Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung Biopolymer-basierter, bioabbaubarer Polymerpartikel zur Integration in Kosmetika, hier Shampoo-Formulierungen, sowie Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit in aquatischer Umgebung

Projektpartner:
AS Automation GmbH
Biomedcos UG
BS-Partikel GmbH
Johannes Gutenberg-Universität Mainz – Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik/Mikrofluidik
(in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IMM)
TU München – Lehrstuhl für aquatische Systembiologie

Gefördert durch:
ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Projektbeschreibung:
Die Vermeidung von petrochemischem Plastik durch Verwendung biobasierter, biologisch abbaubarer und damit unschädlicher Produkte gewinnt seit geraumer Zeit immer mehr an Bedeutung. Auch Kosmetikprodukte enthalten in vielen Fällen sogenanntes Mikroplastik, dessen Wirkung sowohl auf Lebewesen der aquatischen Welt als auch auf den Menschen noch nicht langfristig erforscht ist. Tagtäglich werden diese Kosmetikprodukte verwendet und gelangen dadurch ins Abwasser. In Kläranlagen können die Polymere auf Erdölbasis nur schwer abgebaut werden, unabhängig davon, ob es sich dabei um Mikroplastik im Sinne von Kleinstpartikeln oder um die flüssige bzw. wachsartige Form handelt.

Ziel dieses Projekts ist daher ein innovatives Verdüsungsverfahren für biobasierte, bioabbaubare Polymermaterialien, um umweltschädliches Mikroplastik in Shampoos zu ersetzen. Das Konzept beinhaltet verschiedene Entwicklungsschritte von der Konzeptionierung des Verfahrens, der Partikelentwicklung, der Integration in ein Endprodukt (Shampoo) und der abschließenden Untersuchung der Bioabbaubarkeit nach Einleitung in den Wasserkreislauf.

Bei dem an der TU Bergakademie Freiberg untersuchten Verdüsungsverfahren wird das Ausgangsmaterial zunächst aufgeschmolzen bzw. gelöst und das Fluid anschließend in eine Zweistoffdüse geleitet. Dort bricht ein auf Überschall beschleunigter Gasstrahl die Flüssigkeit aufgrund hoher Scherkräfte an der Oberfläche auf, wodurch eine große Anzahl kleinster Tröpfchen entsteht. Der Verdüsungsprozess soll dabei sowohl experimentell als auch in CFD-Simulationen untersucht werden, sodass die produzierten Partikel letztendlich die Anforderungen für den Einsatz als Mikroplastik-Ersatz in Shampoos erfüllen.