Plastikmüllberg.

Werden bald aus Kunststoff bestehende Müllberge kleiner?

Publiziert

Biologisch abbaubare Kunststoffalternativen zu PET stellen bisher ein Nischenprodukt dar und können für viele Anwendungen nur bedingt eingesetzt werden. Neben Strategien zur Plastikmüllvermeidung werden Verfahren zum Recycling immer wichtiger. Wissenschaftler der Universität Leipzig haben nun ein Messverfahren entwickelt, das die Entwicklung mehrfach recyclebaren Kunststoffs beschleunigen soll.

Neben dem energieintensiven chemischen Recycling hat die Wiederverwertung von Polyestern, wie PET, mit Hilfe von Enzymen in den letzten Jahren in der Forschung grosses Interesse geweckt. So wurden bereits mehrere Enzyme, sogenannte Polyester-Hydrolasen, in Bakterien und Pilzen entdeckt, die PET-Sorten gut abbauen können.

Diese Enzyme stellen einen vielversprechenden Ansatz zum umweltschonenden Recycling von PET-Verpackungsmaterialien dar. Durch die enzymatische Aufspaltung in einzelne PET-Bausteine wird im Gegensatz zu jetzigen Recycling-Verfahren der Kunststoff nicht verunreinigt, so dass das Recycling theoretisch wiederholt ohne Qualitätsverlust möglich ist. Für einen industriellen Einsatz müssen diese Enzyme jedoch noch deutlich verbessert werden. Dies ist bisher ein sehr langwieriger und manueller Prozess, bei dem die Enzyme immer wieder verändert und anschließend die neuen Eigenschaften aufwändig getestet werden müssen. So kann es Jahre dauern, bis ein Enzym die gewünschte hohe Recycling-Aktivität besitzt.

Um den Prozess der Entwicklung von neuen maßgeschneiderten Enzymen zum Abbau von Kunststoffen zu beschleunigen, haben Wissenschaftler der Universität Leipzig eine Methode entwickelt, mit der man erstmals die Arbeit der Enzyme zerstörungs- und markierungsfrei in Echtzeit verfolgen und quantifizieren kann, so Projektleiter Dr. Heinz-Georg Jahnke, Leiter der Arbeitsgruppe Molekularbiologisch-biochemische Prozesstechnik an der Universität Leipzig: „Durch den Einsatz der Impedanzspektroskopie können viele Proben gleichzeitig analysiert werden, wie wir in einem ersten Demonstrator erfolgreich zeigen konnten. Auf Basis unserer Arbeit können jetzt automatisierte Messsysteme gebaut werden, mit deren Hilfe Kunststoff-abbauende Enzyme in Hochdurchsatzanalysen schnell und praxisrelevant entwickelt werden. Wir können mit diesem Verfahren Enzyme an Kunststoff-Proben alltäglicher Quellen, wie Einwegverpackungen, testen, also unter realen Bedingungen.“ Das ist entscheidend, da sich die Proben realer Gegenstände häufig deutlich von idealisierten Laborproben hinsichtlich Ihrer Abbaubarkeit unterscheiden.

Die Wissenschaftler erhoffen sich, dass mit Hilfe dieses Verfahrens die Entwicklung mehrfach wiederverwendbarer Kunststoffe in der industriellen Wiederverwertung deutlich beschleunigt wird. Im nächsten Schritt soll die Technologie daher gemeinsam mit Industriepartnern zu einem marktfähigen Produkt entwickelt werden, das in der Forschung und bei Unternehmen zur Suche nach besonders guten Enzymen zum Abbau von Kunststoffen oder leicht zu recycelbaren neuen Kunststoffen angewendet werden kann.

Das Verfahren wurde im Rahmen des interfakultären Transfer-Zentrums für bioaktive Materie b-ACTmatter entwickelt, welches aus dem Bundesprogramm „Stärkung der Transformationsdynamik und Aufbruch in den Revieren und an den Kohlekraftwerkstandorten – STARK“ gefördert wird. Ziel des b-ACTmatter ist die Entwicklung neuer Materialien und Technologien, die zu einer innovativen, nachhaltigen und kreislauffähigen Entwicklung der Wirtschaft beitragen. „Insgesamt ist dies ein wichtiger Schritt, der die Schwelle für die Anwendung neuer Enzyme zum Abbau von Kunststoffen oder sogar Kunststoffgemischen deutlich senken kann", erklärt Prof. Dr. Frank Cichos, einer der Leiter des b-ACTmatter. „Wir wollen mit dieser Technologie aus Sachsen Beiträge zur Lösung großer Umweltprobleme und zur nachhaltigen Nutzung von Kunstoffen und einer effektiven Kreislaufwirtschaft leisten“, betont er.

Originalveröffentlichung

  • Ronny Frank et al.; "Real-Time Noninvasive Analysis of Biocatalytic PET Degradation"; ACS Catal.; 2022

EVENTS

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 14.-16. Februar 2023

Ort: Köln (D)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 14.-17. Februar 2023

Ort: Nürnberg (D)

Global Industrie

Midest - smart Industries - Industrie - Tolexpo - die weltweit grössten Fachmessen für die Industriezulieferwirtschaft

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Lyon (F)

ZHAW-IFM Day

Der IFM-Day der ZHAW findet als Begegnungstag für FM-Ausbildung und FM-Praxis statt.

Datum: 10. März 2023

Ort: Wädenswil (CH)

Hannover Messe

TRANSFORMING INDUSTRY TOGETHER

Datum: 17.-21. April 2023

Ort: Hannover (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 25.-27. April 2023

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 04.-10. Mai 2023

Ort: Düsseldorf (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Nürnberg (D)

LABVOLUTION

Als europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows bildet die LABVOLUTION das gesamte Spektrum der Laborwelt ab und zeigt neue Wege für Anwenderbranchen auf.

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Messegelände Hannover (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Interationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 06.-09. Juni 2023

Ort: Palexpo Genf (CH)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 04.-05. Juli 2023

Ort: Berlin (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 05.-07. September 2023

Ort: Bern (CH)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 13.-16. September 2023

Ort: Düsseldorf (D)

W3+ Fair Rheintal

Europas führende Plattform für Hightech-Innovationen

Datum: 20. -21. September 2023

Ort: Dornbirn (A)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Basel (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 24.-27. Oktober 2023

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für Wasser, Abwasser und Gas

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

IN.STAND

Die Fachmesse für Instandhaltung und Services

Datum: 07.-08. November 2023

Ort: Stuttgart (D)

Swissbau

Die führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft in der Schweiz.

Datum: 16.-19. Januar 2024

Ort: Basel (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

Ort: München (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 16.-19. April 2024

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

drupa

Weltweit führenden Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai - 07. Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Bern (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des Globalen Wasserkreislaufs

Datum: 2024

Ort: Bulle (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ifas

Fachmesse für Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Digital (CH)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Bezugsquellenverzeichnis