Plastik und dessen Vermeidung sind derzeit vieldiskutierte Umweltthemen. Auf der Suche nach erdölfreien und umweltschonenderen Alternativen suchen Forscher gezielt nach Ausgangsprodukten, die das Klima nicht belasten. Bei Altfetten werden sie fündig.

Einst als preiswerter und flexibler Kunststoff gefeiert, ist Plastik heute zu einer echten Umweltplage geworden. Grund genug für Forscher der Technischen Universität Berlin, nach Alternativen zu suchen. Dabei konzentrierte sich das Team um Sebastian L. Riedel, Stefan Junne und Professor Peter Neubauer auf die Herstellung von Polyhydroxylalkanoaten, kurz PHA, die als Bio-Plastik bekannt sind und bereits angewendet werden. Doch PHA werden normalerweise aus Mais, Zucker, Glycerin oder Palmöl hergestellt. Alles Stoffe, die extra dafür gewonnen werden müssen.

Den Forschern vom Fachgebiet für Bioverfahrenstechnik schwebte dagegen ein Ausgangsstoff vor, der weder das Klima belastet, noch als Futter- oder Nahrungsmittel zum Einsatz kommt. Das Team testete deshalb Abfallfette, die in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung, in der Gastronomie oder auch bei der Weiterverarbeitung von Lebensmittelabfällen tonnenweise anfallen.

Gefräßige Mikroorganismen helfen

Doch wie kann aus stinkendem Abfallfett ein Stoff entstehen, der die Eigenschaften von Plastik hat? "Mit Hilfe von Mikroorganismen", erklärt Riedel im Gespräch mit n-tv.de. Dabei handelt es sich konkret um Cupriavidus necator, die früher auch als Ralstonia eutropha bezeichnet wurden. Sie kommen natürlicherweise vor allem im Boden vor. Dort verwerten sie vorhandene Nährstoffe. Dass die Bakterien unter bestimmten Umständen zur PHA-Gewinnung eingesetzt werden können, ist in Untersuchungen bereits festgestellt worden. Der Einsatz mit Abfallfett ist dagegen neu. "Wir lassen diese Bakterien, die den sogenannten Knallgasbakterien zugeordnet werden, für uns arbeiten", erklärt der Forscher.

Das bedeutet konkret: Die Bakterien werden in einem Mineralsalzmedium mit Stickstoff-, Phosphat- und Kohlenstoffquelle in einem Bioreaktor unter aeroben Bedingungen, also unter Beteiligung von Sauerstoff, kultiviert. Der Kohlenstoff stammt in diesem Fall aus den Abfallfetten. In diesem Medium fressen und wachsen die Bakterien, bis ihnen die Forscher den Stickstoff wieder vollständig entziehen.

Bakterien auf Entzug

Wissen 24.09.19 01:33 min

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Auf diesen Entzug reagieren die Bakterien, indem sie den überschüssigen Kohlenstoff aus dem Abfallfett als Energiereserve in ihren Zellen als PHA speichern. Dieses können die Forscher mit Hilfe von Lösungsmitteln dann aus den Bakterien herauslösen. "Die Lösungsmittel können nach diesem Prozess teilweise wieder zurückgewonnen werden", erklärt Riedel. Die Forscher arbeiten in einer internationalen Kooperation mit Professor Sudesh von der Universiti Sains Malaysia daran, zukünftig vollständig auf Lösungsmittel zu verzichten. Vom Füttern der Bakterien bis zum PHA-Gewinn dauert der Prozess zwischen 48 und 60 Stunden. Aus einem Liter Kulturbrühe mit Bakterien gewinnen die Wissenschaftler derzeit 100 Gramm PHA.

Die Forscher haben es sich zum Ziel gesetzt, das Verfahren so weit zu optimieren, dass ein Kilogramm von auf diese Weise hergestelltem PHA weniger als zwei Euro kosten soll. Das ist dann zwar immer noch teurer als herkömmliches Plastik, aber wesentlich umwelt- und ressourcenschonender.