Meilenstein im Windel-Recycling: Abbau der Zellulose in Verbundmaterialien gelungen

Symbolbild
Computer-generated image
Meilenstein im Windel-Recycling: NMI gelingt Abbau der Zellulose in Verbundmaterialien Papier, Glas, Plastik, sogar Beton: Viele Materialien werden inzwischen recycelt. Bei Windeln hingegen funktioniert das bis heute praktisch nicht. Weltweit werden weniger als ein Prozent aller Windeln recycelt – und das bei einem Anteil von Windeln am Hausmüll von etwa zehn Prozent . Die Herausforderung ist die Trennung der Zellulose in den Windeln von dem Superabsorber, der die Flüssigkeit aufnimmt. Einem Team von Forschenden um Dr. Anne Zeck, Gruppenleiterin am NMI Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Institut in Reutlingen, ist nun im Rahmen des Invest BW-Projekts Encycling mit Hilfe von Enzymen ein Durchbruch gelungen.
Links die Windelmasse, die nach Zugabe von Flüssigkeit extrem zähflüssig ist. Rechts entmischt nach Zugabe von Kalziumchlorid; nachdem die Flüssigkeit abgegossen wurde, können die Enzyme die Zellulose abbauen.
NMI
Windeln sind ein sogenanntes Verbundmaterial. In ihrem Inneren befindet sich eine Mischung von Zellulose, die in diesem Fall Watte-artig und für ein möglichst angenehmes Tragegefühl notwendig ist, und dem sogenannten Superabsorber, der aus dem Natriumsalz der Polyacrylsäure besteht und ein Vielfaches des eigenen Gewichts an Flüssigkeit aufnehmen kann. Beide Materialien sind für sich genommen gut recycelbar. Im Falle von Windeln müssen sie aber zunächst entmischt werden. Das ist kompliziert – und leider nicht bei allen Herstellern möglich.
„Wenn auf diese Mischung aus Zellulose und Superabsorber eine Flüssigkeit kommt, entsteht daraus eine gelförmige Masse. Eine gute Durchmischung und Behandlung der Masse mit Enzymen wird dadurch unmöglich“, schildert Projektleiterin Anne Zeck. Durch Zugabe von Kalziumchlorid gibt der Superabsorber die gebundene Flüssigkeit wieder ab. Die geschredderte Windelmasse kann nun gut durchmischt werden.
Der nächste Schritt war die Suche nach Enzymen, welche den Zellulose-Abbau übernehmen können. „Bei dieser Suche sind vor allem zwei Kriterien wichtig: Aus einem riesigen Angebot an Enzymen mussten wir welche finden, die in dem sehr speziellen Umfeld einer Windel zuverlässig in der Lage sind, die Zellulose in lösliche Zuckermoleküle umzuwandeln. Zugleich durften diese Enzyme aber nicht zu teuer sein, damit die Technik eine realistische Chance hat, später auf dem Markt zu bestehen“, beschreibt Anne Zeck die Herausforderungen. Bei dieser Suche unterstützte die Firma Candidum.
Ganze 0,7 Gramm der letztlich ausgewählten Enzyme gab das Team um Anne Zeck auf 5,8 Kilogramm Windelmaterial, das sie zuvor geschreddert und mit Wasser getränkt hatten – denn Windeln landen nun mal in gebrauchtem, also feuchtem Zustand im Müll. Diese Mischung schüttelten sie mehrere Tage bei 50 Grad Celsius. In dieser Zeit bauten die Enzyme 800 Gramm Zellulose ab und produzierten daraus Zucker, der mit der wässrigen Phase entfernt wurde. Übrig blieben fünf Kilogramm des geschredderten Windelmaterials, welches vorwiegend Superabsorber enthält.
Im nächsten Schritt wird die Firma ARCUS Greencycling in Technikumsmaßstab testen, ob das Zellulose-arme Verbundmaterial sich deutlich besser chemisch recyclen lässt. Vereinfacht ausgedrückt geht es um die Frage, ob diese sogenannte Pyrolyse und somit die Rückführung der Rohstoffe in den Kreislauf besser gelingt. Für die Zucker-haltige Flüssigkeit sollen Wege geprüft werden, um diese zukünftig stofflich nutzen zu können. Der Wasserverbrauch muss ebenfalls noch optimiert werden. Denn erst dann wäre das Recycling wirklich erfolgreich und sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll. Auf dem Weg dorthin ist der erfolgreiche Einsatz der Enzyme in schwieriger Umgebung nichtsdestotrotz ein Meilenstein.
