{"id":19464,"date":"2019-08-01T00:01:56","date_gmt":"2019-07-31T22:01:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=19464"},"modified":"2019-07-19T16:13:50","modified_gmt":"2019-07-19T14:13:50","slug":"genecis-interview-filament-lebensmittelabfaelle-250720191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/genecis-interview-filament-lebensmittelabfaelle-250720191\/","title":{"rendered":"Filament aus Lebensmittelabf\u00e4llen? – Interview mit Genecis"},"content":{"rendered":"

Deutsche werfen im Schnitt j\u00e4hrlich circa 85 Kilogramm Nahrungsmittel weg. Und dass diese Welt ein riesiges Problem mit zu viel Plastik hat ist allgemein bekannt. Auch Filamente f\u00fcr den 3D-Drucker tragen ihren Teil dazu bei. Was tun, um diese beiden Probleme zumindest ein bisschen zu l\u00f6sen? Das kanadische Startup Genecis mit Sitz in Toronto bietet eine innovative Idee: Aus Lebensmittelabf\u00e4llen stellen sie Polyhydroxyalkanoate (PHA) her; ein Kunststoff, welcher innerhalb eines Jahres in der Natur vollst\u00e4ndig abgebaut werden kann. Wir sprachen mit Michael Williamson, dem Mechanical and Polymers Lead von Genecis, um mehr \u00fcber PHA, dessen Herstellung und Vorteile zu erfahren.<\/p>\n

K\u00f6nnen Sie sich und Ihre Verbindung zum 3D-Druck vorstellen?<\/h3>\n

Genecis Bioindustries Inc. ist ein Bio-Cleantech-Unternehmen, das Lebensmittelabf\u00e4lle in hochwertigere Materialien umwandelt. Die erste Produktlinie, die wir vermarkten, sind Polyhydroxyalkanoate (PHA), ein vollst\u00e4ndig biologisch abbaubares Polymer, das sich innerhalb eines Jahres in marinen und terrestrischen Umgebungen leicht abbaut und gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Kunststoffen wie Polypropylen und Polyethylen bessere Eigenschaften aufweist. Insbesondere haben PHAs die folgenden physikalisch-chemischen Eigenschaften: Biokompatibilit\u00e4t, geringe Wasserdurchl\u00e4ssigkeit und hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen PHAs mit verschiedenen Erd\u00f6lkunststoffen gemischt und leicht zu Verbundharzen recycelt werden. Eine ausgezeichnete Anwendung f\u00fcr PHAs sind 3D-Druckfilamente<\/a>, die in Kombination mit PLAs, ABS oder st\u00e4rkebasierten Biokunststoffen verwendet werden k\u00f6nnen und bessere physikalische Eigenschaften f\u00fcr gedruckte Endprodukte bieten.<\/p>\n

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Auf dem Bild sehen Sie Michael Williamson ganz links im Bild und neben ihm Hasitha de Alwis and Kevin Eriksen. Bildnachweis: Genecis.<\/p><\/div>\n

Wie sind Sie auf die Idee gekommen, Lebensmittelabf\u00e4lle in Biokunststoffe umzuwandeln?<\/h3>\n

Luna Yu, die Gr\u00fcnderin von Genecis, f\u00fchrte umfangreiche Forschungen zur anaeroben Verg\u00e4rung durch und erkannte die dem Prozess innewohnende Unrentabilit\u00e4t und dass der gesamte Prozess in zwei gro\u00dfe mikrobielle Fermentationsschritte unterteilt werden konnte. Der erste Schritt war ein relativ schneller Prozess, der ein Zwischenprodukt produzierte, das einem speziellen Satz von Bakterien zugef\u00fchrt werden konnte, die Kohlenstoffe essen und Polyhydroxyalkanoate (PHAs) produzieren konnten. PHAs sind eine Familie von hochwertigen biologisch abbaubaren Polymeren mit Eigenschaften, die herk\u00f6mmlichen Kunststoffen \u00fcberlegen sind, und haben Hunderte von Anwendungen in einer Vielzahl von Industrien.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

K\u00f6nnten Sie den Prozess der Herstellung von PHA beschreiben?<\/h3>\n

Der Gesamtprozess nutzt einen dreistufigen Prozess zur Entwicklung unserer PHAs. Zun\u00e4chst werden organische Abf\u00e4lle durch eine Bakterienkultur in fl\u00fcchtige Fetts\u00e4uren zerlegt. Die Fetts\u00e4uren werden dann zu einer anderen Bakterienkultur hinzugef\u00fcgt, die speziell ausgew\u00e4hlt wurde, um PHAs in ihren Zellen zu produzieren. Anschlie\u00dfend \u00f6ffnet ein Extraktionsprozess die Zellen, kompiliert und reinigt den Kunststoff. Dieser gesamte Prozess l\u00e4uft \u00fcber einen Zeitraum von sieben Tagen ab, eine wesentlich schnellere Alternative zur Produktion von Biogas, welche bis zu 21 Tage dauern kann.<\/p>\n

