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Dübendorf, St. Gallen und Thun - Empa-Forschende haben aus einem Nebenprodukt der Bierbrauerei, dem Biertreber, Nanocellulose gewonnen und zu einem Aerogel verarbeitet. Dieses innovative Material könnte künftig in Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden, um eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Verpackungsmaterialien zu bieten.
Das Verfahren der Herstellung von Nanocellulose aus Brauereiabfallprodukten wurde von Forschenden des Empa-Labors "Cellulose and Wood Materials" unter der Leitung von Gustav Nyström entwickelt. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden kürzlich in der Zeitschrift "ACS Sustainable Chemistry & Engineering" veröffentlicht.
Aus Maische zu Material
Die Forschenden, angeführt von Erstautorin Nadia Ahmadi Heidari, nutzten Biertreber, das übriggebliebene Malzabfallprodukt des Brauprozesses, um hochwertige Nanocellulosefasern zu gewinnen. Diese können vielfältig eingesetzt werden, beispielsweise in Verpackungen oder faserverstärkten Kunststoffen. Das Interesse lag darin, nachhaltige Verpackungsmaterialien aus Abfallprodukten zu entwickeln.
Das besondere Potenzial des Verfahrens liegt in der Nutzung einjähriger Pflanzen als Rohstoffquelle. Im Gegensatz zu Holz, das langsam wächst und für langlebige Anwendungen wie den Bau oder die Möbelherstellung besser geeignet ist, bieten einjährige Pflanzen eine schnell verfügbare Rohstoffquelle. Die Nutzung von Biertreber als Ausgangsmaterial für hochwertige Materialien birgt daher großes Potenzial, insbesondere für kleine Unternehmen.
Herstellung und Anwendung
Die Forschenden extrahierten Nanocellulosefasern aus dem Biertreber und verarbeiteten sie zu einem Aerogel durch Gefriertrocknung. Aerogele zeichnen sich durch ihre poröse Struktur aus, die ihnen ausgezeichnete Wärmeisolationsfähigkeiten verleiht. Dies macht sie ideal für Verpackungsanwendungen, insbesondere für temperaturempfindliche Lebensmittel wie Fleisch.
Die Forschung konzentrierte sich darauf, den Herstellungsprozess des Aerogels einfach und kosteneffizient zu gestalten, um eine praktische Anwendung zu ermöglichen. Durch die Variation verschiedener Herstellungsschritte konnten die Forschenden die Qualität der Nanocellulosefasern und die Eigenschaften des Aerogels optimieren.
Das Verfahren zur Herstellung von Nanocellulose aus Biertreber ist ein vielversprechender Ansatz für nachhaltige Verpackungslösungen. Die Forschenden planen, ihre Arbeit in diesem Bereich fortzusetzen, indem sie weitere Abfallprodukte aus der Lebensmittelindustrie und der Forstwirtschaft untersuchen.
Quelle:
Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
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