Mais statt Styropor: Verpackung für den Kompost
Beim Kauf einer neuen Kaffeemaschine oder eines Fernsehers sind sie fast immer mit dabei: Leichtverpackungen aus Polystyrol, besser bekannt als Styropor. Auch als Dämmstoff hat sich das Material auf Rohölbasis längst etabliert. Es ist praktisch, leicht und kann unkompliziert recycelt werden. Falsch entsorgt ist es allerdings schädlich für die Umwelt. Und deshalb entwickeln Nina Ritter und Frauke Bunzel vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung in Braunschweig eine nachwachsende Alternative zur Leichtverpackung aus Styropor.
Styropor muss nicht sein - Mais geht auch
Styropor ist schlecht für die Umwelt, da sind sich alle einig. Am Fraunhofer-Institut für Holzforschung arbeiten zwei Forscherinnen an einer Alternative aus Mais-Spindeln.
Mais als Material der Wahl
Das Material ihrer Wahl ist Mais, genauer gesagt Mais-Spindeln. "Das ist der Teil des Maiskolbens, der übrig bleibt, wenn der Mais abgeknabbert ist", erklärt Projektleiterin Ritter. Entstanden ist das Projekt aus einer anderen Forschungsarbeit des Fraunhofer-Instituts, einem mit dem GreenTec-Award prämierten Holzdämmstoff. Dieser kommt ohne zugesetzte Klebstoffe aus und nutzt die eigenen Bindungskräfte des Materials. Er gibt auch der neuen Maisverpackung die nötige Festigkeit.
Gegen die Verschmutzung der Drittweltländer
Bunzel hat ein konkretes Einsatzgebiet für ihre Leichtverpackung vor Augen - als einfache Schaumstoffblöcke für größere Güter, die in Drittweltländer verschifft werden. "Da ist Styropor ein Problem, weil das Verpackungsmaterial einfach so neben die Straße geworfen wird", sagt die Chemikerin. Dort bleibe es liegen. Mit der Maisverpackung wäre das kein Problem. Sie verrottet einfach, ohne die Landschaft zu verschmutzen und giftige Stoffe an die Umwelt abzugeben. Oder sie kann zum Heizen genutzt werden.
Eine weitere Stufe in der Rohstoffkaskade
Die Mais-Spindeln für ihr öffentlich gefördertes Projekt erhalten die Wissenschaftlerinnen von einer Firma, die Verpackungs-Chips auf Maisstärkebasis herstellt. Die übriggebliebenen Mais-Spindeln wandern derzeit in die firmeneigene Biogasanlage. Doch mit dem Ergebnis der Braunschweiger Forschungsgruppe könnte ein weiterer Nutzungsschritt des nachwachsenden Rohstoffs dazukommen, bevor das Restmaterial am Ende im Fermenter der Biogasanlage und dann als Dünger auf dem Feld landet. Das Ziel einer solchen Kaskadennutzung ist zum Beispiel die Einsparung von Rohstoffen, Kosten und Treibhausgasen. Auch für das beigemischte Holz lassen die Forscher nicht etwa Bäume fällen, sie verwenden unter anderem Reste aus Sägewerken. "Alles, was übrig ist und was sonst keiner möchte", erklärt Ritter.
Mit Wasser entsteht ein Faserbrei
Zuerst werden die Maisreste in einer Halle des Fraunhofer-Instituts fein zermahlen. Eine große Maschine mahlt mit lautem Brummen Maisreste und Holzschnitze mithilfe von Wasser zu feinem Faserbrei. Dieser wird in ein Sieb gegossen, mit einer Platte abgedeckt und mit Gewichten beschwert, um das Wasser herauszupressen. Danach reichert Chemikerin Bunzel das Fasergemisch mit Wasserstoffperoxyd an. Sie nutzt die Kräfte des Holzes und bringt die Inhaltsstoffe dazu, mit ihren Nachbarmolekülen zu reagieren. Dadurch sparen sich die Wissenschaftler den Einsatz von Klebstoffen. In einer überdimensionalen Rührmaschine wird die Masse zu einem cremigen Brei aufgeschlagen, der an Mousse au Chocolat erinnert. Bunzel füllt den Zellulosebrei in eine Form und steckt ihn für eine Nacht in den Trockenofen. Danach kann der fertige Block aus Maisabfall weiterverarbeitet und geschnitten, geschliffen und gefräst werden.
Verpackung als Nischenprodukt
Ob der Verbraucher in Zukunft sein neues Smartphone aus einem Mais-Block statt aus einem Styropor-Formteil herausheben und den Abfall in die grüne Tonne oder auf den Kompost schmeißen kann, steht noch in den Sternen. "Derzeit sehen wir unsere Verpackung als Nischenprodukt - allein weil der Rohölpreis derzeit so niedrig ist und die Herstellungskosten von Styropor unschlagbar sind", sagt Bunzel. Deshalb wollen die Forscher herausfinden, welche bereits gängigen Verfahren und Maschinen genutzt werden können, um die Herstellung der kompostierbaren Verpackung zu optimieren. Außerdem prüfen sie, welche Zellstoffreste außer Mais-Spindeln noch tauglich für die Herstellung der Verpackung sind - beispielsweise Abfälle aus der Papierindustrie.
Schaum schluckt den Schall
Auch andere Einsatzfelder des Maisschaums sind denkbar, denn er kann in fast jede Form gegossen werden. "Weil der Schaum offenporig ist, verfügt er über eine hohe Schallabsorption", sagt Bunzel. In Platten geschnitten könnte er also in Räumen zur Schalldämpfung eingesetzt werden. Erste Tests hätten ergeben, dass der Maisschaum teilweise bessere Ergebnisse als Akustikplatten aus Polymerschäumen erzielt. Preislich könne das Material aus dem Fraunhofer Institut nicht mit den erdölbasierten Materialien mithalten. Aber es hat andere Vorteile. "Weil wir keine chemischen Bindemittel einsetzen, gibt unser Schaum keine gesundheitsgefährdenden Immissionen ab", sagt die Chemikerin.
