Biobasierte Zusatzstoffe Pflanzliche Proteine für technische Anwendungen nutzen

Proteine gehören wie Cellulose, Lignin und Fette zu den nachwachsenden Rohstoffen. Ihr Potenzial für die chemische Industrie wird bisher kaum genutzt. Dies wollen Forscherteams des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV gemeinsam mit Partnern nun ändern.

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Obwohl Proteine aus pflanzlichen Quellen bereits vor hundert Jahren eine große Rolle für die Chemieindustrie spielten, etwa als Bindemittel oder Leim, ist diese Verwendung mit dem Boom der Erdölchemie immer mehr zurückgegangen. Dies wollen die Partner im Projekt TeFuProt, kurz für technofunktionelle Proteine, nun ändern und aus landwirtschaftlichen Reststoffen Proteine für die industrielle Anwendung gewinnen.

Beim Verarbeiten von pflanzlichen Agrarrohstoffen wie Raps fallen große Mengen an Proteinen an. Sie sind ein Nebenprodukt der Rapsölgewinnung, bei der Öl aus dem Korn gepresst wird. Übrig bleiben proteinhaltige Produktionsreste, sogenannter Rapsschrot oder Rapspresskuchen. Die Proteinfraktionen des Rapspresskuchens bieten aufgrund ihrer funktionellen Eigenschaften wie Schaum-, Gel- und Filmbildungseigenschaften sowie Wasserhaltungsvermögen großes Potential für unterschiedlichste technische Anwendungen. Sie eignen sich etwa als Zusatzstoffe für Farben, Lacke, Klebstoffe, Schmiermittel, Baumaterialien, Reinigungsmittel oder Polymere.

Aufgabe der Forscher am Fraunhofer IVV war es, zu untersuchen, wie sich die Proteine aus dem Rapsschrot und -presskuchen isolieren lassen und entsprechende Verfahren zu entwickeln. Darüber hinaus waren sie mit der Modifikation der Eiweiße beauftragt ebenso wie mit deren Vorformulierung, um sie den Anwendungspartnern getrocknet in Pulverform oder flüssig für Tests zur Verfügung zu stellen. Bewertet wurden zudem die technofunktionellen Eigenschaften wie Löslichkeit, Schaum- und Emulgierverhalten so-wie das Filmbildungsvermögen. Neben dem Fraunhofer IVV waren die Firmen Animox sowie Naturstoff-Technik (2014-2017) ebenso mit der Proteinherstellung und deren Veredelung betraut.

Chance zu Sprunginnovationen

Ergebnis der langjährigen Projektarbeit der insgesamt 18 Partner sind eine Reihe von vielversprechenden Produkten, die teils bereits als Prototyp vorliegen. Bioabbaubare Folien, als Verpackungsmaterial etwa für Waschmittelportionen oder als Pflanzfolien, gehören ebenso dazu wie Faserplatten aus Produktionsresten, sowie mit Rapsprotein modifizierte Bindemittel. Flammstabile Isolierschäume für die Bauwirtschaft oder Formschaum für Verpackungen, Faserschutz und Farbübertragungsinhibitoren in Öko-Waschmitteln, Verdickerkomponenten für Schmierstoffe oder Binder für Gleitlacke und Additive in Universalreinigern für Holzoberflächen komplettieren die Liste der innovativen Lösungen.

Im nächsten Schritt sollen die Präparate optimiert und zur Marktreife geführt werden. In großem Maßstab petrochemische durch biobasierte Produkte zu ersetzen und in der chemischen Industrie durch die Verwendung pflanzlicher Proteine eine höhere Wertschöpfung zu erzielen, ist das langfristige Ziel der Partner.

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