Ein Unternehmen, das an der Entwicklung von Verfahren mitgewirkt hat, mit denen Astronauten im Weltraum Nahrungsmittel anbauen und verwerten können, arbeitet nun gemeinsam mit der Heriot-Watt-Universität daran, das Problem der Milchabfälle hier auf der Erde zu lösen. Take Root Bio hat in Zusammenarbeit mit dem International Centre for Brewing and Distilling (ICBD) salzhaltige Molke – ein in großen Mengen anfallendes Nebenprodukt der Käseherstellung – erfolgreich in einen weit verbreiteten Kraftstoff namens Bioethanol umgewandelt.
Unterstützt vom Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC), das die beiden Organisationen über sein Branchennetzwerk miteinander in Kontakt brachte, vereinte das Projekt den Kreislaufansatz von Take Root Bio mit der Expertise der Heriot-Watt-Universität im Bereich biobasierter Lösungen.
Biobasierter Prozess macht Molke zur Ressource
Gemeinsam untersuchten sie, wie die in salziger Molke enthaltenen Zucker durch einen biobasierten Prozess umgewandelt werden könnten, um so aus einem Material, dessen Entsorgung oft schwierig und kostspielig ist, einen Mehrwert zu schaffen. Bei dem Prozess entsteht zudem ein Nebenstrom, der potenziell zurückgewonnen und wiederverwendet werden könnte.
Die Entsorgung von salzhaltiger Molke stellt eine große Herausforderung dar. Im Vereinigten Königreich fallen jährlich rund 95.000 t bei der Herstellung von Cheddar und ähnlichen Käsesorten an, und die Kombination aus Milchzucker und hohem Salzgehalt erschwert die Entsorgung erheblich. Ein einzelner Milchproduzent kann jede Woche Zehntausende Liter davon erzeugen, was sowohl ökologischen als auch wirtschaftlichen Druck auf die Branche ausübt.
Während sich das Projekt auf Milchabfälle konzentriert, stammt der dahinterstehende Gedanke direkt aus dem Hintergrund von „Take Root’ Bio“ im Bereich der Biosphären-Engineering und ergänzt die Expertise von Heriot-Watt im Bereich der Kreislaufwirtschaft. In den von Take Root entwickelten Systemen werden Ressourcen so lange wie möglich im Kreislauf gehalten, wobei ein Prozess in den nächsten übergeht, anstatt Abfall zu erzeugen.
Derselbe Gedankengang zieht sich auch durch den Beitrag der Heriot-Watt-Universität zu dem Projekt. Deren Wissenschaftler sind darauf spezialisiert, neuen Wert in Nebenprodukten aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zu erschließen. Sie nutzen biologische Prozesse, um schwer verwertbare Materialien in nutzbare Ressourcen umzuwandeln, wodurch die Partnerschaft wie geschaffen ist.
Mobile Anlagen sollen Verwertung vor Ort ermöglichen
Im Mittelpunkt des Projekts stand die Idee, salzige Molke als Ressource statt als Abfall zu betrachten. Dies würde bedeuten, dass Milchproduzenten potenziell die mit ihrer Entsorgung verbundenen Kosten senken und gleichzeitig Rohstoffe für neue biobasierte Produkte bereitstellen könnten. Das Unternehmen prüft zudem, ob mobile Produktionseinheiten näher an den Produktionsstätten dieser Nebenprodukte eingesetzt werden könnten, um den Transportaufwand zu verringern und die Skalierbarkeit des Konzepts zu verbessern.
Kirk Siderman-Wolter, Gründer von Take Root Bio, sagte: „Wir haben uns schon immer dafür interessiert, was passiert, wenn man etwas nicht mehr als Abfall betrachtet, sondern sich fragt, was daraus noch werden könnte. Das Unternehmen begann damit, zu untersuchen, wie man im Weltraum Lebensmittel anbauen könnte – wo jede Ressource zählt und nichts weggeworfen werden darf. Dieselben Prinzipien lassen sich überraschend gut auch hier auf der Erde anwenden. Salzige Molke fällt in riesigen Mengen an und ist oft schwer zu entsorgen, daher wollten wir herausfinden, ob es eine bessere Verwendungsmöglichkeit dafür gibt. Wenn wir dazu beitragen können, etwas, dessen Entsorgung derzeit Geld kostet, in etwas von echtem Wert zu verwandeln, ist das ein positives Ergebnis sowohl für die Milchproduzenten als auch für die Umwelt.“
Industrielle Biotechnologie für weitere Nebenprodukte
Die Heriot-Watt-Universität lehrt und forscht seit 1903 im Bereich Brauerei und Brennerei und entwickelt zudem Pläne für ein neues Zentrum für nachhaltiges Brauen und Brennen, um die Branche bei der Bewältigung ökologischer Herausforderungen zu unterstützen und nachhaltigere Arbeitsweisen zu fördern. Das Zentrum wird der Branche Zugang zu kohlenstoffarmen Testumgebungen, Unterstützung bei der Markteinführung neuer Produkte sowie Ausbildungsmöglichkeiten für die nächste Generation von Fachkräften bieten.
Die am ICBD durchgeführten Forschungsarbeiten spiegeln den breiteren Fokus der Heriot-Watt-Universität auf Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz wider – beides zentrale Schwerpunkte von iNetZ+, dem globalen Forschungsinstitut der Universität für Netto-Null und darüber hinaus.
Dr. Jane White, Expertin für Abfallverwertung an der Heriot-Watt-Universität, sagte: „Bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken fallen zahlreiche Nebenprodukte an, von denen viele noch wertvolle Bestandteile enthalten, deren Entsorgung jedoch eine Herausforderung darstellen kann. Das macht sie zu interessanten Kandidaten für biobasierte Verfahren, mit denen sich Wert aus Materialien zurückgewinnen lässt, die andernfalls als Abfall behandelt würden.“
Dr. Shiwen Zhuang, Spezialist für Fermentationsentwicklung an der Heriot-Watt-Universität, sagte: „Dieses Projekt gab uns die Gelegenheit zu untersuchen, ob biobasierte Lösungen dazu beitragen könnten, einen Teil des Wertes in salziger Molke freizusetzen und gleichzeitig den mit der Entsorgung verbundenen Druck zu verringern. Es ist genau die Art von Upcycling-Ansatz, die die Nachhaltigkeit im gesamten Lebensmittel- und Getränkesektor stärken könnte.“
Dr. Liz Fletcher, Direktorin für Impact und stellvertretende Geschäftsführerin bei IBioIC, sagte: „Eine der größten Chancen in der industriellen Biotechnologie besteht darin, neue Verwendungsmöglichkeiten für Materialien zu finden, die derzeit als Abfall behandelt werden. Durch die Zusammenführung von Unternehmen und akademischem Fachwissen können Projekte wie dieses Lösungen aufzeigen, die sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile bieten.“
„Was uns an diesem Projekt besonders gefallen hat, war, dass es ein bekanntes Problem aus einem anderen Blickwinkel beleuchtet hat. Genau diese Art von Innovation möchten wir unterstützen, und wir sind gespannt, wie es mit dieser Arbeit weitergeht.“
In Zukunft werden Take Root Bio und die Heriot-Watt-Universität untersuchen, ob ähnliche Verfahren auch auf andere Nebenprodukte aus der Lebensmittel- und Agrarindustrie angewendet werden können, darunter Abfälle aus der Obst- und Gemüseverarbeitung.
