen Inulin gewonnen werden. Das kann nach aktuellem Forschungsstand zu 2,87 Tonnen HMF umgewandelt werden. Über den Verkauf dieser Menge können ca. 5,74 Millionen Euro erzielt werden. Strom aus Biogas dieser Menge Wurzelrüben würde nach EEG jedoch nur rund 21.000 Euro generieren.“

Quelle und weitere Informationen: www.uni-hohenheim.de

 

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