Recycling von naturfaserverstärkten Kunststoffen: Mit Pilzen und WEIMA zum geschlossenen Kreislauf
An der Hochschule Zittau/Görlitz arbeitet seit fast zwanzig Jahren ein interdisziplinäres Team daran, pflanzliche Biomasse in wertvolle Bestandteile zu zerlegen. Mit dem Projekt NFK-Recycling widmen sich die Forschenden naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK), die vor allem im Leichtbau des Automobilsektors eingesetzt werden. Da herkömmliche Recyclingverfahren hier an ihre Grenzen stoßen, entwickelt das Konsortium aus der Hochschule Zittau/Görlitz, der TU Dresden, WEIMA und Maschinen Schmidberger gemeinsam eine innovative, recyclingfähige Anlage.
Warum Pilze? Der ökologische Antrieb
Aufgrund strengerer CO₂‑Vorgaben und des wachsenden Umweltbewusstseins werden Materialien zunehmend danach bewertet, wie gut sie am Lebensende recycelt werden können. Natürliche Fasern sind zwar nachwachsend, sind aber in Verbundwerkstoffen so fest eingebettet, dass sie nicht einfach herausgelöst werden können. Das NFK‑Recycling‑Team setzt daher Weißfäulepilze ein – die gleichen Organismen, die im Wald abgestorbenes Holz zersetzen. Sie bauen die zellulosehaltigen Fasern ab, während der Kunststoff unangetastet bleibt. Das entstandene Pilzmyzel wird anschließend zu organischen Säuren verflüssigt, die sich in der Biogasanlage nutzen lassen.
Das Forschungsprojekt im Video
Der erste Schritt: Zerkleinern mit WEIMA
Damit die Pilze jede einzelne Faser erreichen können, muss das NFK vorher in möglichst kleine Stücke zerlegt werden. Gleichzeitig soll der Energieverbrauch gering bleiben. WEIMA lieferte mit dem Compact Shredder einen robusten Einwellen-Zerkleinerer, der genau diesen Kompromiss bietet. Biotechnologin Marzena Poraj‑Kobielska sagt, dass Partikelgröße und Energieeintrag die entscheidenden Parameter sind. Der WEIMA‑Shredder schafft ein homogenes Substrat, die perfekte Grundlage für das Pilzwachstum.
Pilze als Bioraffinerie
Die zerkleinerten NFK-Stücke werden sterilisiert und mit Weißfäulepilzen beimpft. Die Pilze wachsen durch den Verbundwerkstoff und bauen die Naturfasern ab, ohne den Polymeranteil anzurühren. Bei optimaler Feuchte und Temperatur bildet das Pilzgeflecht ein dichtes Myzel. Da ausschließlich ungiftige, nicht sporulierende Arten eingesetzt werden, ist die Handhabung sicher. In manchen Fällen bilden die Pilze sogar essbare Fruchtkörper, die nach entsprechender Prüfung vermarktet werden können.
Hydrolyse und Trennung – der Kreislauf schließt sich
Nach dem Faserabbau gelangen die vom Myzel durchwachsenen Stücke in einen Hydrolysereaktor. Wasser und Enzyme spalten die Pilzbiomasse in organische Säuren. Diese Säuren lassen sich in einer nachgeschalteten Anlage zu Biogas vergären und liefern so erneuerbare Energie. Der verbleibende Kunststoff liegt sauber als feste Fraktion vor und kann entweder zu neuen Verbundwerkstoffen oder anderen Kunststoff-Produkten verarbeitet werden.
Der Vorteil unseres Verfahrens ist, dass keine Reststoffe oder Abfälle entstehen. Alle entstehenden Produkte werden zu Substraten für neue Prozesse – so können wir sämtliche Komponenten recyceln.
Partnerschaft für den globalen Einsatz
Für das Forschungsteam des NFK-Recycling-Projekts war entscheidend, einen Industriepartner mit fundierter Zerkleinerungskompetenz und internationaler Erfahrung zu gewinnen. In WEIMA fanden sie beide Voraussetzungen vereint, technisches Know-how in der Aufbereitung anspruchsvoller Verbundwerkstoffe und ein weltweites Vertriebs- und Servicenetz, das die Verbreitung der Technologie über Sachsen hinaus ermöglicht. Wissenschaftlicher Mitarbeiter Matthias Tirsch betont, dass der entwickelte Prozess „nicht nur hier in der Region, sondern weltweit eingesetzt werden soll“ – eine Vision, die durch die Zusammenarbeit greifbar wird.
Mit zunehmenden Umweltauflagen und steigenden Verbundwerkstoff‑Mengen zeigt das NFK‑Recycling‑Projekt, wie sich biologische Prozesse und mechanische Zerkleinerungstechnologie ergänzen können. Dank WEIMA‑Schreddern, die ein homogenes Ausgangsmaterial liefern, und Pilzen, die den organischen Anteil abbauen, können Naturfaser‑Verbundwerkstoffe von einem Recyclingproblem zu einer Quelle für Energie und neue Rohstoffe werden. Das Projekt beweist, dass gemeinsame Innovationen aus Wissenschaft und Industrie den Weg zur Kreislaufwirtschaft ebnen.
