Möglichkeit zur Entwicklung eines biologisch abbaubaren Materials als Plastik-Ersatz aus Weinreben-Schnittgut

• Ein Forschungsteam der South Dakota State University hat Cellulose aus Weinreben-Schnittgut extrahiert und erfolgreich einen kunststoffähnlichen Film entwickelt, der stärker als herkömmliches Plastik ist und sich in kurzer Zeit zersetzt
• Herkömmlicher Kunststoff ist nicht erneuerbar und erzeugt Mikroplastik, was Umweltverschmutzung und Gesundheitsprobleme verursacht
• Wenn landwirtschaftliche Nebenprodukte als Cellulosematerial genutzt werden, lassen sich neue umweltfreundliche Werte schaffen und Kunststoffe potenziell ersetzen
• Der Film aus Weinreben-Schnittgut ist hochtransparent, zersetzt sich im Boden innerhalb von 17 Tagen vollständig und hinterlässt keine Resttoxizität
• Die Forschung zeigt das Potenzial, einen substanziellen Beitrag zur Kommerzialisierung biologisch abbaubarer Verpackungsmaterialien und zu einer zirkulären Bioökonomie zu leisten

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Forschungshintergrund und das Problem von Plastikabfällen

• Der Großteil heutiger Verpackungen besteht aus Einwegplastik, das aus nicht erneuerbaren Ressourcen wie Erdöl hergestellt wird und in der Natur Hunderte von Jahren zur Zersetzung benötigt
• Nur 9 % des Plastiks werden recycelt, der Rest verbleibt in der Umwelt und trägt zur Entstehung großer Müllansammlungen wie dem Great Pacific Garbage Patch bei
• Kunststoff zerfällt in der Umwelt zu Mikroplastik und Nanoplastik, das von Menschen und Tieren eingeatmet oder aufgenommen wird
• Zu den langfristigen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit von Mikroplastik gibt es bislang noch zu wenig Forschung

Forschung von Professor Srinivas Janaswamy zu umweltfreundlichen Plastik-Alternativen

• Srinivas Janaswamy, Associate Professor im Fachbereich Dairy and Food Science der South Dakota State University, erforscht die Entwicklung wertschöpfender Produkte aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten
• Ziel ist die Entwicklung umweltfreundlicher Alternativen zur Bewältigung der Krise der Plastikverschmutzung
• In den USA gehören Plastikeinkaufstüten zu den wichtigsten Plastikabfällen; die meisten werden nach einmaligem Gebrauch der Umwelt überlassen
• Das langfristige Ziel von Professor Janaswamy ist die Entwicklung kunststoffähnlicher Beutel, die in der Umwelt abbaubar sind

Der zentrale Rohstoff: Cellulose

• Cellulose ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer und reichlich in pflanzlichen Zellwänden vorhanden
• Aufgrund starker Wasserstoffbrückenbindungen und Glucoseketten bietet sie strukturelle Steifigkeit und Haltbarkeit
• Menschen nutzen Cellulose bereits seit langem in vielen Bereichen, etwa in Stoffen wie Baumwolle oder in Holz

Cellulosegewinnung aus verschiedenen landwirtschaftlichen Nebenprodukten

• Professor Janaswamy extrahierte Cellulose aus verschiedensten Rohstoffen wie Avocadoschalen, Sojaschalen, Luzerne, Switchgrass, Kaffeesatz, Maiskolben und Bananenschalen
• Mit der gewonnenen Cellulose wurde die Entwicklung kunststoffähnlicher Filme erprobt, wobei Transparenz, Festigkeit und Eigenschaften je nach Produkt unterschiedlich ausfielen
• Diese biologisch abbaubaren Filme könnten in verschiedenen Anwendungsbereichen wie Verpackungen eingesetzt werden

Weinreben-Schnittgut und eine neue Zusammenarbeit

• Die Traubenexpertin Professorin Anne Fennell erkannte den hohen Cellulosegehalt von Weinreben-Schnittgut und dessen Nutzungspotenzial und initiierte eine Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Janaswamy
• Das Schnittgut fällt jedes Jahr nach dem Rebschnitt in großen Mengen an und wurde bisher meist zerkleinert und auf dem Boden verteilt oder verbrannt
• Das beim Winterschnitt anfallende Material ist aufgrund seines niedrigen Feuchtigkeitsgehalts und der hohen Cellulosedichte gut als Kunststoff-Ersatz geeignet

