US-Wissenschaftler des Conn Centers for Renewable Energy Research der University of Louisville arbeiten an einem Forschungsprojekt zur Entwicklung von 3D-Druck-Materialien aus Sojabohnenschalen. Ziel ist es aus 80% der Ausgangsbiomasse, die nach der Xyloseextraktion übrig bleiben, Naturfaserverbundwerkstoffe für den 3D-Druck herzustellen. Einsatzbereiche für das nachhaltige Material könnte zum Beispiel die Automobilbranche und militärische Bereiche sein.

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Forscher des Conn Center for Renewable Energy Research der University of Louisville (UofL) arbeiteten in einem Pilotprojekt an einem Verfahren für neue 3D-Druck-Materialien aus Sojabohnenschalen, die bei der Verarbeitung von Sojabohnen übrigbleiben. Aussagen der Wissenschaftler sind das acht Millionen Tonnen pro Jahr. Vom United Soybean Board (USB) erhielt UofL 350.000 USD für die Verfahrensentwicklung.

Es wurde auch ein sekundäres Mehrwertprodukt, Xylose, ein natürlicher, diabetikerfreundlicher Zucker, hergestellt. Jagannadh Satyavolu, Themenleiter für Biokraftstoffe und Biomasseumwandlung am Conn Center, und Kunal Kate, Professor für Maschinenbau an der JB Speed School of Engineering von UofL, leiten das Projekt.

Projekt und Pilotbetrieb

Ein von UofL entwickeltes und von BioProducts lizenziertes und patentiertes Verfahren wird für die Herstellung von Xylose aus Sojaschalen genutzt. Die verbleibende Restfaser weist nach Xyloseextraktion eine modifizierte Faserstruktur auf, welche als Naturfaser in Verbundwerkstoffen für verschiedene 3D-Druck-Anwendungen verwendet werden kann.

Mahendra Sunkara, Direktor des UofL Conn Center, sagte dazu:

„Landwirtschaft und landwirtschaftliche Verarbeitung sind Schlüssel zur wirtschaftlichen Entwicklung und Beschäftigung in den USA. Die Xylose-Trennung und die Verwendung von Sojaschalenfasern für Naturfaserverbundwerkstoffe bieten Möglichkeiten, die Landwirtschaftsökonomie, Ernährungsprobleme und den Materialbedarf aus erneuerbaren Quellen zu decken.“

In den nächsten beiden Jahren soll ein Pilotbetrieb entwickelt werden. Acht Millionen Tonnen Sojaschalen entstehen in der Sojabohnenverarbeitung, weshalb die UofL versucht, diese wiederzuverwenden und nachhaltige Industriewerkstoffe herzustellen. Über die weitere Entwicklung berichten wir im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).

Einsatz von Naturfaserwerkstoffen

Sojabohnen
Jährlich entstehen 8 Millionen Tonnen Sojabohnenschalen bei der Verarbeitung von Sojabohnen (Symbolbild © Engdao Wichitpunya / 123RF.com).

Naturfaserwerkstoffe eignen sich für die Automobilbranche, den Tiefbau, das Militär und anderen Branchen. Damit lässt sich das Gewicht reduzieren und die Festigkeit aufrechterhalten. Die Herausforderung bei dem ganzen Projekt liegt bei der Schaffung effizienter, wirtschaftlicher und erreichbarer Technologien im kommerziellen Maßstab.

Die Sojabohnenbiomasse, von der nach Xyloseextraktion noch 80% übrig bleibt, soll zu leichten Naturfaserverbundwerkstoffen verarbeitet werden, die die Anforderungen der Branchen erfüllen. Ziel ist es, den Prozess wirtschaftlich rentabel zu optimieren. Es werden zahlreiche Verbundfilament-Proben entstehen, die kommerzielle Partner in der Lebensmittel- und 3D-Druck-Industrie untersuchen werden.

3D-Druck mit Naturfasern

Aus natürlichen Materialien kann unerwartet starkes Material entstehen. Der italienische 3D-Drucker-Hersteller WASP hat in Italien Gebäude aus natürlich abbaubaren Materialien gebaut. Forscher, die am BARBARA-Projekt teilnehmen, haben eine umweltfreundliche, recycelbare Kunststoffmaterialvariante für den 3D-Druck aus Zitronenschalen entwickelt. Mit unserem Newsletter bleiben Sie auf dem Laufenden, wenn es wieder neue Materialien auf Basis von natürlichen Produkten für den 3D-Druck gibt.

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