UBC-Chemiker hilft bei der Entwicklung neuer kompostierbarer Kaffeepads
Hülsen werden in 35 Tagen in der kommunalen Kompostierung vollständig abgebaut
Dr. Zac Hudson glaubt, dass Ihre morgendliche Tasse Kaffee stark und schuldfrei sein sollte.
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Deshalb hat der Wissenschaftler der University of British Columbia die letzten drei Jahre damit verbracht, zusammen mit dem in Surrey ansässigen Unternehmen NEXE Innovations eine neue, vollständig kompostierbare Kaffeepad zu entwickeln.
"Jedes Jahr landen mehr als 40 Milliarden Einweg-Kaffeepads auf der Mülldeponie. Wenn sie aus Plastik sind, können sie dort hunderte oder tausende von Jahren liegen", sagt Dr. Hudson, Assistenzprofessor und Canada Research Chair in Sustainable Chemistry. "Wir wollten eine kompostierbare Kapsel entwickeln, um dieses Problem zu lösen - und sicherstellen, dass der Kaffee immer noch gut schmeckt."
So entstand die NEXE-Pad, die in nur 35 Tagen vollständig in industriellem Kompost kompostiert. Die Kapseln bestehen aus zwei speziell entwickelten Komponenten: einem äußeren Fasermantel und einer inneren Biokunststoffkapsel, die sich in Kohlendioxid, Wasser und organische Biomasse auflöst - ohne Mikroplastik zu hinterlassen.
Entwicklung neuer nachhaltiger Materialien
Um eine vollständig kompostierbare Kapsel zu schaffen, musste Dr. Hudson - dessen Forschung sich auf die Entwicklung neuer Materialien zur Lösung von Fragen der Nachhaltigkeit konzentriert - einen neuen Biokunststoff formulieren.
Herkömmliche Kunststoffe werden aus Chemikalien oder Monomeren hergestellt, die aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden. Biokunststoffe verwenden Monomere, die aus Biomasse wie Holz oder Pflanzen gewonnen werden.
"Wir begannen damit, Biokunststoffe aus Übersee zu importieren und sie für die Hülsen, die wir herstellen wollten, auszuprobieren. Auf diese Weise lernten wir, welche Materialien gut funktionierten und welche nicht, so dass wir neue Formulierungen im eigenen Haus oder mit Hilfe unserer Partner entwickeln konnten", sagt Dr. Hudson, der jetzt auch Chief Scientific Officer bei NEXE Innovations ist.
Dabei gab es eine Reihe von Herausforderungen zu berücksichtigen. Viele kompostierbare Pads, die bereits auf dem Markt sind, haben einen weichen Boden, der den Kaffeesatz Feuchtigkeit und Luft aussetzt und ihn schnell verderben lässt. Außerdem fassen sie weniger Kaffeesatz als Kunststoffpads, was zu einem relativ schwachen Gebräu führen kann.
Außerdem durften sie nicht zu sehr wie herkömmliches Plastik aussehen oder sich anfühlen. "Das war in der Vergangenheit ein großes Hindernis für die Akzeptanz von kompostierbaren Pads - die Verbraucher können sie nicht von normalem Plastik unterscheiden", sagt Darren Footz, CEO von NEXE Innovations.
Das Team entschied sich schließlich für eine zweiteilige Lösung:
- eine Innenkapsel aus Biokunststoff aus Polymilchsäure (PLA), die mit anderen natürlichen Inhaltsstoffen gemischt ist, die Probleme mit Feuchtigkeit, Luft und Hitze löst und ein großes Volumen an Kaffeesatz fasst.
- eine äußere Hülle aus Bambus, die immer noch wie eine Pflanzenfaser aussieht und sich auch so anfühlt.
Gemeinsam mit Industrie und Regierung gegen Plastikmüll vorgehen
Der neue Biokunststoff wurde in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Dr. Hudson an der UBC getestet, während die Kompostierung der Hülsen in der Surrey Biofuel Facility getestet wurde, die den gesamten Kompost für die Stadt Surrey verarbeitet.
"Wir stellen jetzt unsere eigenen Biokunststoffe in unserer Anlage in Surrey her und wollen eine bedeutende Produktionskapazität für Biokunststoffe in Kanada schaffen", sagte Dr. Hudson. "Wir arbeiten auch an Lösungen für die Kompostierung zu Hause für unsere Pods."
Die Pods sind mit allen Keurig K-Cup Brühsystemen kompatibel und kamen diesen Monat auf den Markt - und waren innerhalb eines Tages komplett ausverkauft. Das Unternehmen kündigte kürzlich Nespresso-kompatible Pods an, die später im Jahr 2021 in Produktion gehen sollen.
Die Finanzierung von Forschung und Produktion wurde durch den Engage Grant des Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), den Wall Solutions Grant des Peter Wall Institute for Advanced Studies und die Plastics Challenge von Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) und Natural Resources Canada (NRCAN) ermöglicht. Im Januar 2021 erhielt NEXE Innovations eine Investition von NRCAN in Höhe von 1 Million Dollar, um die Produktion ihrer Nespresso-kompatiblen Pads auszuweiten.
"Kaffeetrinker sind sehr anspruchsvoll: Wenn man ein Produkt herstellt, das gut für den Planeten ist, aber der Kaffee schlecht schmeckt, verlieren sie ziemlich schnell das Interesse", sagt Dr. Hudson. "Wir wollen, dass unsere Pads das Beste von beidem sind."
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