Neues Recyclingverfahren für gebrauchte Windeln

Windeln haben eine kurze Funktionszeit: Fünf bis siebenmal am Tag werden sie gewechselt und landen anschließend im Müll. Wertvolle, wiederverwertbare Ressourcen gehen damit unwiederbringlich verloren anstatt sie wiederzuverwerten. Forscher des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) suchten daher nach einem Weg, den Müllberg zu verkleinern und aus dem Abfall wichtige Rohstoffe für die Industrie zurückzugewinnen. 

Die rund 20 Milliarden Einwegwindeln, die jährlich alleine in der EU produziert werden, bestehen aus mehreren unterschiedlichen Schichten aus Polyethylen-, Polypropylen sowie Cellulose- und saugstarken Kunststofffasern. Letztere sind hauptsächlich aus einem körnigem chemischen Verbundstoff (Natriumpolyacrylat) gefertigt, der das Hundertfache der Masse einer Windel absorbieren bzw. aufnehmen kann. Alle diese Materialien gelten als wertvolle, wieder verwendbare Ressourcen.

Die Forscher setzen auf einen biotechnologischen Ansatz im Recycling des Windelmülls: Im Zentrum steht der Einsatz von speziellen Enzymen. Sie werden als Biokatalysatoren verwendet, die biologische und chemische Prozesse steuern und in Gang bringen. "Die Enzyme die wir einsetzen - das sind unter anderem Cellulasen - sind in der Lage, die Windelfasern zu trennen und zu recyceln, woraufhin Cellulosefasern zum Grundstoff Glukose abgebaut und folglich als Nährstoffquelle fermentativ genutzt werden können", erklärte acib-Wissenschafterin Sara Vecchiato vom Institut für Umweltbiotechnologie am IFA Tulln der BOKU Wien.

Die enzymatischen Abbauprodukte sind wertvolle Grundbausteine für chemische Verfahren oder der Herstellung von Bioethanol und neuen Polymeren. Der Vorteil der Technologie sei laut den Forschern, dass sie einfach und in reiner Form rückgewonnen werden können. Zudem könne Erdöl eingespart werden, das nach wie vor als Grundbaustein für die in Windeln verarbeiteten Polymere herangezogen wird.

"Anders als bei der thermischen Verwertung des Windelmülls entsteht beim acib-Verfahren außerdem kein CO2. Während des gesamten Prozesses benötigen wir auch keinerlei gefährliche Chemikalien. Das Recyclingverfahren findet bei Raumtemperatur statt, benötigt keine aufwändige und kostspielige Infrastruktur und stellt damit eine umweltfreundliche Maßnahme dar, die Effekte des Klimawandels einzubremsen", hob Vecchiato die Vorteile hervor.

Für den Labormaßstab gebe es schon vielversprechende Ergebnisse. Nun wird das enzymatische Verfahren zu einem industrietauglichen Prozess weiterentwickelt, wie Matthias Slatner vom acib in Tulln erklärte. "Wir gehen davon aus, dass etwa drei Jahre an weiteren Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten im Labor nötig sein werden, bis wir so weit sind", schätzte Vecchiato den weiteren Handlungsbedarf ein. Die Forscher sind auf der Suche nach einem Wirtschaftspartner für die Umsetzung des Verfahrens.

Das im Jahr 2010 in Graz gegründete Austrian Centre of Industrial Biotechnology - acib GmbH - bündelt als österreichisches K2-Zentrum für industrielle Biotechnologie die Kompetenz zahlreicher österreichischer Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie Industriepartner. Es hat sich u.a. darauf spezialisiert, traditionelle chemische Verfahren für die Biotech-, Pharma- und chemische Industrie durch neue, umweltfreundlichere und ökonomische Prozesse zu ersetzen, in dem es sich Methoden der Natur zum Vorbild nimmt. Speziell sucht man nach Wegen, mithilfe von "biokatalytischer Synthese" die Prozesse zu vereinfachen und umweltschonender zu gestalten. Am acib arbeiten derzeit rund 250 Beschäftigte an mehr als 175 Forschungsprojekten. Eigentümer sind die Universitäten Innsbruck und Graz, die TU Graz, die Wiener Universität für Bodenkultur sowie die steirische Joanneum Research. Gefördert wird das K2-Zentrum im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent Technologies.