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Kristina Wienand | am

Forscher machen umweltfreundliche Klebstoffe aus Molke

Eigentlich ist Molke ein Nebenprodukt in Molkerein. Doch Forschern ist es nun gelungen, einen Stoff herauszutrennen, aus dem Kleber gemacht werden kann.

Ein Frauenhofer-Forscherteam hat jetzt gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden ein Verfahren entwickelt, bei dem aus Molke wertvolles Ethylacetat in hoher Reinheit gewonnen wird. Bei dem neuen Verfahren wird aus der Melasse wertvolles Ethylacetat, genauer: Essigsäureethylester - ein farbloses Lösungsmittel -, gewonnen.

Dieses kann beispielsweise für die Herstellung umweltfreundlicher Klebstoffe verwendet werden und ersetzt damit das herkömmliche Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen.

Von Melasse zum Grünen Klebstoff

In der Milchindustrie fallen täglich große Mengen Molke als Nebenprodukt an. Allein in Deutschland sind das Jahr für Jahr 12,6 Millionen Tonnen. Allein bei der Herstellung eines Kilogramms Käse entstehen beispielsweise neun Kilogramm Molke. Sie wird teilweise weiterverarbeitet, etwa zu Trinkmolke mit Fruchtzusatz oder anderen Mischgetränken.

Trennt man die in der Molke enthaltene Laktose sowie die Proteine ab, lassen sich diese ebenfalls nutzen, etwa als Rohstoff in der Pharmazie oder auch in Babynahrung. Doch nach Abtrennung von Proteinen und Laktose bleibt eine Melasse zurück. Deren Entsorgung ist aufgrund des relativ hohen Salzgehalts äußerst aufwendig und teuer.

Durch das neue Verfahren der Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf und der TU Dresden wird die aufwendige Entsorgung der Melasse überflüssig.

Grüne Alternative zu Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen

Bisher wird Ethylacetat aus Erdgas und Erdölderivaten erzeugt. Das Ethylacetat aus der Molke ist dagegen ein Produkt, das wegen seiner leichten mikrobiellen Abbaubarkeit den umweltschädlichen Lösungsmitteln deutlich überlegen ist. Außerdem ist es unabhängig von den Preisschwankungen bei Erdgas und Erdöl.

Das abgeschiedene Ethylacetat bietet einen hohen Reinheitsgrad von 97,5 Prozent und lässt sich damit ohne weitere Bearbeitungsschritte sofort als Rohstoff nutzen. Das farblose Lösungsmittel Ethylacetat kommt vielfach bei der Herstellung von Klebstoffen, Druckfarben oder Lacken zum Einsatz und kann auch zur Reinigung von Oberflächen eingesetzt werden.

So wird das Ethylacetat getrennt

Der Trennungsprozess ist den Frauenhofer-IKTS-Forschern zufolge grundsätzlich nicht kompliziert. Im ersten Schritt wird die Melasse im Bioreaktor fermentiert. Der Reaktor wird dabei belüftet, um aerobe Bedingungen einzustellen. Es entsteht ein Gas-Dampf-Gemisch, das als Bestandteil Ethylacetat enthält. Dieses wird dann durch spezielle Kompositmembranen abgetrennt.

„Als Abfallprodukt bleibt ein Gas-Wasserdampf-Gemisch zurück, das problemlos in die Umwelt abgegeben werden kann“, sagt Dr. Marcus Weyd, Leiter der Gruppe Membranverfahrenstechnik und Modellierung.

Industrie soll Technik nutzen können

„Uns ist es gelungen, mit einem relativ einfachen und kostengünstigen Verfahren eine hochentwickelte Membran mit extrem kleinen Poren herzustellen“, fasst Weyd zusammen. Ein praktischer Vorteil für Industrieunternehmen liegt in dem nur einstufigen Abtrennprozess, für den dementsprechend nur wenige Membran- und Steuerungsmodule benötigt werden.

Wenn die Prozessparameter bei Fermentation und Trennung richtig eingestellt sind, läuft der Trennvorgang von allein und stabil. Im nächsten Schritt wollen die Forschenden die Größe der Membranmodule skalieren, um so die Technologie für den industriellen Einsatz zur Verfügung stellen zu können.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) hat das Vorhaben unterstützt. 

Mit Material von PM Frauenhofer Gesellschaft, BRS
Milchkühe im Stall

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