Tierische Abfälle werden zu Kunststoffen
Kunststoffe wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) stellen eine Umweltgefährdung dar, da sie bei der Verbrennung die atmosphärische Kohlendioxidkonzentration (CO2) erhöhen. Ökologische Bedenken erfordern daher den Ersatz dieser Materialien durch biologische Alternativen wie die Polyhydroxyalkanoate (PHA). Die Polyhydroxyalkanoate bilden eine Familie biologisch abbaubarer und biokompatibler Polyester mit einem breiten Anwendungsspektrum von der einfachen Verpackung bis hin medizinischen und pharmazeutischen Materialien. Die Forschenden des EU-finanzierten Projekts ANIMPOL wollten diese PHA nun aus tierischen Abfällen von Schlachthöfen synthetisieren. ANIMPOL musste die hohen Kosten der PHA-Produktion im Vergleich zu petrochemisch hergestellten Kunststoffen berücksichtigen und den Einsatz von für die Menschen ernährungsphysiologisch bedeutenden Materialien vermeiden. Angesichts der Einschränkungen der derzeit verfügbaren Technik wählte das Konsortium gesättigte Fette aus, die ihren Ursprung bei Schweinen, Rindern und Geflügel hatten. Diese könnten zur Herstellung von Fettsäuremethylestern (Fatty Acid Methyl Ester, FAME) genutzt werden, die als flüssiger Kraftstoff (Biodiesel) dienen können. Auch als Kohlenstoffquelle für die verschiedenen mikrobiellen PHA-Produzenten wurde eine Vielzahl von tierischen Abfallmaterialien verwendet. Zur Maximierung der Produktionsausbeute wurden eingehend die Fermentationsreaktionsbedingungen untersucht. Die Experimente wandelte man in mathematische Modelle um, die verschiedenen Fermentationstypen zur prognostizieren, die von den beiden ausgewählten Bakterienspezies (Cupriavidus necator und Pseudomonas chlororaphis) auf verschiedenen Substraten ausgeführt werden. Eine signifikante Optimierung wurde gleichermaßen in Hinsicht auf die PHA-Gewinnungsverfahren durchgeführt. Der insgesamt optimierte Prozess der PHA-Produktion aus Schlachttierabfällen wurde als kosteneffektiv, umweltfreundlich und nachhaltig verifiziert. Angesichts der an den Kunststoffmarkt bestehenden Forderung der Öffentlichkeit nach der Erschließung umweltfreundlicher Alternativen bildet der ANIMPOL-Ansatz eine durchaus realisierbare Strategie für die Herstellung biologisch abbaubarer Polymere.
