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Einweggeschirr aus Zuckerrohr und Bambus

Naturfasermaterial aus Pflanzenabfällen wird in 60 Tagen biologisch abgebaut

Naturfaser-Geschirr
Dieses Einweggeschirr wurde aus Bambusfasern und Zuckerrohrabfällen hergestellt. © Ruby Wallau/ Northeastern University

Aus Abfall mach neu: Aus Zuckerrohrabfällen und Bambus lassen sich Einweggeschirr und nachhaltige Verpackungen herstellen, wie Forscher herausgefunden haben. Der Vorteil: Die Plastikalternative kann klimafreundlich produziert werden und zersetzt sich innerhalb von 60 Tagen vollständig. Zudem ist das pflanzenbasierte Material nicht nur gesundheitlich unbedenklich, sondern auch wasserdicht und genauso widerstandsfähig wie sein Pendant aus Plastik.

Es gibt bereits viele Ansätze gegen unser globales Plastikproblem: Forscher entdeckten zum Beispiel ein Bakterium, das sich von PET ernährt und dafür sorgt, dass sich der Kunststoff schneller zersetzt. Zudem werden mancherorts konventionellem Plastik Enzyme oder Metallionen beigemischt, die den Kunststoff besser kompostierbar machen. Und auch biologische Plastikalternativen aus Mais, Kartoffeln oder Zuckerrüben werden populärer.

Doch viele dieser Konzepte klingen nur auf den ersten Blick nach einer nachhaltigen Lösung. Denn biologisch abbaubare Plastiktüten verrotten meist nicht schneller als ihr konventionelles Pendant. Und der Anbau pflanzlicher Rohstoffe für den Biokunststoff verbraucht Düngemittel, Pestizide und Landfläche.

„Grünes“ Geschirr aus Zuckerrohrabfällen

Forscher um Chao Liu von der Northeastern University in Boston haben deshalb nach einer gut abbaubaren Plastikalternative aus natürlichen Abfallstoffen gesucht. Diese sollte so widerstandsfähig sein, dass sie als Einweggeschirr und Verpackung für Lebensmittel genutzt werden kann. Dazu testeten sie eine Kombination aus Bambusfasern und den bei der Zuckergewinnung übrigbleibenden Zuckerrohrfasern.

Durch Mischung der langen, dünnen Bambusfasern mit den kurzen, dicken Zuckerrohrfasern entsteht ein dichtes, stabiles Netzwerk, das in beliebige Formen gepresst werden kann. Ein auch in der Papierherstellung verwendetes Bindemittel, das Alkylketendimer (AKD), und kurzes Erhitzen machen das Material beständiger gegen heiße Flüssigkeiten und Fette. Die Forscher prüften, ob ihr Material biologisch abbaubar und als Lebensmittelverpackung geeignet ist und berechneten, wie klimafreundlich die Herstellung ist.

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Stabil und trotzdem nach 60 Tagen abgebaut

Und tatsächlich: Den Untersuchungen zufolge zersetzt sich das zu Bechern oder Schalen geformte Naturfasermaterial bereits nach 30 bis 45 Tagen im Boden. „Und nach 60 Tagen verlor der geformte Zellstoff vollständig seine Form und verschwand allmählich“, so die Forscher. Zum Vergleich: Eine Wegwerfwindel oder eine Plastikflasche brauchen laut dem Bundesumweltamt 450 Jahre, bis sie weitgehend zersetzt sind – vollständig verrotten sie aber auch dann nicht.

Abbau
Ein Becher aus dem Naturfaser-Material benötigt nur rund 60 Tage für seinen biologischen Abbau. © Liu et al

Wie Tests ergaben, könnten die Behälter genauso wie ihr Pendant aus Plastik eingesetzt werden: In den Testdurchläufen erwiesen sich Becher und Schalen aus diesen Naturfasern als fast doppelt so stabil wie herkömmliches Plastik-Einweggeschirr. Außerdem verformte sich das Material selbst bei Temperaturen von 90 Grad Celsius nicht und weder Wasser noch Öl traten aus dem Inneren der Packungen aus.

Damit können auch heiße Getränke wie Kaffee und flüssige Speisen in den Behältern aus dem Naturfaser-Material transportiert werden. Tests ergaben zudem, dass in dem Geschirr keine für den Menschen schädliche Schwermetalle wie Blei und Arsen enthalten sind.

97 Prozent weniger Kohlendioxid

Positiv auch: Die Herstellung des Naturfaser-Materials ist relativ klimafreundlich, wie die Wissenschaftler berichten. So werde bei der Produktion der Behältnisse 97 Prozent weniger Kohlendioxid ausgestoßen als bei handelsüblichen Kunststoffbehältern und 65 Prozent weniger als bei der Herstellung von Papierprodukten und Biokunststoff.

Und auch die Kosten für die Behälter aus dem neuen Material sind bereits fast konkurrenzfähig. Mit knapp 2.000 Euro pro Tonne kostet das Naturfaser-Material halb so viel wie ein Behälter aus Bioplastik, wie Liu und seine Kollegen berichten. In Zukunft streben sie an, den Herstellungsprozess noch effizienter zu gestalten, um auch den Preis herkömmlicher Kunststoffbecher zu erreichen. Diese sind mit etwa 1.800 Euro je Tonne immer noch etwas günstiger.

„Es ist schwierig, Menschen die Verwendung von Einwegbehältern zu verbieten, weil sie billig und bequem sind“, sagt Lius Kollegin Hongli Zhu. „Aber ich glaube, dass eine der guten Lösungen darin besteht, nachhaltigere Materialien für die Herstellung dieser Einwegbehälter zu verwenden.“ (Matter, 2020, doi: 10.1016/j.matt.2020.10.004)

Quelle: Cell Press

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