Eigenschaften und erwartete Wirkung des aus Weinreben-Schnittgut gewonnenen Films

• Der durch Celluloseextraktion entwickelte Film auf Basis von Weinreben-Schnittgut ist transparent und robust und zersetzt sich in Bodenbedingungen innerhalb von 17 Tagen vollständig
• Tests bestätigten eine höhere Zugfestigkeit als bei herkömmlichen Plastikbeuteln
• Weil Verbraucher den Inhalt leicht erkennen können, besteht ein hohes Potenzial für die Anwendung als Lebensmittelverpackung
• Das Forschungsteam erntete das Material in den SDSU-Weinbergen, trocknete und mahlte es und stellte daraus nach dem Extraktionsprozess den Film her

Beitrag zu Nachhaltigkeit und zirkulärer Bioökonomie

• Durch die Wiederverwertung von sonst weggeworfenem Weinreben-Schnittgut als Celluloseressource lassen sich eine effizientere Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Abfälle und das Problem der Plastikverschmutzung gleichzeitig angehen
• Die Entwicklung umweltfreundlicher Filme bietet einen praktischen Ansatz zur Förderung einer zirkulären Bioökonomie und zum Umweltschutz
• Finanziert wurde die Forschung vom US-Landwirtschaftsministerium und der National Science Foundation

Fazit

• Biologisch abbaubare Filme auf Basis von Weinreben-Schnittgut entwickeln sich zu einem vielversprechenden Material, um herkömmlichen Kunststoff zu ersetzen und Umweltprobleme zu mindern
• Aufgrund der schnellen Abbaubarkeit, der hohen Festigkeit und des Potenzials für Lebensmittelverpackungen werden hohe Erwartungen an Kommerzialisierung und Praxistauglichkeit geknüpft

