Biopolymere

Potenzial: Insekten liefern Chitin für die Textilverarbeitung

Bei der Textilverarbeitung kommen oftmals schädliche Chemikalien zum Einsatz. Daher forscht das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB an unbedenklichen biobasierten Alternativen: Die Wissenschaftler arbeiten daran, Reststoffe aus der Futtermittelindustrie zur Herstellung von Chitosan zu verwenden.

Film aus Chitosan. Die Filmbildung ist wichtig beim Schlichten der Garne. (Bild: Fraunhofer IGB)

In dem Verbundprojekt »ChitoTex« untersuchen die Fraunhofer-Forscher, wie Insektenchitin aus der Futtermittelproduktion zu biobasierten Chemikalien für die Textilverarbeitung verarbeitet werden kann. Das Biopolymer soll als Schlichtemittel bei der Verarbeitung von Garnen oder zur Funktionalisierung von Textilien genutzt werden.

Chitin ist ein Hauptbestandteil von Insektenhäuten und -panzern und fällt in großen Mengen bei der Herstellung von Tierfutter an, seitdem die Futtermittelindustrie verstärkt auf Insekten als Proteinlieferanten setzt. Insekten haben den Vorteil, dass sie sich schnell vermehren und günstig zu züchten sind. Das macht sie zu einer nachhaltigen Proteinquelle. Bisher setzte man hierfür eher auf Soja, dessen Anbau allerdings in direkter Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion steht und viel Wasser benötigt. Zunächst waren Insektenproteine für die Geflügel- und Schweinemast zugelassen. Seit Sommer 2017 dürfen sie auch als Futtermittel für Fische eingesetzt werden. Es ist also damit zu rechnen, dass die Nutzung von Insektenproteinen zukünftig noch an Bedeutung gewinnen wird.

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Abfallprodukt Chitin als Wertstoff nutzen
Der Futtermittelindustrie geht es um die Proteine, doch die Häute und Panzer der Insekten bleiben als Abfallprodukt zurück. Können diese auch verwertet werden, trägt das zur Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der Futtermittelproduktion bei. Das Potenzial ist enorm: Im Laufe ihrer Entwicklung häuten sich die Larven der Insekten mehrere Male. Die dabei zurückbleibenden Häutungsprodukte bestehen bis zu 40 Prozent aus Chitin.

In dem Verbundprojekt »ChitoTex« untersucht das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, wie Insektenchitin aus der Futtermittelproduktion zu biobasierten Chemikalien für die Textilverarbeitung verarbeitet werden kann. »Wir beschäftigen uns seit Langem mit der Entwicklung von Verfahren zur Verwertung von Rest- und Abfallstoffen und besitzen daher die benötigte Expertise«, erklärt Dr. Susanne Zibek, die am Institut den Forschungsbereich der Industriellen Biotechnologie leitet.

Aus Insektenhäuten aufgereinigtes Chitosan. (Bild: Fraunhofer IGB)

Zunächst trennen die Fraunhofer-Forscher das Chitin von weiteren Bestandteilen der Insektenhäute, vor allem Proteinen und Mineralien. »Um dann Chitin mittels Deacetylierung zu Chitosan zu verarbeiten, untersuchen wir verschiedene Wege«, erläutert Zibek. »Mit einem Enzymscreening suchen wir beispielsweise nach passenden Enzymen für den Deacetylierungsprozess«.

Biopolymer Chitosan als Ersatz für umweltschädliche Fluorcarbone
Aufgrund seiner Fähigkeit zur Filmbildung lässt sich Chitosan als Schlichtemittel nutzen. Diese verringern die Reibung und verhindern das Aufrauen von Fasern im Webprozess – danach werden sie entweder wieder ausgewaschen oder verbleiben auf der Faser. In beiden Fällen wären biobasierte, natürliche Alternativen zu den bisherigen synthetischen Mitteln von Vorteil für die Verträglichkeit für Mensch und Umwelt.

Weitere Informationen: Am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 9.2, Stand D66) auf der Achema.

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