Verfahrenstechnik 5-6/2022

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE LEBENSMITTELABFÄLLE MACH WAS DRAUS! Die Lebensmittelmittelindustrie will nicht nur Verpackungen umweltfreundlicher machen. Auch die bei der Nahrungsmittelproduktion anfallenden Reststoffe sollen genutzt werden. Auf der Ifat werden hierfür Verwertungslösungen präsentiert. Bei der industriellen Herstellung von Lebensmitteln entstehen immer auch Abfälle und Reststoffe. So fallen in der Fleischverarbeitung beispielsweise Tiermehle und Fette an, in der Milchindustrie Magermilch und Molke und bei der Gemüse- und Kartoffelverarbeitung Reste und Schalen. Im Sinne von Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft praktiziert die Branche hier schon seit langem verschiedene Weiterverwertungsmechanismen. Zu den wichtigen Partnern zählen dabei laut der Bundesvereinigung der Deutschen Ernährungsindustrie (BVE) die Tierfutterhersteller. Sie verwenden beispielsweise Kleien und Nachmehle aus Mehlmühlen, Trockenschnitzel aus Zuckerfabriken, Molkeprodukte aus Molkereien oder auch Treber aus Brauereien. Ein weiterer klassischer Verwertungsweg für Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion ist die Energieerzeugung in Verbrennungsprozessen oder Biogasanlagen. BIOKUNSTSTOFF AUS ALTEM BROT Die Chancen auf ressourcenschonende Folgenutzungen und Kreisläufe sind noch lange nicht ausgereizt. Dies zeigen aktuell viele Forschungseinrichtungen, Industrieunternehmen und Start-ups mit ihrer Suche nach weiteren Anwendungsmöglichkeiten – zum Beispiel für die in Deutschland jährlich anfallenden 100.000 t Altbackwaren. Diese werden laut dem Fraunhofer- Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI bislang hauptsächlich verbrannt. „Unser Forschungsansatz hingegen besteht darin, aus altem Brot oder Kuchen die Basischemikalie Hydroxymethylfurfural – kurz HMF – und Kohle zu gewinnen“, erläutert Projektleiter Dr. Steven Eschig. HMF ist ein vielseitiger Ausgangsstoff für die Herstellung von Biokunststoffen. „Durch die Umwandlung von regional verfügbaren Altbackwaren in hochwertige Biopolymere lassen sich fossile Res- 14 VERFAHRENSTECHNIK 2022/05-06 www.verfahrenstechnik.de

TRENDTHEMA IFAT zu Vitamin D 2 umgewandelt. Darüber hinaus reichern Mikroorganismen das Produkt auf natürliche Weise mit B 12 an und machen so die Zugabe künstlicher Vitamine überflüssig“, beschreibt Projektleiter Prof. Dr. Thomas Kirner. Es entstehe eine protein- und vitaminreiche vegane Biomasse, die man zu Fleischersatz weiterverarbeiten könne. Das Konkurrenzprodukt zum ökologisch umstrittenen Soja soll bei Geschmack, Nährwerten, Textur und „Mundgefühl“ mit tierischen Produkten konkurrieren können. Im Labor wurde diese Methode bereits erfolgreich getestet, jetzt ist die Umsetzung im Produktionsmaßstab geplant. ABWASSER DER SAFTINDUSTRIE ALS QUELLE FÜR NEUE ROHSTOFFE AUS RESTSTOFFEN WIE APFEL- UND KAROTTENSCHALEN KANN EIN ESSBARES PRODUKT HERGESTELLT WERDEN sourcen und Transportwege einsparen. Als Nebenprodukt fällt Kohle an, die sich wahlweise als Biobrennstoff oder Bodendünger nutzen lässt, was diese stoffliche Verwertung zusätzlich attraktiv macht“, schildert Eschig. Biokunststoffe zählen auch zu den Zielprodukten des im Frühjahr 2020 abgeschlossenen internationalen Projekts Valbio-3D. Dabei stellten die Wissenschaftler aus