Insektenbioraffinerie
Bioabfälle mit Insektenlarven recyceln
Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart ist mithilfe von Fördermitteln des Landesministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg sowie der EU eine Insektenbioraffinerie erfolgreich aufgebaut worden. In dieser Anlage verwerten Larven der Schwarzen Soldatenfliege organische Reststoffe und Bioabfälle und erzeugen dabei wertvolle Stoffe, die beispielsweise in der chemischen Industrie genutzt werden können.
Nach dreijähriger Forschung wurde das Projekt "InBiRa" nun abgeschlossen. Anlässlich der Abschlusskonferenz präsentierten die Forschenden vom Fraunhofer IGB und ihre Projektpartner die Ergebnisse. Ihr Resümee: Die Pilotanlage schafft eine völlig neue Plattform für die Herstellung technischer Produkte.
Innovative Nutzung von Bioabfällen durch Insekten
Bioabfälle lassen sich sinnvoll als Ressource nutzen. Möglich machen es die Larven der Schwarzen Soldatenfliege: Sie vertilgen die Abfälle nicht einfach nur, sie produzieren bei ihrem Wachstum Wertstoffe, die für die Industrie interessant sind − Proteine, Fette oder Chitin, aus denen Folgeprodukte hergestellt werden können. Am Fraunhofer IGB in Stuttgart wurde im Projekt "InBiRa" in den vergangenen drei Jahren erstmals eine Insektenbioraffinerie aufgebaut, um die Mast, Verarbeitung und Verwertung der Insekten im Pilotmaßstab zu erforschen.
Am 21. Oktober 2024 lud das Fraunhofer IGB alle Projektpartner, Vertreter aus der Politik sowie potenzielle Anwender – etwa aus der Abfallwirtschaft – zur Abschlusskonferenz des InBiRa-Projekts ein.
Im Stuttgarter Institut erhielten die Teilnehmenden nicht nur einen umfassenden Überblick über die Erfolge des Projekts, sondern hatten auch die Möglichkeit, die vor Ort aufgebaute Pilotanlage zu besichtigen. Projektleiterin Dr.-Ing. Susanne Zibek, die am Fraunhofer IGB die Arbeitsgruppe Bioprozessentwicklung im Innovationsfeld Industrielle Biotechnologie leitet, zog dabei nach drei Jahren intensiver Forschung eine positive Bilanz: „Mit unserer Insektenbioraffinerie können wir überlagerte Lebensmittel und Bioabfälle als Rohstoff für hochwertige technische Produkte nutzen und damit erstmals eine heimische Quelle für kurzkettige Fette erschließen, die tropische Fette in vielen Anwendungen ersetzen könnten.“
Wie funktioniert eine Bioraffinerie?
Im Rahmen der Konferenz erläuterte Zibek insbesondere die Komplexität der aufgebauten Pilotanlage. „Grundsätzlich ähnelt das Prinzip einer Bioraffinerie dem einer klassischen Erdölraffinerie“, so die promovierte Chemieingenieurin. „Auch hier wird ein Rohstoff mit komplexer Zusammensetzung in seine einzelnen Bestandteile aufgetrennt.“
In der InBiRa-Anlage werden alle erforderlichen Prozessschritte im Pilotmaßstab dargestellt: Angefangen bei der Mast der Larven (dem “Farming“), über die Trennung der Fett- und Proteinfraktion (Primärraffination) bis hin zur Umwandlung in die jeweiligen Zwischenprodukte (Sekundärraffination).
„Während der dreijährigen Projektlaufzeit wurden alle Schritte intensiv durchgeführt und umfassend evaluiert. Dafür haben wir ca. 20 Prozesseinheiten definiert, verfahrenstechnisch für die vorhandenen Stoffströme ausgelegt und schließlich für die Pilotanlage am IGB aufgebaut – daran zeigt sich die Komplexität des Verfahrens“, erläutert Zibek.
Bioraffinerie: Großes Potenzial, um technische Produkte nachhaltig herzustellen
Konkret entstehen am Ende chemische Grundstoffe – sogenannte Plattformchemikalien – für Kraftstoffe, Kosmetika, Reinigungsmittel, Kunststoffe oder auch Pflanzendünger. Die Liste der möglichen Endanwendungen ist lang. Die Insektenbioraffinerie birgt also ein enormes Potenzial für die erfolgreiche Transformation hin zu einer kreislaufbasierten Bioökonomie, wie sie etwa in der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie Baden-Württemberg angestrebt wird.
