EP4719771A1 - Verfahren zur herstellung von funktionsrelevanten inhaltsstoffen auf basis regenerativer, zellbasierter materialien - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von funktionsrelevanten Inhaltsstoffen auf Basis regenerativer, zellbasierter Materialien Die Erfindung betrifft ein Verfahren (10) zur kaskadierten Nutzung von zellbasierten Rohstoffen (12) auf Basis regenerativer, zellbasierter Materialien bei der Herstellung funktionsrelevanter Inhaltsstoffe (16) und Produkte sowie Kraftfahrzeuge, die Produkte (20), hergestellt nach dem Verfahren (10), umfassen. Das Verfahren umfasst eine ersten Phase (14), in welcher zellbasierte Rohstoffe (12) mit einem Anteil an Kohlenwasserstoffen unverarbeitet zur Herstellung funktionsrelevanter Inhaltsstoffe (16) eingesetzt werden, und eine zweiten Phase (18), in der die zellbasierten Rohstoffe (12) aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen (16) aufbereitet und als Zusatzstoff in Produkte (20) eingesetzt werden.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Herstellung von funktionsrelevanten Inhaltsstoffen auf Basis regenerativer, zellbasierter Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kaskadierten Nutzung von zellbasierten Rohstoffen auf Basis regenerativer, zellbasierter Materialien bei der Herstellung funktionsrelevanter Inhaltsstoffe und Produkte sowie Kraftfahrzeuge, die Produkte, hergestellt nach dem Verfahren, umfassen.

Funktionsrelevante Inhaltsstoffe sind Funktionsträger in Betriebsstoffen, wie Schmierstoffe oder Trennmittel, die traditionell auf der Basis von Erdöl als Basis hergestellt werden. Die Verwendung von Erdöl wird jedoch aufgrund der Endlichkeit der Erdölvorkommen und der Nutzung des Erdöls in Benzin, Kunststoffen, Kosmetika, Ölen und Schmiermitteln zukünftig stark eingeschränkt sein. Außerdem ist die Erdölverarbeitung mit erheblichen Umweltauswirkungen, wie der Freisetzung von Treibhausgasen und anderen Schadstoffen, verbunden. Erdölbasierte Schmierstoffe sind beispielsweise hochgiftig.

Pflanzen werden bereits als eine Familie alternativer Rohstoffquellen im Schmierstoff bereich verwendet. Viele verschiedene Öle auf Pflanzenbasis, wie beispielsweise Rapsöl, Palmkernöl, Palmöl, Rizinusöl oder Sonnblumenöl, können zu sogenannten Bio-Schmierstoffen verarbeitet werden. Die Verwendung von Pflanzenölen zur Herstellung von Bio-Schmierstoffen ist jedoch problematisch, da die Nachhaltigkeit bei deren Herstellung aufgrund von Faktoren, wie der Nutzung von Ackerland, auf dem Nahrungsmittel angebaut werden, sowie der Erschöpfung der Bodenfruchtbarkeit, fraglich ist. Darüber hinaus ist der Einsatz von Pflanzenölen aufgrund ihrer hohen Funktionalität, der hohen Viskosität und des hohen Flammpunkts und durch ihre schlechte thermische und oxidative Stabilität eingeschränkt. Dementsprechend erfordern sie in der Regel Zusätze und chemische Veränderungen, bevor sie in handelsübliche Schmierstoffe eingearbeitet werden können. Daher sind die Kosten für die Verwendung von Pflanzenölen als Schmiermittel relativ hoch im Vergleich zur Verwendung von Erdöl.

Schmierstoffe für die Metallverarbeitung enthalten in der Regel Additive auf Mineralölbasis. Jedoch ist es erstrebenswert, den Einsatz petro-chemischer Werkstoffe oder Betriebsmittel durch nachhaltige, biobasierte Rohstoffe zu reduzieren, die deutliche Vorteile hinsichtlich des CCh-Fußabdrucks aufweisen.

Mit ihren zahlreichen Inhaltsstoffen bieten biologische Zellen eine vielversprechende Basis als nachhaltige Rohstoffquelle für technische Anwendungen, zum Beispiel als Additive für Betriebs-, Hilfs- und Konstruktionsstoffe.

