Die Plastikverschmutzung ist zu einem immer ernsteren Umweltproblem geworden, das erhebliche Bedrohungen für Ökosysteme, Wildtiere und die menschliche Gesundheit darstellt. Jedes Jahr gelangen Hunderte Millionen Tonnen Plastikmüll in die Ozeane und bilden riesige Müllteppiche, die marine Ökosysteme verwüsten. An Land nimmt die Ansammlung von Plastikmüll nicht nur wertvollen Raum ein, sondern setzt auch schädliche Substanzen frei, die Böden und Grundwasser verunreinigen.

Herkömmliche Kunststoffe auf Erdölbasis sind sehr haltbar und benötigen Hunderte oder sogar Tausende von Jahren, um sich zu zersetzen, was zu einer langfristigen Umweltkontamination führt. Als Reaktion auf diese Herausforderung haben sich biologisch abbaubare Plastiktüten als potenzielle Lösung herauskristallisiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Plastiktüten sind biologisch abbaubare Versionen so konzipiert, dass sie sich unter bestimmten Bedingungen durch mikrobielle Einwirkung zersetzen, letztendlich in die Natur zurückkehren und die langfristige Umweltverschmutzung reduzieren. Die Wirksamkeit und Nachhaltigkeit biologisch abbaubarer Plastiktüten sind jedoch weiterhin Gegenstand von Debatten.

Die Umweltvorteile biologisch abbaubarer Plastiktüten beginnen mit ihren Rohstoffen. Anstelle von Polymeren auf Erdölbasis verwenden diese Tüten hauptsächlich erneuerbare Pflanzenressourcen wie Maisstärke, Maniokstärke oder Kartoffelstärke. Diese Materialien sind nicht nur nachhaltig, sondern können sich auch unter bestimmten Bedingungen zersetzen.

Der Markt bietet derzeit verschiedene Arten von biologisch abbaubaren Kunststoffharzen an:

• Polymilchsäure (PLA): Ein thermoplastisches Polymer, das aus fermentierter Maisstärke, Zuckerrohr oder anderen erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird. PLA bietet eine ausgezeichnete Biokompatibilität und biologische Abbaubarkeit und eignet sich daher für Lebensmittelverpackungen, Einweggeschirr und Textilien.
• Polyhydroxyalkanoate (PHA): Eine Klasse natürlicher Polyester, die durch bakterielle Fermentation hergestellt werden. PHA weist eine hohe biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität auf und zersetzt sich in verschiedenen Umgebungen.
• Kunststoffe auf Stärkebasis: Mischungen aus Stärke und anderen biologisch abbaubaren Polymeren. Diese Materialien sind zwar kostengünstig, weisen aber schlechtere mechanische Eigenschaften und Wasserbeständigkeit auf.
• Kunststoffe auf Zellulosebasis: Abgeleitet von Zellulose (der Hauptbestandteil von Pflanzenzellwänden). Diese Kunststoffe bieten eine ausgezeichnete biologische Abbaubarkeit und Erneuerbarkeit, sind aber mit höheren Produktionskosten verbunden.

Die Bewertung der Nachhaltigkeit biologisch abbaubarer Plastiktüten erfordert die Berücksichtigung mehrerer Faktoren:

• Landnutzung: Der Anbau von Nutzpflanzen für die Herstellung biologisch abbaubarer Kunststoffe erfordert Landressourcen, was sich potenziell auf die Artenvielfalt und die Ökosysteme auswirken kann.
• Wasserverbrauch: Die landwirtschaftliche Produktion erfordert erhebliche Wasserressourcen, deren lokale Auswirkungen bewertet werden müssen.
• Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden: Die Landwirtschaft beinhaltet in der Regel diese Inputs, die sich auf die Boden- und Wasserqualität auswirken können.
• Energieverbrauch: Das Anbauen, Ernten und Verarbeiten von Nutzpflanzen erfordert Energie, was zum Klimawandel beiträgt.

