Ein Wissenschaftlerteam der Universität Saigon isolierte zwei Mikroorganismen-Stämme aus Papiermühlenschlamm, um daraus Biokunststoffe herzustellen.
Die von Dr. Ho Ky Quang Minh, Dozent am Institut für Umweltwissenschaften, und zehn Kollegen seit 2020 durchgeführte Forschung zielt darauf ab, biologisch abbaubare Kunststoffe zu entwickeln, die sich innerhalb von 30 Tagen zersetzen. Das Projekt konzentriert sich außerdem auf das Recycling von Abfällen zu nutzbaren Rohstoffen gemäß dem Modell der Kreislaufwirtschaft .
Laut Dr. Minh enthält Abwasser (einschließlich Klärschlamm) aus Papierfabriken, Fischverarbeitungsbetrieben, Zuckerrohrverarbeitungsanlagen usw. zahlreiche organische Substanzen. Obwohl dieses Abwassermilieu sehr aggressiv ist und viele Giftstoffe enthält, können sich Mikroorganismen vollständig anpassen und in ihren Körpern ein bestimmtes Polymer (Biokunststoff) synthetisieren und anreichern.
Das Forschungsteam analysierte anhand von Wasser- und Schlammproben einer Papierfabrik in der Provinz Tien Giang die dort vorkommenden Mikroorganismen. Durch Isolierung, Identifizierung und Ausschluss potenziell pathogener Bakterien fand das Team über 100 Mikroorganismen, die zur Herstellung von Biokunststoffen fähig sind.
Durch die Analyse ihrer biologischen Eigenschaften ermittelte das Team zwei Bakterienstämme, Bacillus pumilus (NMG5) und Bacillus megaterium (BP5), die die höchste Effizienz bei der Kunststoffproduktion aufwiesen. „Unter den von uns isolierten Bakterienstämmen besteht noch Potenzial für weitere Stämme mit höherer Effizienz“, so Dr. Minh. Laborergebnisse zeigten, dass diese beiden Bakterienstämme 40 % ihres Trockengewichts als Biokunststoff akkumulierten.
Prüfung der biologischen Abbaubarkeit von Biokunststoff (weiß) in der Umwelt. Foto: Zur Verfügung gestellt vom Interviewpartner .
Die Papierfabrik in Tien Giang verfügt über eine Abwasserbehandlungskapazität von ca. 30.000 m³ pro Tag, wovon 30 % Klärschlamm sind, also etwa 10.000 m³. Das Forschungsteam berechnete, dass theoretisch etwa 40 Tonnen Biokunststoffe aus Mikroorganismen gewonnen werden könnten. Dr. Minh ist jedoch der Ansicht, dass selbst die Hälfte der theoretisch berechneten Menge an Biokunststoffen einen erheblichen Unterschied darstellt.
Analysen zeigen, dass Mikroorganismen im Klärschlamm der Fabrik organische Stoffe aus der Umgebung als Nahrung nutzen und dadurch Wasser reinigen können. Das Team schlägt daher die Entwicklung von Belebtschlammblöcken vor, die gleichzeitig Biokunststoffe produzieren und Wasser effektiver reinigen. Zur Gewinnung der Biokunststoffe müssen die Zellwände der Mikroorganismen, die typischerweise aus Polysacchariden bestehen, chemisch oder physikalisch aufgebrochen werden. Anschließend werden die Biokunststoffe mit einem Lösungsmittel ausgefällt. In der Umwelt dienen diese Biokunststoffe den umliegenden Mikroorganismen als Nahrungsquelle und werden so schnell abgebaut.
Das Forschungsteam arbeitete mit der Papierfabrik zusammen, um Wasser- und Schlammproben für die Studie zu sammeln. Foto: Vom Team zur Verfügung gestellt.
Herr Truong Minh Tri, Direktor von SG Workspace, einem auf Umweltinvestitionen und nachhaltige Entwicklung spezialisierten Unternehmen, erklärte, dass die Nutzung von Mikroorganismen zur Herstellung von Biokunststoffen und zur Abwasserbehandlung in vielen Industrieländern erforscht und teilweise bereits industriell angewendet werde. Auch in Vietnam gebe es einige Studien zu Biokunststoffen für den Einsatz im Umweltschutz, in der Landwirtschaft usw.
Laut Herrn Tri wird sich der Trend zum Recycling von Produkten zum Schutz der Umwelt in den nächsten 5–10 Jahren weiter verbreiten. Damit Recyclingprodukte aus Abfällen jedoch auf dem Markt populär und wettbewerbsfähig werden, müssen sie im Vergleich zu herkömmlichen Produkten Qualitäts- und Preisanforderungen erfüllen. Um dies zu erreichen, müssen Biokunststoffprodukte hinsichtlich ihrer Qualität optimiert und eine großtechnische Produktion aufgebaut werden, um die Kosten zu senken. Gleichzeitig müssen staatliche Maßnahmen verpflichtende Auflagen zur Einschränkung der Verwendung herkömmlicher Plastiktüten einführen, um die Voraussetzungen für eine breitere Marktdurchdringung von Biokunststoffprodukten zu schaffen.
„Mit unserem Teamprojekt werden wir weiterhin an experimentellen Phasen im Labormaßstab teilnehmen, um diese zu evaluieren und mit Unternehmen abzustimmen, um Pilotproduktionsprozesse zu entwickeln und Investitionen zu suchen, damit das Produkt bald auf den Markt kommt“, sagte Herr Tri.
Ha An
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