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Im Vereinigten Königreich wurden Einweg-Plastiktüten in großen Supermärkten verboten. Anfangs haben sich manche Leute beschwert, und ich habe auch ein paar Mal vergessen, wiederverwendbare Taschen mitzunehmen, aber am Ende gewöhnt man sich ganz natürlich daran. Die kleinen Plastiktüten für Obst oder Brot sind in manchen Supermärkten ebenfalls verschwunden; zunächst wurden sie durch Papiertüten mit Sichtfenster ersetzt, doch bald stellte sich heraus, dass man gar nicht hineinschauen muss, sodass nun meist wieder schlichte braune Papiertüten verwendet werden
  • Ich frage mich immer noch, warum braune Papiertüten nicht viel verbreiteter für alles Mögliche genutzt werden. In letzter Zeit sieht man, dass einige Hersteller den Plastikeinsatz reduzieren; zum Beispiel waren Teeschachteln früher noch in Plastik eingeschweißt, heute nicht mehr. Ehrlich gesagt frage ich mich, warum das Plastik überhaupt jemals nötig war. Trotzdem sind noch immer viele Dinge in mehrere Lagen Plastik verpackt. Man sollte es einfach verbieten. Gute Alternativen gibt es bereits
  • Ich glaube nicht, dass die Umweltauswirkungen nennenswert sind. Billige dünne Plastiktüten benötigen viel weniger Material als wiederverwendbare Taschen und wurden oft noch einmal als Müllbeutel benutzt. Jetzt muss man stattdessen separate Müllbeutel aus dickerem Plastik kaufen und zusätzlich wiederverwendbare Taschen anschaffen. Tatsächlich ist der größte Teil des Plastiks, der in der Lebensmittelkette vom Hof bis nach Hause benötigt wird, weder Lebensmittelverpackung noch Tüte, sondern die mehrfachen Palettenumwicklungen im Vertrieb. Darauf sollten wir viel mehr achten. Die meisten Änderungen sind nur moralische Selbstdarstellung. Wenn die Lkw zum Supermarkt nur ein bisschen effizienter wären, wäre das eine viel größere Verbesserung als diese Plastiktütenfrage
  • Plastiktüten nehmen wieder zu
    https://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/plastic-bags-rise-online-shopping-ocado-b2813230.html
  • Wir benutzen beim Einkaufen für Fleisch, Schinken, Käse, Fisch und Ähnliches immer Behälter von zu Hause (Tupperware). Zynisch betrachtet mag das wie eine bedeutungslose Wohlfühlmaßnahme wirken, und tatsächlich werfen wir danach immer noch viel Plastik in die Recyclingtonne, aber eben nur noch halb so viel wie früher. Es ist auf jeden Fall eine Maßnahme, bei der man sich besser fühlt
  • Seit unser Supermarkt tragbare Scanner eingeführt hat, nehme ich keine Taschen mehr mit. Ich lege die Sachen so in den Wagen, dass der Barcode sichtbar ist, scanne und bezahle an der Kasse und packe dann draußen am Auto alles in Taschen um. Das funktioniert sicher nicht für alle, aber für mich fühlt es sich so an, als würde es das ganze Umräumen deutlich verringern
• So etwas wäre wirklich großartig für frisches Obst und Gemüse. Im Moment lege ich alles einfach ohne Tüte direkt in den Korb, aber vier Äpfel zum einfachen Wiegen und Transport in eine Plastiktüte zu stecken, fühlt sich ökologisch zu egoistisch an. Ein Material wie dieses, das sich schnell zersetzt, wäre wirklich toll
  • Ich frage mich, warum du nicht Plastiktüten von zu Hause mitbringst. Die halten lange genug, lassen sich klein zusammenfalten und in die Tasche oder ins Auto legen. Ich habe einige, die ich seit Jahren benutze. Wenn man ein- oder zweimal die Taschen vergisst und dann extra wieder umdreht, um sie zu holen, wird es schnell zur Gewohnheit. Außerdem kann man leere Kartons aus dem Ladenregal verwenden. In den Läden bleiben die Transportkartons oft leer zurück; man muss nur ein paar Produkte in einen anderen Karton umlegen und kann den leeren Karton gratis mitnehmen. Den Laden stört das nicht, weil die Kartons ohnehin weggeworfen werden würden (ich habe sogar schon gefragt). Inzwischen ist es für mich fast ein kleines Spiel geworden, immer einen Karton zu finden. Meine persönliche Regel ist nur, dem Personal dabei niemals zusätzliche Arbeit zu machen