Welche Vorteile hat Ihr Kunststoff im Vergleich zu „traditionellen“ (3D-Druck) Kunststoffen?<\/h3>\n

Obwohl PLA\/PHA-Blends bereits auf dem Markt f\u00fcr 3D-Druckanwendungen sind, bietet Genecis‘ PHA eine Reihe von Vorteilen. Die PHAs von Genecis sind ein Copolymer aus PHB und PHV (einfach bekannt als PHBV). PHB allein ist ein hartes und starkes Material, das sehr \u00e4hnliche Eigenschaften wie PLA aufweist. PHV hingegen ist viel weicher und dehnbarer als PHB oder PLA, und durch die Ver\u00e4nderung der Monomerzusammensetzung in unserem Polymer (d.h. HB\/HV-Verh\u00e4ltnisse) k\u00f6nnen wir einen reinen, nicht gemischten Kunststoff mit einem breiten Spektrum von Eigenschaften herstellen, die mit PLA nicht verf\u00fcgbar sind.<\/p>\n

Ein weiterer Vorteil ist, dass PHA unter normalen Umweltbedingungen (sowohl terrestrische als auch marine) deutlich schneller abbaubar ist. PHAs k\u00f6nnen sowohl in aeroben als auch in anaeroben Umgebungen abgebaut werden, ohne toxische Nebenprodukte zu bilden. Denn PHA wird von Bakterien produziert, im Gegensatz zu PLA, das chemisch polymerisiert wird. Dadurch k\u00f6nnen diese PHA-Biokunststoffe bei Umgebungstemperatur leicht von Bakterien und anderen Mikroorganismen abgebaut werden. Diese Bakterien und andere Mikroorganismen sind unter normalen Umweltbedingungen reichlich vorhanden, und PHAs werden abgebaut, indem sie einfach in der Erde oder in einem Kompost zuhause entsorgt werden.<\/p>\n

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Im Erlenmeyerkolben befindet sich PHA Br\u00fche, also eine Fl\u00fcssigkeit, die PHA Zellen in Bakterien enth\u00e4lt, aus denen PHA extrahiert wird. Bildnachweis. Genecis.<\/p><\/div>\n

Ist Ihr Material mit jedem FDM-Drucker kompatibel? Gibt es technische Spezifikationen zu beachten?<\/h3>\n

Genecis‘ PHA wird mit den meisten FDM-Druckern und anderen industriellen Fertigungsanlagen kompatibel sein. Variationen der Schmelzflussrate, Extrusionsgeschwindigkeit und K\u00fchltemperatur ist prozessspezifisch. Diese Parameter werden derzeit mit unseren Polymeren untersucht.<\/p>\n

Inwiefern unterscheidet sich PHA von PLA, insbesondere in Bezug auf die biologische Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit?<\/h3>\n

Regul\u00e4res, amorphes PLA ist spr\u00f6de und weist eine geringe Schlag- und Rei\u00dffestigkeit auf, was es anf\u00e4llig f\u00fcr Sch\u00e4den macht. Es hat auch eine niedrige W\u00e4rmeformbest\u00e4ndigkeitstemperatur (55-65\u00b0C), was bedeutet, dass es nicht f\u00fcr Anwendungen oberhalb Raumtemperatur wie f\u00fcr Kaffeetassen oder hei\u00dfe Speisen verwendet werden kann. PLA hat auch eine viel h\u00f6here Sauerstoff- und Wasserdurchl\u00e4ssigkeit als die meisten anderen Kunststoffe, was es ungeeignet f\u00fcr Anwendungen wie Flaschen f\u00fcr kohlens\u00e4urehaltige Getr\u00e4nke oder Artikel mit einer langen Haltbarkeit macht.<\/p>\n

PLA wird innerhalb weniger Monate unter industriellen Kompostierungsbedingungen biologisch abgebaut, wobei hohe Temperaturen (>55\u00b0C) und Feuchtigkeit den Abbau f\u00f6rdern. PLA ist jedoch widerstandsf\u00e4higer gegen biologischen Abbau unter normalen terrestrischen Umweltbedingungen oder gar in Heimkompostern. PLA ist in marinen Umgebungen nicht ohne weiteres biologisch abbaubar und tr\u00e4gt neben konventionellem Kunststoff aus Erd\u00f6l zur Verschmutzung des Meeres bei. Die gesch\u00e4tzten biologischen Abbauraten von PLA liegen im Bereich von 80+ Jahren, es sei denn, es handelt sich um eine industrielle Kompostieranlage.<\/p>\n

