Aquafaba-Plastik

„When life gives you chickpeas, make Aquafaba-Plastic out of it!“ Für unser Projekt haben wir uns intensiv mit Aquafaba beschäftigt und das Potential des Abfallprodukts als potentielle Plastik-Alternative näher unter die Lupe genommen.

Einleitung

Klimakrise, Umweltverschmutzung, Krieg. Es läuft gerade ziemlich viel falsch in der Welt… Wir werden immer mehr und somit steigt auch der Konsum und Verbrauch der rund acht Milliarden Menschen. Besonders problematisch dabei ist die massive Ansammlung von Abfallprodukten in der Umwelt, die zum größten Teil nicht zersetzt (biologisch abgebaut) werden können. Dieses unnatürliche Phänomen stellt eine ernstzunehmende Bedrohung für Umwelt mit seinen artreichen Ökosystemen und der darin lebenden Lebewesen dar.

Wenn nicht mit Plastik – Kosmetikprodukte, Lebensmittel, Getränke, etc. müssen trotzdem irgendwie verpackt werden (nicht immer, aber manchmal ist es unumgänglich). Es gibt bereits einige nachhaltige Alternativen für Kunststoffe (damit ist vor allem Einwegplastik/Elastomere gemeint), wie z.B. Bienenwachs statt „Alufolie“. So richtig akzeptiert und etabliert von und in der Gesellschaft sind diese allerdings noch nicht.

Im Rahmen des Grundlagenkurses Material & Technologie haben wir in einer 3er-Gruppe mit unterschiedlichen Stoffen experimentiert und Biomaterialien hergestellt. Unser Fokus lag dabei auf „Bioplastik„.

Unser Ziel war es, Bioplastik als Alternative für herkömmliche Verpackungsmaterialien, wie Einwegplastik, herzustellen. Wichtig war uns dabei, dass den Großteil der Inhaltsstoffe unserer Materialien Abfallprodukte ausmachen.

Recherche

Bei einer ersten Internetrecherche sind wir auf Aquafaba gestoßen. Das ist dickflüssiges Kochwasser, das beim Kochen von Hülsenfrüchten, wie beispielsweise Kichererbsen, entsteht und meist als Abfallprodukt anfällt. Außerdem haben wir recherchiert, welche zusätzlichen Inhaltsstoffe sich gut für unser Bioplastik eignen würden, damit aus Aquafaba ein brauchbares Material wird. Wir hatten allerdings noch keine Vorstellung, welche konkrete Verwendung es haben könnte.

Um sinnvolle Zusammenhänge von Inhaltsstoffen erschließen zu können, haben wir im „The CHEMARTS Cookbook“ nachgeschlagen.

Nachdem wir schon einige Experimente gemacht hatten, haben sich neue Fragen und Probleme (wie z.B. Schimmel) ergeben. Für spezifische Aquafaba-Fragen haben wir versucht Paula Nerlich – eine Designerin, die sich bereits mit der Herstellung von Bioplastik aus Aquafaba auseinandergesetzt hat – zu kontaktieren oder versucht diese durch neue Recherchen und Experimente zu beantworten.

Methoden

Zuerst haben wir uns aufgeteilt und jeder hat Materialien für unsere Experimente gesammelt. Darunter waren vor allem Abfallprodukte wie z.B. Aquafaba, Bananenschalen, Pflanzen, aber auch Chiasamen.

Wir haben versucht diese Inhaltsstoffe in unterschiedlichen Mengenverhältnissen zu mischen. Pro Seminar haben wir mehrere Variationen ausprobiert und die Proben in Petrischalen trocknen lassen. Wir haben z.B. die Auswahl und Kombination von „Zutaten“, deren Mengenverhältnisse und Zubereitungsart variiert.

In dem jeweils darauffolgenden Seminar haben wir die Proben ausgewertet, ggf. wiederholt oder optimiert.

Oft sind unsere Proben nach einer Woche geschimmelt. Um das zu verhindern haben wir versucht den Materialien komplett ihre Flüssigkeit zu entziehen (z.B.bei Bananenschalen). Außerdem haben wir Kaliumsorbat in die Proben hinzugefügt.