  • Die Umweltschädlichkeit von Plastik wird von vielen übertrieben. Die Abgase einer zehnminütigen Autofahrt entsprechen mehr als 10.000 Plastiktüten an Umweltauswirkung. In Industrieländern gelangt Haushaltsplastikmüll fast nie direkt in die Umwelt
  • Ich habe aufgehört, die dünnen Obst- und Gemüsetüten zu benutzen. Ich lege das Gemüse einfach direkt in den Korb oder Einkaufswagen und nach dem Bezahlen direkt in die Einkaufstasche. Nur bei sehr kleinem Gemüse wie Erbsen mache ich eine Ausnahme
  • Es gibt auch wiederverwendbare Beutel speziell für Obst und Gemüse
    https://www.target.com/p/lotus-original-reusable-produce-bags-3ct/-/A-84622523
  • Der Teil darüber, Obst und Gemüse einfach „lose“ in den Korb zu legen, ist mir besonders aufgefallen
• Ich habe bei zwei Erdölraffinerien gearbeitet. Diese Unternehmen konzentrieren sich darauf, Politiker kaufen zu können, um neue gesellschaftliche Strukturen zu schaffen, die ihnen nützen; einen Umbau der Infrastruktur, der solche umweltfreundlichen Veränderungen tatsächlich voranbringen würde, wird es dort überhaupt nicht geben
  • Das hätte man früher auch über die Autoindustrie gesagt. Davor hieß es, die Kutschenbranche würde niemals kampflos aufgeben. Anreize sind wichtig. Aber das grundlegende Nachhaltigkeitsproblem erfordert langfristigeres Denken, und derzeit ist die öffentliche Reaktion auf Klimaaktivisten negativ, während Westen und Osten vor allem damit beschäftigt sind, sich gegenseitig die Verantwortung zuzuschieben. Idealerweise sollte der Staat Regulierungen einführen, die selbst für Unternehmen vorteilhaft sind, denen kurzfristig Nachteile entstehen. Aber ich weiß nicht, ob dieser Wille vorhanden ist. Also hast du am Ende vielleicht doch recht
  • Wenn man innerhalb des Systems steckt, ist es wirklich nicht leicht, sich vorzustellen, dass es auch ganz anders funktionieren könnte
• Unternehmen sind erstaunlich gut darin, uns glauben zu lassen, dass wir die Hauptverursacher der Umweltverschmutzung sind
  • Ich denke ständig über dieses Thema nach. Meine Frau ist bei Umweltthemen sehr gewissenhaft und wäscht sogar verschimmelte Gläser gründlich aus, bevor sie sie recycelt (ob das Recyclingsystem tatsächlich wirksam ist, ist eine andere Frage). Es stimmt schon, dass die Welt besser wäre, wenn alle das Richtige täten, aber ich bin selbst manchmal genervt, und an manchen Tagen fühlt sich alles ohnehin sinnlos an. Gleichzeitig frage ich mich, ob dieser Zynismus nicht einfach nur meine eigene Faulheit ist. Schon dass man die Zeit und den Spielraum hat, überhaupt über umweltfreundliches Verhalten oder Recycling <i>nachzudenken</i>, ist ein Privileg, das eher Menschen in wohlhabenden Ländern haben. In manchen Entwicklungsländern sind gedankenloser Konsum und Verschmutzung noch viel verbreiteter. Es gibt wirklich viele Streitpunkte: wie wirksam Recyclingsysteme sind, wie viel kollektives Handeln bringt oder ob Unternehmen die eigentlichen Schuldigen sind. Am Ende habe ich das Gefühl, dass es unbedingt politische Veränderungen auf Regierungsebene braucht; individuelles Verhalten allein kann ohne Politik und öffentliche Kommunikation kaum große Veränderungen bewirken
  • Unternehmen tun gar nichts, wenn sie den Menschen nicht das liefern, was diese wollen. Der Daseinszweck eines Unternehmens ist es, Produkte bereitzustellen, die Kunden möchten. Das eigentlich Erstaunliche ist, wie Menschen sich ihrer eigenen Verantwortung entziehen und stattdessen die Verkäufer beschuldigen, obwohl Unternehmen nur so handeln, wie es die Käufer verlangen. Es ist ein bisschen so, als würde man die Verantwortung verschieben, als entstünden Abhängige nur wegen der „Dealer“
  • Das habe ich schon früher gesagt und dafür immer massiv Downvotes bekommen. Ich sage es trotzdem noch einmal:
    • Unternehmen haben die Verantwortung, recycelbare Produkte herzustellen
    • Verbraucher haben nicht nur die Verantwortung, ihren Müll richtig zu entsorgen, sondern auch Politiker zu wählen, die sich aktiv für Umweltschutz einsetzen
    • Kommunen haben die Verantwortung, Recyclingzentren zu betreiben und richtiges Verhalten der Einwohner zu fördern
