Pektinreiche Abfallbiomassen fallen im Rahmen der Verarbeitung von Obst und Gemüse zu Lebensmitteln an. Bei der Zuckerherstellung wird der größte Teil der löslichen Bestandteile im extrahierten Saft entfernt, während sich in den festen Rückständen (Zuckerrübenschnitzel) größere Mengen an unlöslichen Bestandteilen, größtenteils Zellwandpolysaccharide, anreichern. Die Zellwandpektine besitzen aufgrund ihrer chemischen Struktur die Eigenschaft, zweiwertige Kationen inter- und intramolekular an freie Carboxylgruppen zu binden. Damit eignen sie sich prinzipiell zur Nutzung als Ionenaustauscher für die Entfernung von Schwermetallen aus Abwässern, die im Gegensatz zu zahlreichen organischen Schadstoffen biologisch nicht abgebaut werden können, sich in der Umwelt anreichern und bereits in geringen Konzentrationen toxisch sein können.
Die Zielsetzung des Vorhabens bestand in der Entwicklung eines technologischen Verfahrens für die Aufarbeitung pektinreicher Abfallbiomassen zu biologischen Ionenaustauschern, der Untersuchung des Einflusses von Umgebungsbedingungen auf die Schwermetallbindung sowie der Sicherung der physiko-chemischen und mikrobiologischen Stabilität über einen längeren Einsatzzeitraum.
Durch gezielte Aufarbeitung nativer Zuckerrübenschnitzel (ZRS) ließen sich biologische Ionenaustauscher erzeugen, die als Absorptionsmittel für zweiwertige Schwermetall-Ionen (Me2+) eingesetzt werden können (Abbildung). Die Ionenaustauscher verfügten über hohe Kationenaustauschkapazitäten und wiesen unter realen Einsatzbedingungen in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen eine gute mikrobiologische und chemische Stabilität auf. Im Laborverfahren konnte eine durch 1 g trockene aufgearbeitete Zuckerrübenschnitzel bis zu 5 l schwermetallbelastete Lösung (5 mg/l) aufgereinigt werden.
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V.
Dr.-Ing. Sebastian Schalow
.png)
.png){kind=icon}
