Projekt
insectmatter - Konzeption und Entwicklung von kreislauffähigen Produkten aus Insektenchitin für den mitteldeutschen Raum
insectmatter nutzt Chitin aus der regionalen Insektenproduktion um hochwertige Textilien und nachhaltige Farbpigmente zu gewinnen. Das Chitin fällt bisher als Nebenerzeugnis in der Insektenzucht an, die bisher auf die Verwertung von hochwertigen Fetten und Proteinen fokussiert ist.
- 1. Call
- DG Biopolymere
- Fördervolumen: 530.000€
- Jan 2023 - Dez 2025
Was ist Chitin?
Chitin ist nach Cellulose das am weitesten verbreitete Biopolymer. Geschätzt wird, dass jährlich etwa 100 Mrd. t in der Natur entstehen. Chitin hat die Funktion einer Gerüstsubstanz in den Exoskeletten von Gliederfüßern, dem artenreichsten Stamm im Tierreich, dem Insekten, Krebs- und Spinnentiere angehören. Außerdem ist Chitin Bestandteil der Zellwände von Pilzen und Hefen. Kommerziell wird Chitin bisher aus Schalenresten von Krustentieren, z.B. Garnelen gewonnen und oft aus asiatischen Ländern importiert.
Regionales Chitin aus der Insektenproduktion
Insekten werden zunehmend für die Herstellung von Futtermitteln eingesetzt. Insekten liefern Proteine, hochwertige Fette und auch Chitin und Melanin, das aus den Insektenhüllen gewonnen werden kann. Chitin und Melanin aus regionalen Quellen zu erschließen sind entscheidende Schlüssel für eine zukunftssichere und nachhaltige regionale Produktion der Zukunft.
Forschungsziele
Das Projekt insectmatter wird zunächst einen industriell relevanten Prozess entwickeln, um Chitin und auch Melanin aus der Insektenproduktion zu gewinnen. Das Einsatzfeld der ökologisch und regional gewonnenen, nachwachsenden Materialien ist extrem vielseitig: Melanin ist ein wichtiger pharmazeutischer Hilfsstoff, ein Antioxidans für den Lebensmittelbereich und auch als unbedenklicher Naturfarbstoff verwendbar, z.B. für Textilien oder Stifte. Chitin ist der Rohstoff für die Gewinnung des Werkstoffes Chitosan zur Herstellung von Verpackungsbeschichtungen, Fasern für medizinische Anwendungen bzw. hautnahe Kosmetik oder Flockungsmittel zur Abwasserreinigung. Im Projekt werden außerdem weitere Verarbeitungsmethoden, Koppelprodukte und breitere Anwendungsfelder explorativ erprobt, um die außergewöhnlichen Eigenschaften der Materialien in weitere relevante Kontexte zu überführen. Die Umweltwirkung der Prozesse und Materialien wird u.a. durch Analyse der Recyclingfähigkeit der eingesetzten Prozesshilfsmittel sowie der Stoff- und Energieströme initial, fortwährend und abschließend bewertet.
Wertschöpfung in der Region
Ein besonderer Fokus liegt auf der Kopplung mit weiteren Nebenprodukten der Region, um Kreisläufe zu schließen. Durch die gestalterische Disziplin entstehen innovative Produkte, die die gesellschaftliche Zugänglichkeit zu den Materialpotentialen in den Vordergrund rücken und erstmalig ermöglichen. Die Unterstützung des Strukturwandels durch Transformation einer fossilen Wertschöpfung hin zu einer bioökonomiebasierten braucht neue Produkte, die durch die Zusammenarbeit von Unternehmen, Forschung und Design entstehen.
Beteiligte Institutionen
Innovationsraum
Die madebymade gehört zu den größten Insektenzüchten Deutschlands und produziert wertvolle Proteine und Fette für die Futtermittelindustrie mit organischen Reststoffen. Durch die hohe Modularität des Anlagendesigns ist ein großes Skalierungspotenzial gewährleistet. In den letzten Jahren konnte MBM die Produktion stetig steigern und durch verschiedene Förderprojekte (SAB TEMIFUNGA, LIFE WASTE2PROTEIN, SAB INNOEXPERT) an neuen innovativen Lösungen arbeiten.
BioLog Heppe hat langjährige Erfahrungen in der Produktion, Qualitätskontrolle und anwenderorientiertem Einsatz von Chitin- und Chitosan basierten Biopolymeren. Durch Rezepturentwicklungen und kundenspezifische Produktionen im Kilogramm- und Tonnenmaßstab besitzt die BIOLOG auch das Know How die Produkte in die Technologiekette des jeweiligen Industriepartners optimal zu integrieren. Das Portfolio der Chitosanprodukte wurde durch Beschichtungen/Klebstoffe (Fraunhofer IZM), Verkapselung (IASP) und die Entwicklung biologischer Flockungsmittel erweitert.
Das ITM befasst sich in aktuellen Projekten und in der Lehre interdisziplinär mit der Entwicklung neuartiger Garne auf Basis verschiedener Biopolymere sowie Halbzeugen und Produkten, wie chitosanbasierte Herniennetze (IGF). Zur Erspinnung von Fasern aus krabbenbasiertem Chitosan wurde ein geeignetes LM-Spinnverfahren zur Herstellung von Mono- und Multifilamentgarnenen entwickelt. Außerdem liegen umfassende Kompetenzen hinsichtlich der textilen Wertschöpfungskette vor, wie klassische Flächenbildung oder Veredlung durch Beschichtung.
Die NIG etablierte sich 1991 als Engineering- und Forschungsunternehmen für die Verarbeitung von Obst und Gemüse sowie von nachwachsenden Rohstoffen. Besonderer Schwerpunkte sind die Gewinnung und Herstellung von industrietauglichen Naturfarbstoffen und -extrakten in reproduzierbaren Qualitäten, wobei NIG über eine geschlossene Kette an Partnern vom Rohwarenanbau, Nacherntebehandlung sowie Verarbeitung und Applikation der Naturfarbstoffe verfügt.
Die Forschung der BURGLABS an der BURG bezieht ihre Stärke aus der explorativen, kritischen und zukunftsweisenden Verknüpfung von Material, Technologie und Kontext. Das SUSTAINLAB und das BIOLAB fokussieren im Besonderen die Gebiete Nachhaltigkeit, Material und Biotechnologie. Die Transformationsforschung wird in anwendungsorientierte Produkt- und Systemkonzepte sowie alternative Lösungsszenarien überführt und im wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Kontext diskutiert.
Wertschöpfungskette
insectmatter – Kreislauffähige Produkte aus Insektenchitin