Zuckerrohr-Bagasse und Kiefernsägemehl Nanocellulose her. Dieses Makromolekül lässt sich zu Biokunststoffen weiterverarbeiten, die für den 3D-Druck geeignet sind. Außerdem kann es bei der Synthese von Bindemitteln für Holzbeschichtungen eingesetzt werden. ALTES ESSEN ALS FLEISCHERSATZ Während die bisher genannten Recyclingprodukte die Ernährungsindustrie im engere Sinne verlassen, will ein Projekt der Hochschule Hamm-Lippstadt gemeinsam mit den Firmen Quh- Lab-Lebensmittelsicherheit und Oltmer Food Consulting zeigen, dass es möglich ist, aus regionalen Reststoffen – wie Apfel-, Zwiebel- und Karottenresten – ein essbares Produkt herzustellen. „Wir planen, mithilfe bestimmter Pilze Obst- und Gemüsereste, zum Beispiel aus der Saftproduktion, zu fermentieren. Mit ultraviolettem Licht wird eine in den Pilzen enthaltene natürliche Substanz Das in den Industrieunternehmen der Welt anfallende Abwasser ist nicht nur selbst eine wiederverwendbare Ressource. Vielfach enthält es auch werthaltige Komponenten, die extrahiert, gereinigt und vermarktet werden können. Diesen Ansatz verfolgt das Mitte 2020 gestartete Projekt Ultimate. Dahinter stehen 27 Partner aus zwölf Ländern: Wasserunternehmen, industrielle Interessengruppen, spezialisierte Mittelständler, Forschungsinstitute, Technologieplattformen, Kommunen und regionale Behörden. Geleitet und koordiniert wird die Initiative vom niederländischen Forschungsinstitut für Wasserkreisläufe KWR. Zu den von dem Konsortium in den Fokus genommenen Industriesektoren zählt die Getränkeindustrie. Beispielsweise beschäftigt sich eines von insgesamt neun groß anlegten Demonstrationsvorhaben mit dem teils problematischen Wasser- und Abwasserhaushalt des Saftherstellers Alberta im griechischen Nafplio. So setzt dessen hoher Grundwasserverbrauch die örtlichen Vorkommen unter Druck, während die vom Betrieb ausgestoßenen, saisonal hohen Schmutzwasserfrachten die örtliche biologische Kläranlage phasenweise überlasten können. „Zu unseren Zielen gehört es, die Abwasserströme des Unternehmens so zu behandeln, dass sie wiederverwendet werden können – für Sekundärnutzungen innerhalb der Fabrik oder zur Bewässerung der nahegelegenen Obstplantagen. Zumindest muss die organische Last so weit reduziert werden, dass die bestehende Kläranlage damit fertig wird“, sagt Dimitri Iossifidis, der Gründer des Ultimate-Partnerunternehmens Greener than Green Technologies SA. Allerdings geht der Ansatz der Innovationsschmiede aus Athen/Griechenland darüber weit hinaus. „Im Abwasser der Saftherstellung finden sich nützliche und werthaltige Stoffe, allen voran Polyphenole, die zum Beispiel für pharmazeutische Anwendungen zurückgewonnen werden können“, beschreibt Iossifidis. Laut dem Bundeszentrum für Ernährung haben Polyphenole Eigenschaften, die der Entstehung von Tumoren entgegenwirken können. „Laborexperimente haben gezeigt, dass Polyphenole antioxidativ, entzündungshemmend und blutdruckregulierend wirken und das Immunsystem beeinflussen können“, berichtet das deutsche Kompetenz- und Kommunikationszentrum für Ernährungsfragen. Greener than Green erprobt bei dem Alberta-Standort auf dem östlichen Peleponnes eine eigenentwickelte Pilotanlage, die zum einen mittels sogenannter subkritischer Wasserextraktion diese www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2022/05-06 15