Biokunststoffe

Kunststoffe sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Der weitaus größte Teil der heute verwendeten Kunststoffe basiert auf fossilen Rohstoffen. Als eine zukunftsweisende Alternative gelten jedoch biobasierte Kunststoffe aus  nachwachsenden Rohstoffen.

Für die Herstellung biobasierter Kunststoffe werden vor allem Zucker, Stärke, Proteine, Cellulose, Lignine, Fette oder  Pflanzenöle als Ausgangsstoffe verwendet, die aus Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr, Zuckerrüben oder Hölzern gewonnen werden. Der Einsatz nachwachsender Rohstoffe führt im Vergleich zur Verwendung fossiler Rohstoffe wegen des geringeren
Carbon-Footprints zu einer höheren Nachhaltigkeit der Kunststoffe. Es werden weniger fossile Kohlenwasserstoffe verwendet
und damit weniger Jahrmillionen gebundenes CO₂ in die Atmosphäre eingebracht. Zudem wird die Unabhängigkeit von immer knapper und teurer werdenden fossilen Rohstoffen vorangetrieben.

Biobasierte Kunststoffe können vollständig oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Sie können biologisch abbaubar sein, sind es aber teilweise auch nicht. Umgekehrt sind biologisch abbaubare Kunststoffe nicht zwingend auch biobasiert.

Beim Füllen und Mischen von Biopolymeren erreichen wir mit unseren Anlagen Durchsätze, die vergleichbar mit denen von Technischen Kunststoffen auf fossiler Basis sind. Eine breite Palette von Dosiertechnologien ermöglicht die optimale Auslegung der Dosierung für jedes Schüttgut. Mit der patentierten FET-Technologie wird die Einzugszone des Extruders mit einer porösen, gasdurchlässigen Wand ausgestattet, an die von außen ein Vakuum angelegt wird. Die dadurch erreichte  Gasabsaugung steigert das Material-Aufnahmevermögen und den Durchsatz bei der Verarbeitung einzugsbegrenzter Produkte
deutlich. Dank des intensiven Mischens und der Entgasung im Extruder wird eine sehr hohe Produktqualität erzielt.

Da native Stärke nicht allein durch Wärme aufgeschmolzen werden kann, muss sie in thermoplastische Stärke (TPS)  umgewandelt werden. Bei diesem Prozess wird das Stärkepulver (z. B. aus Mais, Kartoffeln oder Tapioka) im Extruder gelatiniert
(gekocht). Dabei erfolgt unter Zugabe von Wasser, Wärme und Scherenergie die Umwandlung der teilweise kristallinen Struktur der Stärke in eine vollständig amorphe Struktur. Dieser Prozess ist irreversibel. Um dem TPS mehr Flexibilität zu verleihen, können Weichmacher, wie z. B. Glycerin, in den Prozess gegeben werden. Differential-Flüssigkeitsdosierer stellen auch
bei kleinsten Dosiermengen sicher, dass die Zusatzstoffe mit sehr hoher Genauigkeit zugegeben werden.

Als Stärkeblends werden Mischungen aus Thermoplastischer Stärke (TPS) und Kunststoffen, die auf fossilen oder  nachwachsenden Rohstoffen basieren, bezeichnet. Die Herstellung dieser Gruppe, die aktuell den größten Teil aller  Biokunststoffe ausmacht, kann im Doppelschneckenextruder in einem Prozessschritt erfolgen. Hierfür wird neben den Bestandteilen für das TPS auch das Biopolymer direkt in den Extruder dosiert.

Die Rezepturen und Eigenschaften von Stärkeblends variieren abhängig vom Zweck des Endprodukts stark. Über hochgenaue
Dosierer werden die Rohstoffe in den Doppelschneckenextruder gegeben. Mit der innovativen ActiFlow-Fließhilfe können Doppelschnecken-Differentialdosierer zuverlässig auch schwerfließende Stärken mit hoher Genauigkeit dosieren. Im ZSK Extruder werden die Rohstoffe unter intensivem Energieeintrag modifiziert und homogen vermischt. Die Schmelze wird  zuverlässig entgast und abhängig von den Produkteigenschaften mittels Stranggranulierung oder Unterwassergranulierung zu Compounds verarbeitet.