      Also sind letztlich die <i>Verbraucher</i> die unmittelbar Verantwortlichen für Umweltverschmutzung. Nur Unternehmen die Schuld zu geben, ist faul und uninformiert
• Als ich in meinen Zwanzigern war, hätte mich so ein umweltfreundliches Material total begeistert. Jetzt, kurz vor 40, bin ich vorsichtiger geworden. Damit sich so ein Material breit durchsetzt, muss sich vorher wohl etwas Grundlegendes ändern — staatliche Rahmenbedingungen, Bürgerinitiativen, wirtschaftliche Kräfte oder Ähnliches. Wenn es sich weltweit verbreiten soll, braucht es zumindest einen neuen Treiber wie Anreize. Es geht langsam, aber irgendwo muss der Anfang gemacht werden
  • Ich kann nicht einfach nur zustimmen, weil ich fast genau dasselbe denke. Früher hat mich so etwas genauso begeistert wie die kuriosen Erfindungen auf der Rückseite von Comics oder neue Produkte in Popular Science, aber inzwischen glaube ich nicht mehr daran, dass solche Dinge in 5, 10 oder 20 Jahren gelöst sein werden. Trotzdem bin ich dankbar, dass wenigstens jemand daran arbeitet
• Ich frage mich, ob hier nicht einfach Cellophan neu erfunden wurde
  https://en.m.wikipedia.org/wiki/Cellophane
  • Ich bin kein Chemiker, aber am Ende wirkt es sehr ähnlich, insofern es sich trotz anderer Herstellungsweise fast um denselben Typ Zellulosefilm handelt
• Plastik löst kein Strukturproblem, sondern ein Vertriebsproblem. Zum Beispiel ist es praktisch, wenn ein Twinkie eine Woche lang in einem heißen Lkw in Texas liegen kann
  • Plastik wird auch viel für kurzfristige Verpackungen verwendet, etwa Take-away-Behälter, Getränkebecher, Strohhalme usw.
  • Früher hat gewachstes Papier das auch gut gelöst. Auch heute ließe sich ein beträchtlicher Teil von Lebensmittelverpackungen wohl durch Wachspapier ersetzen
  • Ich hätte lieber, dass mein Obst in so einem zersetzbaren Kunststoff verpackt ist als in langlebigem Plastik. Tatsächlich sind solche biologisch abbaubaren Kunststoffe gut für Verpackungen geeignet, die nur sehr kurz verwendet werden
  • Ich kenne mich auf dem Gebiet nicht gut aus, aber es wäre faszinierend, wenn es einen Kunststoff gäbe, der Hitze und Feuchtigkeit standhält, sich aber bei Kontakt mit öligen Substanzen auflöst oder keine nutzlosen Rückstände hinterlässt. Wenn ich länger darüber nachdenke, wäre das wohl einfach eine Art Erdöl in festem Zustand bei Raumtemperatur, aber realistisch gesehen versucht man vermutlich nicht, solch ein Extremmaterial zu entwickeln, sondern eher vernünftige Alternativen
• Dieses Holz ist extrem zäh. Ich habe früher einige Stücke zum Räuchern geschnitten, und es war ein sehr ungewöhnliches Holz, das sich fast faserig wie Garn aufspaltete
• Manche sind bei biologisch abbaubaren Materialien skeptisch, aber ehrlich gesagt hätte vor zehn Jahren wohl niemand geglaubt, dass sich Papierstrohhalme so durchsetzen würden. Wenn sich aus Pflanzenresten wie Weintrester oder Rebschnitt tatsächlich ein praktisches Material herstellen lässt, hätten wir vielleicht eine echte Chance, Einwegplastik zu ersetzen, das wir einmal benutzen und dann vergessen
  • Ich kann kaum glauben, wie viele Leute auf das umweltfreundliche Image von Papierstrohhalmen hereingefallen sind
  • Papierstrohhalme sind furchtbar und als Gegenbeispiel gegen Skepsis gegenüber biologisch abbaubaren Materialien ungeeignet
• Ich benutze bereits kompostierbare Beutel aus Zellulosematerial, aber sie halten nach dem Befüllen nur etwa drei Tage, was sehr unpraktisch ist. Außerdem variiert die Haltbarkeit von Rolle zu Rolle, und mit der Zeit zersetzen sie sich immer schneller, sodass die tatsächliche Nutzungsdauer kurz ist
  • Ich benutze für meinen Kompostbehälter gar keinen Beutel. Ich leere ihn einfach jeden Abend komplett aus und wasche ihn gleich zusammen mit dem Geschirr. Seit ich einen Edelstahl-Kompostbehälter benutze, geht das leicht und es bleibt auch kein Geruch zurück
  • Ich lege den Kompostbeutel samt Inhalt in das Gefrierfach. Dann riecht nichts, und ich kann ihn entsorgen, bevor der Beutel zerfällt. Insgesamt sehr zu empfehlen
  • Drei Tage sind doch eigentlich völlig ausreichend