Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Biobasierte technische Produkte
Biogene Rohstoffe für nachhaltige biobasierte technische Produkte
Der Wandel im Sinne der Bioökonomie, hin zu einer nachhaltigen und biobasierten Produktion und Wirtschaft, fordert für technische Produkte wie z. B. Schmierstoffe, Klebstoffe, Reinigungsmittel oder Beschichtungen hochtechnologische biobasierte Entwicklungen. Die Herausforderung ist, fossile oder synthetische Rohstoffe durch nachhaltige biogene Rohstoffe zu ersetzen und gleichzeitig eine hohe Technofunktionalität zu erhalten. Unser Fokus liegt dabei auf der Nutzbarmachung von Reststoffen aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie. Wir verfolgen so eine Erhöhung der Wertschöpfung natürlicher Ressourcen und eine Steigerung der Nachhaltigkeit für technische Produkte.
Substitution einzelner Produktkomponenten oder Neuentwicklung biobasierter Produktsysteme
Wir bieten Ihnen unser explizites Forschungswissen im Bereich biogene Rohstoffe an. In Kooperation mit Ihnen können wir neue Produktkonzepte zur Etablierung biobasierter und bioabbaubarer chemisch-technischer Produkte entwickeln. Es können sowohl einzelne Produktkomponenten durch biobasierte Alternativen ersetzt werden beispielsweise die funktionellen Additive als auch komplette Produktsysteme auf Basis nachhaltiger biogener Rohstoffe entwickelt werden. Unser Technikum eignet sich für die Herstellung von Produktmustern bis zu einem Volumen von 300 l. Für die industrielle Umsetzung bieten wir unsere Unterstützung bei einem Technologie-Scale-Up an.
Entwicklung von Bioschmierstoffen
Mit natürlichen und nachwachsenden Rohstoffen lässt sich die Umweltverträglichkeit von Schmierstoffen um ein Vielfaches steigern. Bioschmierstoffe auf Basis von Pflanzenöl oder Wasser können in nahezu allen Anwendungsbereichen mineralölbasierte Schmierstoffe ersetzen. Dazu verbessern wir bei Bedarf die technofunktionellen Eigenschaften mit enzymatischen Verfahren oder durch Zugabe von Biopolymeren. Wichtig ist darüber hinaus der Zusatz von spezifischen Additiven, um die gewünschte Funktionalität zu steuern. Dafür können z. B. sekundäre Pflanzenstoffe zum Einsatz kommen, die sich von Natur aus durch ihre funktionellen Eigenschaften auszeichnen.
Die verwendeten Rohstoffe bestimmen die Eigenschaften eines Bioschmierstoffs
Um optimale Schmierstoffeigenschaften zu erzielen, wählen wir sowohl das Basisfluid als auch die biobasierten Additive spezifisch für den jeweiligen Einsatzzweck aus. Während sich wasserbasierte Schmierstoffe durch eine leichte Reinigbarkeit auszeichnen, punkten Schmierstoffe auf Basis von Pflanzenöl durch ihre hohe Schmierleistung und ihre Scherbeständigkeit. In Schmierstoffsystemen können die verschiedenen Rohstoffkomponenten miteinander in Wechselwirkung treten. Für die gezielte Additivierung kombinieren wir unterschiedliche pflanzkiche Rohstoffe.
Hochfunktionelle biobasierte Beschichtungen
Steigern Sie die Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit Ihrer beschichteten Produkte durch biobasierte Rohstoffe und erhalten Sie gleichzeitig die Funktionalität Ihrer Beschichtung. Wir unterstützen Sie bei der richtigen Rohstoffauswahl spezifisch für Ihre Zielanwendung. Mit unserer analytischen Ausstattung können wir die Rohstoffe detailliert charakterisieren. Durch maßgeschneiderte Funktionalisierung und Formulierung von Polysacchariden, Proteinen und Wachsen entwickeln wir hochfunktionelle biobasierte Beschichtungen, abgestimmt auf die bei Ihnen vorliegende Prozesstechnologie. Sowohl die Anpassung bestehender Formulierungen als auch die Neuentwicklung von Formulierungssystemen führen wir für Sie durch. Die Bewertung der chemischen und funktionellen Anwendungseigenschaften im Hinblick auf das Zielprodukt erfolgt in allen Stadien der Formulierungsentwicklung.
Proteinbasierte Papierbeschichtungen
Proteine eignen sich aufgrund des Filmbildungsvermögens, der Vernetzbarkeit und Dispergierbarkeit sehr gut als biobasiertes Bindemittel in Papierstrichen und wässrigen Dispersionsfarben. Synthetische, acrylatbasierte Bindemittel können so ersetzt werden.
Biobasierte Barriereschichten für Verpackungen
Proteine stellen mit ihrer guten Sauerstoffbarriere biobasierte Alternativen zu synthetischen Barrierefolien wie EVOH (Ethylen-Vinyl-Copolymer) und PVDC (Polyvinylidenchlorid) für Lebensmittelverpackungen dar. Als Wasserdampfbarriere können synthetische Polyolefine durch pflanzliche Wachse in Verbundverpackungen ersetzt werden.
Biobasierte Holzlacke und Holzlasuren
Die filmbildenenden Eigenschaften von Proteinen ergeben in biobasierten Holzlasuren eine hervorragende Schutzfunktion vor Wasserflecken und Verschmutzung.