Des Weiteren wurden andere Proben sehr brüchig oder schrumpften bis auf circa die Hälfte der Ursprungsgröße.

Nach einigen Wochen haben sich nur einige wenige Proben als „gelungen„ erwiesen.

Entwurf/Material

Unter den Proben, in denen wir viel Potential sahen, zählen insbesondere die Experimente 2.3/2.3.1 und 3.2. Die Nummerierungen stehen für die jeweilige Sitzung.

Probe 2.3:

Das Endprodukt der Probe 2.3 zeigt ein elastisch-festes Bioplastik. Ein passender Verwendungszweck als Alternative zum Einwegplastik wäre beispielsweise Verpackung von Lebensmittel. Möglicherweise könnte das Material auch mehrfach verwendet werden.

Probe 2.3.1:

Diese Probe, welche dünner aufgetragen wurde und leichte Veränderungen der Mischverhältnisse aufweist, eignet sich hingegen eher als Verpackung für Brotzeit, eine Alternative zur Alu- oder Frischhaltefolie.

Probe 3.2:

Diese Probe besteht aus ausschließlich zwei Inhaltsstoffen, Aquafaba und Agar Agar. Das Ergebnis zeigt einen sehr festen und dichten Stoff, den man für typisches Einwegplastik für zum Beispiel Becher oder Take-Out-Essen eintauschen könnte.

Probe 3.3:

Eine leicht abgewandelte Rezeptur im Vergleich zu 3.2. Es entstand ein ebenfalls fester Stoff, der sich jedoch als brüchiger erwies.

Probe 3.5:

Für dieses Experiment versuchten wir noch weitere organische Bestandteile mit unterzumischen. Hierfür verarbeiteten wir dehydrierte Bananenschalen in die Mixtur. Trotz dessen, dass das Material sehr brüchig geworden ist, halten die Fasern der Bananenschale die Probe zusammen.

Probe 4.2:

In der letzten Woche im Lab haben wir noch einmal versucht, Probe 2.3 zu replizieren. Jedoch haben wir die Masse gleichmäßiger aufgetragen. Dies ist das Ergebnis.

Probe 4.4:

Mit derselben Rezeptur wie von 4.2 haben wir zusätzlich versucht, das Material auf Standhaftigkeit zu testen. Hierfür trugen wir die Masse um ein Reagenzglas auf und ließen es trocknen. Eine der Proben haben wir in den Ofen gestellt, was jedoch am Ergebnis nichts änderte.

Fazit

Durch unsere zahlreichen Experimente ist uns das Potential von Aquafaba als Basis für Bioplastik bewusst geworden.

Während des Experimentierens haben wir zudem gelernt, dass das Endergebnis teilweise auch von der Marke des Aquafabas abhängig ist, da die Konsistenz je nach Dose leicht variiert. Außerdem ist das Hinzufügen von Essig essenziell, um Schimmelbildung zu vermeiden.

Zu den nächsten Schritten würde das Optimieren der Rezepturen zählen. Unter Beachtung der Anwendungsbereiche müssten wir bestimmte Aspekte wie das Mischverhältnis und die Zubereitung beachten. Auch die Dicke, in der wir die Masse auftragen, sowie die Trocknungszeit und -methode kann zu verschiedenen Ergebnissen führen.

Außerdem gilt es das Problem der Brüchigkeit zu lösen.

Ein weiterer interessanter Aspekt sind Durability-Tests: Wie viel hält das Material aus? Kann es Flüssigkeiten halten? Wie lange braucht das Material bis es zersetzt ist?

Vermutlich greift das „Plastikproblem“ noch tiefer als der Verbrauch von Plastik selber. Es müsste sich etwas in der Gesellschaft ändern, z.B. bestimmte Verhaltensmuster der Menschen. Dennoch denken wir, dass ökologisch abbaubare Materialien eine wichtige Rolle dabei spielen, dass Menschen bewusster konsumieren und die Umwelt weniger belastet wird.