Im Gegensatz dazu baut sich PHA sowohl in terrestrischen als auch in marinen Umgebungen deutlich schneller ab. PHA wird durch mikrobielle Polymerisation hergestellt, nicht durch chemische Polymerisation. PHA wird von Mikroorganismen als Kohlenstoffspeichermolek\u00fcl synthetisiert. Dadurch wird PHA auch von Mikroorganismen leicht abgebaut, um auf den gespeicherten Kohlenstoff f\u00fcr den Einsatz im Zellstoffwechsel zuzugreifen. Insbesondere zeigt PHA unter marinen Umgebungen eine wesentlich bessere Abbaubarkeit als PLA; eine Studie zeigt den 50-80%igen Abbau von PHA unter marinen Bedingungen innerhalb von 12 Monaten. Im Vergleich dazu zeigte PLA in der gleichen Zeit nur 5-8% Abbau, \u00e4hnlich wie das auf Erd\u00f6l basierende Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), das nicht biologisch abbaubar ist.<\/p>\n

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Das Genecis Team. Bildnachweis: Genecis.<\/p><\/div>\n

Was sind Ihre zuk\u00fcnftigen Projekte?<\/h3>\n

Genecis hat eine Reihe von Projekten in der Entwicklung. In den n\u00e4chsten Monaten werden wir unsere Betriebsparameter f\u00fcr eine Reihe von industriellen Anwendungen wie gro\u00dfformatige Extrusions-, Spritzguss- und Blasformprozesse validieren. Ein weiteres wichtiges Ziel f\u00fcr das n\u00e4chste Jahr ist die Quantifizierung der Beziehung zwischen unseren Verarbeitungsparametern, den Parametern des Herstellungsprozesses und unseren Polymereigenschaften durch die Anwendung von KI-Schemata, die gesammelte experimentelle Daten verwenden. Dar\u00fcber hinaus ist Genecis auch dabei, eine Demonstrationsanlage in Betrieb zu nehmen. Diese Anlage wird in der Lage sein, w\u00f6chentlich 3 Tonnen organische Abf\u00e4lle in gebrauchsfertige PHA-Pellets umzuwandeln. Diese wichtige Phase des Scale-Up wird als letzter Schritt vor der vollst\u00e4ndigen Kommerzialisierung unserer Technologie dienen.<\/p>\n

Noch ein paar letzte Worte an unsere Leser?<\/h3>\n

Verbraucher haben einen gro\u00dfen Einfluss auf gro\u00dfe Marken – ihre Anspr\u00fcche, W\u00fcnsche und Bed\u00fcrfnisse sind das, worauf diese Marken ausgerichtet sind. Die Botschaft f\u00fcr einen biologisch abbaubaren Kunststoff wurde geh\u00f6rt. Die Verschmutzung durch Kunststoffe wird als ein wichtiges Thema anerkannt, und wir m\u00fcssen diese Botschaft weiter verbreiten, dazu kommt hinzu, dass wir\u00a0 auch unsere Probleme mit Lebensmittelabf\u00e4llen und die Menge der anfallenden Lebensmittelabf\u00e4lle anerkennen sowie die Optionen f\u00fcr deren Entsorgung in Nordamerika suchen. Die F\u00f6rderung unserer L\u00f6sung ist \u00e4u\u00dferst n\u00fctzlich, da sie diese Probleme angeht und um unsere Technologie effektiv zu kommerzialisieren, ist Unterst\u00fctzung durch Verbraucher, Gro\u00dfunternehmen und Regierungen erforderlich. Mehr Informationen finden Sie auf unserer Website<\/a>.<\/p>\n

*Beitragsbild: Genecis‘ PHA in seiner granularen Form bevor es veredelt und in Pellets umgeformt wird. Bildnachweis: Genecis.\u00a0<\/em><\/p>\n

Was halten Sie von der Idee von Genecis, Lebensmittelabf\u00e4lle ich Bioplastik umzuwandeln? Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und kontaktieren Sie uns. M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>\u00a0und folgen Sie uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0und\u00a0Twitter\u00a0<\/a>\u00a0um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0zu finden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Deutsche werfen im Schnitt j\u00e4hrlich circa 85 Kilogramm Nahrungsmittel weg. Und dass diese Welt ein riesiges Problem mit zu viel Plastik hat ist allgemein bekannt. Auch Filamente f\u00fcr den 3D-Drucker tragen ihren Teil dazu bei. Was tun, um diese beiden…<\/p>\n","protected":false},"author":6065,"featured_media":19466,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,10,12],"tags":[],"class_list":["post-19464","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-interviews","category-materialien"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19464","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6065"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=19464"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19464\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":19542,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19464\/revisions\/19542"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19466"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19464"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19464"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19464"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}