Da Baden-Württemberg auf bioökonomische Ansätze setzt, um nachhaltiger zu werden, war das Interesse der Landespolitik − und auch darüber hinaus − entsprechend groß. Allen voran nahmen Vertreterinnen und Vertreter aus dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, dem Landesministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz sowie von der Europäischen Kommission an der Abschlusskonferenz teil.
Das Umweltministerium Baden-Württemberg förderte den Aufbau der InBiRa-Anlage am Fraunhofer IGB mit Mitteln des Landes und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), die im Rahmen des EFRE-Programms “Bioökonomie – Bioraffinerien zur Gewinnung von Rohstoffen aus Abfall und Abwasser – Bio-Ab-Cycling“ vergeben wurden.
Forschungserfolge dank EFRE-Förderung von Land und EU
Dr. Andre Baumann, Staatssekretär im Umweltministerium, zeigte sich beeindruckt von den Entwicklungen, die in den letzten drei Jahren am Forschungsinstitut in Stuttgart erreicht wurden: „Ich habe dieses Projekt mit großem Interesse verfolgt und bin begeistert von den heute vorgestellten Forschungsergebnissen.
Es zeigt deutlich: Eine Insektenbioraffinerie birgt ein großes Potenzial für die Herstellung vielfältiger und hochwertiger Produkte und bietet damit interessante Wertschöpfungsoptionen.“ Der Umweltstaatssekretär betonte die Bedeutung des systemischen Ansatzes für die Kreislaufführung von Stoffen: „Die zirkuläre Bioökonomie leistet schon heute einen wichtigen Beitrag, um die großen gesellschaftlichen Herausforderungen bei der Ressourcensicherheit und der Rohstoffknappheit bewältigen zu können. Als Land unterstützen wir diesen Prozess gerne – sowohl mit finanziellen Förderungen, wie beispielsweise für das InBiRa-Projekt, als auch mit der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie und unserem Einsatz für passende regulatorische Rahmenbedingungen.“
Dass die Mittel aus dem EFRE-Programm gut eingesetzt wurden, bestätigte auch Nicolas Gibert-Morin, der als Vertreter der EU zur InBiRa-Konferenz in die schwäbische Landeshauptstadt gereist war. „Die Europäische Kommission unterstützt mit dem EFRE gerne Projekte wie die Insektenbioraffinerie: hoch innovativ, kreislauforientiert und ressourceneffizient. Wir freuen uns über den erfolgreichen Abschluss des Projektes und sind gespannt, wie es weitergeht – hoffentlich bald mit einem marktreifen Produkt“, so der Leiter des Referats REGIO F.2, Generaldirektion Regionalpolitik und Stadtentwicklung (DG Regio) der EU-Kommission.
Zukunft der Insekten-Bioraffinerie
Neben dem Fraunhofer IGB, das unter der Leitung von Dr.-Ing. Susanne Zibek die Projektkoordination übernahm, waren weitere Partner aus Forschung und Industrie am InBiRa-Projekt beteiligt. Das Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie (IGVP) und das Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) der Universität Stuttgart brachten ihre wissenschaftlichen Kompetenzen ein, ebenso das ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH. Von Industrieseite unterstützte die Hermetia Baruth GmbH das Projekt mit ihrer Expertise in der Insektenmast, während die PreZero Stiftung & Co. KG Bioabfälle für den Betrieb der InBiRa-Anlage bereitstellte.
Bioraffinerie kurz vor Markteintritt
Zum Abschluss der Konferenz diskutierten die Vertreter aus Forschung, Politik und potenzielle Anwender aus der Abfallwirtschaft in einer Podiumsdiskussion über das Potenzial der neuen Technologie, Herausforderungen im Hinblick auf regulatorische Rahmenbedingungen sowie mögliche Lösungsansätze. InBiRa-Projektleiterin Zibek zeigte sich nach Abschluss des Projekts optimistisch, dass die entwickelte Bioraffinerie bald praktische Anwendung finden wird: „Ich bin zuversichtlich, dass wir demnächst einen Transfer in die Industrie umsetzen können, sodass wir mit den Larven eine sinnvolle Verwertung von überlagerten und sogar verdorbenen Lebensmitteln zu neuen Produkten für die chemische Industrie herstellen können.“
Quelle: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB













