Die grüne Seite des Spargels: Ein neuer Ansatz in der Biokunststoffherstellung

Seit rund einem Monat ist die Spargelzeit in Deutschland offiziell vorbei – doch am Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) in Hannover geht sie munter weiter. Das Forschungsprojekt "SpaPlast" zeigt, wie Spargelschalen als Füllstoff für Biokunststoffe verwendet werden können. Das Projekt wird gefördert vom Niedersächsischen Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz.

Maximilian Bergholz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut, erzählt im Interview mit dem K-MAG davon, wie diese sonst ungenutzten Schalen in einen wertvollen Rohstoff umgewandelt werden. Wir sprechen über die Hintergründe dieser Idee, den Herstellungsprozess und die potenziellen Vorteile des Spargel-Biokunststoffs.

Herr Bergholz, wie kam es zur Idee, Kunststoff aus Spargelschalen herzustellen?

Maximilian Bergholz: So beliebt Spargel als Lebensmittel auch ist, so unbedeutend war seine Schale bislang – obwohl sie rund ein Viertel der gesamten Stange ausmacht. So werden allein in Deutschland jährlich ca. 30.000 t Spargelschalen auf die Felder zurückgebracht, wo sie ohne jeden Zusatznutzen verrotten. Laut Statista beträgt die Spargelproduktion nämlich jährlich etwa 120.000 t in Deutschland, davon ist ein Viertel Schale.

Die Idee hinter SpaPlast entstand aus der Tatsache, dass die Spargelfaser chemisch der Holzfaser ähnelt, einem der häufigsten Füllstoffe von Polymeren. Mit den Spargelschalen wird deswegen ein Reststoff eingesetzt, der ohnehin anfällt, sodass man Holz als Rohstoff einsparen kann.

Kann man jede Art von Spargelschalen dafür nutzen?

Bergholz: Prinzipiell ja. Auch wenn Versuche bislang ausschließlich mit weißem Spargel liefen, ist auch die Verwendung grünen Spargels denkbar. Aufgrund geringfügiger Unterschiede im Cellulose-, Hemicellulose- und Pektingehalt können aber Anpassungen in der weiteren Verarbeitung nötig sein.

Wie viele Kilo Spargelschalen werden in etwa benötigt, um ein Kilo Kunststoff herzustellen?

Bergholz: Holzgefüllte Kunststoffe wie die sogenannten Wood-Plastic-Composites erreichen einen Füllstoffanteil von 50 bis 80 %, was mit geeigneten Extrudern auch für Mehl aus Spargelschalen realistisch ist. Dementsprechend sind 500 bis 800 Gramm trockene Spargelschalen nötig, um ein Kilo Kunststoff-Compound herzustellen. Weil erntefrische Spargelschalen jedoch einen Wasseranteil von über 90 % aufweisen, muss dieser Schätzwert auf 5 bis 8 Kilogramm verzehnfacht werden.

Können Sie uns den Prozess der Herstellung genauer erläutern? Welche speziellen Techniken oder Verfahren werden dabei verwendet?

Bergholz: Am Anfang steht die Sammlung der Spargelschalen und die rasche Trocknung, bevor die Schalen anfangen würden zu schimmeln. Die Trocknung sollte, wenn möglich, mit Abwärme einer Großanlage geschehen, um die Kosten niedrig und die Gesamtbilanz ökologisch positiv zu halten. Die getrockneten Schalen werden auf eine Partikelgröße von circa einem halben Millimeter im Durchmesser vermahlen, bevor sie im Extruder in die aufgeschmolzene Kunststoffmatrix eingearbeitet werden.

Hat der Biokunststoff aus Spargelschalen im Vergleich zu anderen Biokunststoffen besondere Eigenschaften oder Vorteile?

Bergholz: Einer der größten Vorteile des Spargel-Kunststoffs ist es, dass er als Reststoff keine zusätzlichen Flächen in Anspruch nimmt. Als Alternative zum Holzmehl kann das zu einer Entlastung des Holzmarkts führen sowie der Überforstung von Wäldern entgegenwirken. Zudem besteht der Verdacht, dass Spargelschalen zumindest im geringen Umfang zu einer Eutrophierung führen, wenn sie auf das Feld ausgebracht werden, ohne ihren Stickstoffgehalt quantifizieren zu können. Inwieweit sie die materialtechnischen Eigenschaften des Kunststoffs verbessern, muss noch evaluiert werden. Erste Versuche lassen aber vermuten, dass sie holzgefüllten Kunststoffen in nichts nachstehen. 

An welchen Stellen kommt der Spargel-Biokunststoff bisher schon zum Einsatz?

Bergholz: Bislang ist das Projekt noch als Machbarkeitsstudie zu betrachten, wobei aufgrund der vielversprechenden ersten Erfahrungen eine Weiterentwicklung bis zur Marktreife angestrebt wird. 

Welchen Rat würden Sie Personen aus der Industrie geben, die sich jetzt für dieses Thema interessieren?

Bergholz: Das Interesse an SpaPlast ist bereits jetzt sehr groß. Neben diversen Medien sind Spargelbetriebe, Hersteller von Schälmaschinen und die holzverarbeitende Industrie auf das Projekt aufmerksam geworden. Interessierten Partnern raten wir, sich frühzeitig an der Entwicklung von Logistikkonzepten zu beteiligen, um das Material effizient von dezentralen Spargelbetrieben zu zentralen Verarbeitern zu transportieren, und es dort mindestens ebenso effizient trocknen zu können. Wenn diese Herausforderung gelingt, kommt nicht nur ein innovativer Biokunststoff dabei heraus, sondern auch neue Absatzwege für alle Beteiligten. 

Was wünschen Sie sich für die Zukunft für SpaPlast?

Bergholz: Für die Zukunft von SpaPlast sind Möglichkeiten zur weiteren Prozess- und Materialentwicklung erstrebenswert, um das Potenzial des Projekts voll ausschöpfen zu können. Die Arbeiten zur Nutzung von Spargel als Reststoff werden am IfBB weitergehen.