Aus 22.000 Start-ups des französischen Tech-Ökosystems wurden die innovativen Technologien von Carbios ausgewählt
Meistgelesene News
Themen
Organisationen
Forschungsteam gelingt bahnbrechendes Experiment am European XFEL
„Die Möglichkeiten künstlicher Intelligenz in der Chemie stoßen zunehmend auf Interesse – daher wollten wir herausfinden, wie gut diese Modelle wirklich sind“
In Innenräumen verändern Körperpflegeprodukte das von der menschlichen Haut erzeugte Oxidationsfeld
Forschende decken mit maschinellem Lernen übersehene chemische Bindungen in Proteinen auf
Start-up kommerzialisiert die Vlieselektroden: „Mit unserer Technik haben wir die Chance, den Vorsprung der asiatischen Hersteller aufzuholen und besser zu sein“
Ergebnisse eröffnen neue Wege zur Untersuchung ultraschneller Prozesse in Materialien
Revolution durch flüssige Alkalimetall-Anode
Wissenschaft und Industrie erproben gemeinsam eine neue Technologie zur CO2-Abscheidung in der Zementindustrie
Überraschender Effekt entdeckt: Bei einem speziellen Material sind die Atome völlig chaotisch angeordnet, produzieren aber magnetische Ordnung
Labore im Wandel: Pilotprojekt zur Ressourcenschonung startet an der Justus-Liebig-Universität Gießen
Neue Impulse für den Osten Deutschlands und die chemische Industrie: Reallabore, Startup-Förderung und Forschung auf Spitzenniveau
Forschungsteam erbringt Nachweis einer bislang unbekannten Quelle für den Eintrag des umstrittenen Herbizids in Gewässer
Untersuchung eines vielversprechenden Materials zeigt im Detail, wie es CO2 einfängt
„…sie bergen ein erhebliches medizinisches Potenzial für die Entwicklung von Schmerzmitteln zur Schmerzbehandlung“
Forschende haben ein Wasserstoff-produzierendes Bakterienenzym entdeckt, dem Sauerstoff nichts anhaben kann
Chlorierte organische Stoffe können in der Atmosphäre in Dioxine umgewandelt werden
Studie klärt auf, wie der Meeresbewohner das Detergens herstellt
Neue Reaktivität ermöglicht Umsetzung von scheinbar „unreaktiven“ Molekülfragmenten
Forschenden gelingt Recycling von Funktionsmaterialien für die Wasserstoffproduktion
Neues Material für Festkörperbatterien
Mit dem Absenden des Formulars willigen Sie ein, dass Ihnen die LUMITOS AG den oder die oben ausgewählten Newsletter per E-Mail zusendet. Ihre Daten werden nicht an Dritte weitergegeben. Die Speicherung und Verarbeitung Ihrer Daten durch die LUMITOS AG erfolgt auf Basis unserer Datenschutzerklärung. LUMITOS darf Sie zum Zwecke der Werbung oder der Markt- und Meinungsforschung per E-Mail kontaktieren. Ihre Einwilligung können Sie jederzeit ohne Angabe von Gründen gegenüber der LUMITOS AG, Ernst-Augustin-Str. 2, 12489 Berlin oder per E-Mail unter widerruf@lumitos.com mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. Zudem ist in jeder E-Mail ein Link zur Abbestellung des entsprechenden Newsletters enthalten.
Während herkömmliche Solarzellen problematische Abfälle erzeugen, versprechen Solarzellen auf reiner Kohlenstoffbasis eine umweltfreundliche Alternative
Forschungsteam erbringt Nachweis einer bislang unbekannten Quelle für den Eintrag des umstrittenen Herbizids in Gewässer
Konzentrationen wie an stark befahrener Straße verdeutlichen die Wichtigkeit von Lösungsvorschlägen
Revolution durch flüssige Alkalimetall-Anode
Studie klärt auf, wie der Meeresbewohner das Detergens herstellt
Start-up will zum Wegbereiter für Grünen Wasserstoff werdenChlorierte organische Stoffe können in der Atmosphäre in Dioxine umgewandelt werden
Neue Art von Molekülen könnte ein bahnbrechendes Material für Computerchips sein
„Fluor-Mauer“ überwunden: Erstmals Tunneleffekt bei schweren Atomen beobachtet
Start-up Porträt: Lactips – Natürliche Revolution gegen Mikroplastik in der Industrie
DePoly sichert sich 23 Mio. $ und startet Vorzeigeanlage mit einer Kapazität von 500 Tonnen pro Jahr
Bahnbrechende Antikörpertherapien zielen auf die Wurzeln von Entzündungen und versprechen einen Durchbruch für Millionen von PatientenVielversprechender Antibiotikumkandidat entdeckt
Neue Hoffnung: Zwei-Phasen-Impfschema mobilisiert Immunabwehr gegen Tumorzellen in nur zwei WochenNeue Mechanismen beim Zelleintritt von Influenzaviren aufgedeckt
Künstliche Zuckerersatzstoffe regen den Appetit im Gehirn an und beeinflussen die Entscheidungsfähigkeit
PL BioScience setzt neue Maßstäbe in der Zellkulturtechnologie
Massenspektrometrie weist Bakterien ohne aufwendige Isolierung und Vermehrung nach
Orientierungshilfe für Arzneimittel-Entwicklung
Machbarkeitsstudie: Wie aus Urin ein nachhaltiger Baustoff wirdNeuer lichtbetriebener DNA-Nachweis ermöglicht leichter zugängliche, erschwingliche genetische Analysen
Life Sciences & Healthcare Campus im Herzen Europas wird zum Rückgrat des globalen DHL Health Logistics NetzwerksHochaufgelöste Kartierung der Enzymaktivität in Gewebe
Schlafstörungen und Schlafmangel hinterlassen unterschiedliche Spuren im GehirnBauchspeicheldrüsenkrebszellen haben einen erhöhten Spiegel an Wasserstoffperoxid
Alzheimer-Forschung: Neue in-vitro-Laborstudie liefert wichtige Einblicke
Ein Meilenstein in der deutschen Getränke-Industrie
Früherkennung von Schlaganfällen und Herzinfarkten: EXIST-Forschungstransfer-Programm unterstützt die Entwicklung der Technologie zur Produktreife
Eine überraschende Studie könnte neue Ansätze für KI-Systeme aufzeigenErstmals Zusammenhang zwischen nachhaltigen Ernährungsweisen und Krebsrisiko untersucht
Start-up Porträt: Freundeskreis revolutioniert pflanzliche Ernährung mit „Cam-mmh-berta“ aus heimischen Rohstoffen