Harz ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Plastiktüten. Während der Herstellungsprozess dem von herkömmlichen Kunststoffharzen ähnelt, unterscheiden sich die Ausgangsmaterialien erheblich. Biologisch abbaubare Kunststoffharze verwenden hauptsächlich Mais-, Maniok- oder Kartoffelstärke. Der Prozess umfasst Erhitzen, Mischen und Extrudieren, um haltbare, flexible Harzpellets für die anschließende Tütenherstellung zu erzeugen.

Für PLA umfasst der Herstellungsprozess Folgendes:

1. Stärkeextraktion: Abgeleitet von Mais oder anderen Pflanzen.
2. Fermentation: Umwandlung von Stärke in Milchsäure.
3. Polymerisation: Milchsäure wird zu PLA polymerisiert.
4. Pelletierung: PLA wird geschmolzen, extrudiert und in Pellets geschnitten.

Die Harzherstellung verbraucht erhebliche Mengen an Energie und Wasser und erzeugt gleichzeitig Abfall. Diese Umweltauswirkungen müssen mit der Herstellung von herkömmlichem Kunststoff verglichen werden.

Nach der Harzherstellung werden die Tüten mithilfe der Blasfolienextrusion hergestellt. Bei diesem Verfahren wird das Harz geschmolzen, zu einer Blase aufgeblasen, zu einer Folie abgekühlt und dann in verschiedene Größen und Formen von Plastiktüten geschnitten und versiegelt.

Die wichtigsten Schritte umfassen:

1. Harzschmelzen: Erhitzen von Harzpellets bis zum Schmelzen.
2. Extrusion: Zwingen von geschmolzenem Harz durch eine Düse, um einen Schlauch zu bilden.
3. Inflation: Ausdehnen des Schlauchs zu einer Blase.
4. Kühlung: Verfestigen der Blase.
5. Abflachen: Pressen der Blase zu einer Folie.
6. Schneiden und Versiegeln: Erstellen der endgültigen Tütenabmessungen.

Nach der Tütenbildung kann das Drucken für Branding oder Design erfolgen. Tinten auf Sojabasis werden häufig verwendet, da sie ungiftig, umweltfreundlich sind und lebendige, dauerhafte Farben erzeugen.

Jede Charge biologisch abbaubarer Plastiktüten wird strengen Tests unterzogen, um Haltbarkeit, Festigkeit und die Einhaltung von Nachhaltigkeitsstandards zu überprüfen. Dies gewährleistet die vollständige biologische Abbaubarkeit innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens.

Zugelassene Tüten werden weltweit verpackt und vertrieben, sodass Unternehmen jeder Größe die Nachhaltigkeit in ihren Betrieben verbessern können.

Der Abbauprozess biologisch abbaubarer Plastiktüten ist entscheidend für die Bewertung der Umweltauswirkungen. Zu den wichtigsten Schritten gehören:

1. Hydrolyse: Wassermoleküle brechen Polymerbindungen und reduzieren das Molekulargewicht.
2. Oxidation: Sauerstoff reagiert mit Polymeren und erzeugt Oxidationsprodukte.
3. Biologischer Abbau: Mikroorganismen verbrauchen Polymere und wandeln sie in Kohlendioxid, Wasser und Biomasse um.

Während biologisch abbaubare Plastiktüten derzeit teurer in der Herstellung sind als herkömmliche Kunststoffe, wächst die Akzeptanz durch die Verbraucher aufgrund des gestiegenen Umweltbewusstseins. Es wird erwartet, dass die Marktnachfrage stetig steigen wird.

Führende Hersteller zeigen, dass eine nachhaltige Produktion Engagement über die gesamte Lieferkette hinweg erfordert, von den Rohstoffen bis zum endgültigen Vertrieb.

Biologisch abbaubare Plastiktüten bieten Potenzial als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen bei der Bekämpfung der Umweltverschmutzung. Ihre Wirksamkeit und Nachhaltigkeit erfordern jedoch eine laufende Bewertung. Durch datengestützte Analysen und kontinuierliche Innovation können diese Produkte zu einer nachhaltigeren Zukunft beitragen.