Die US 9,458,407 B2 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Bio- Schmierstoffen auf Algenölbasis, umfassend das Auswahlen eines Basisalgenstamms mit einem Fettsäureprofil, das Ölsäure enthält, das Einführen des Basisalgenstamms in ein Rauchgasrecyclingsystem, das Einführen eines Lipidtriggers in das Rauchgasrecyclingsystem zur Steigerung der Lipidproduktionseffizienz der Algen, Ernten der Algen, Extrahieren eines Algenöls aus den Algen, das zu mehr als 40 % aus Ölsäure besteht, sowie Umwandeln des Algenöls in ein Bio-Schmiermittel unter Verwendung von chemischer Modifikation und/oder Einarbeitung von stabilisierenden Additiven.

In der WO 2017/151684 A1 wird ein neuartiges Verfahren zum Züchten von Pilzen offenbart, das ein technisch hergestelltes künstliches Medium verwendet und fadenförmige Pilzbiomatten mit hoher Dichte erzeugt, die mit einem Minimum an Verarbeitung geerntet werden können und aus denen Pilzprodukte, wie Antibiotika, Proteine und Lipide, isoliert werden können.

Die US 2016/0002521 A1 offenbart die Verwendung von Schmiermitteln, die bei einem Bohrlochbetrieb eingesetzt werden können, wobei das Schmiermittel Wasser, eine ölartige mikrobielle Zelle und ein Lösungsmittel und optional ein oder mehrere Tenside, Alkohole, Demulgatoren oder Kombinationen davon enthält. Die mikrobielle Zelle umfasst eine lysierte Zelle, die aus dem Öl extrahiert wurde.

In der US 8,167,959 B2 wird ein natürliches, auf Algen basierendes, synthetisches Schmiermittel beschrieben, das aus Seetang gewonnen wird. Der aus dem Seetang gewonnene Siebsaft, wird getrocknet und in einem weiteren Schritt werden störende Salze und Oxide entfernt. Das synthetische Schmiermittel kann als Gleitmittel und Additiv für vorhandene Schmiermittel verwendet und auch weiter mit Fettsäureestern umgesetzt werden, um ein Hybridschmiermittel zu bilden, das als vollständiger Ersatz für vorhandene Schmiermittel dienen kann. Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren weisen jedoch einen teilweise technisch aufwendigen Extraktionsschritt auf, bei welchem die Zellen einer Lyse unterzogen werden. Der zusätzliche Extraktionsschritt bedeutet einen hohen Energie- und Materialaufwand. Eine Nutzung zellbasierter Materialien in funktionsrelevanten Inhaltsstoffen, ohne vorgeschalteter Aufbereitungsschritte, ist daher aus dem Stand der Technik nicht bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Einsatz von Erdöl-basierten Funktionsträgern in Schmierstoffen oder Trennmittel durch regenerative, zellbasierte Materialien zu ersetzen oder zu reduzieren und diese über mehrere Produktphasen zu nutzen.

Diese Aufgabe ist bei der vorliegenden Erfindung zunächst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Verfahren zur kaskadierten Nutzung von zellbasierten Rohstoffen folgende Phasen aufweist: eine ersten Phase, in welcher zellbasierte Rohstoffe mit einem Anteil von mindestens 10 % an Kohlenwasserstoffen unverarbeitet zur Herstellung funktionsrelevanter Inhaltsstoffe eingesetzt werden, und eine zweiten Phase, in der die zellbasierten Rohstoffen aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen aufbereitet werden und als Zusatzstoff in Produkten eingesetzt werden.

„Unverarbeitet“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet dabei, dass die Rohstoffe ohne Extraktions- oder Aufreinigungsschritt, somit als ganze Zellen, eingesetzt werden. Dabei kann der zellbasierte Rohstoff in den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen die Funktionen als Schmierstoff oder Trennmittel übernehmen.

„Kohlenwasserstoffe“ im Sinne der vorliegenden Erfindung können beispielsweise Öle oder extrazelluläre Polysaccharide (EPS) sowie Mischungen verschiedener Kohlenwasserstoffe umfassen.

„Funktionsrelevante Inhaltsstoffe“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet tribologisch wirksame Betriebsstoffe, wie beispielsweise Schmierstoffe oder Trennmittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit die Möglichkeit, den Einsatzes petro-chemischer Werkstoffe/Betriebsmittel durch nachhaltige, biobasierte Rohstoffe zu ersetzen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere können durch den kaskadierten Einsatz der zellbasierten Rohstoffe Abfallstoffe reduziert sowie Rohstoffe eingespart werden. Gleichzeitig ergeben sich hieraus neuartige Möglichkeiten einer längerfristigen CÖ2-Bindung. Besonders vorteilhaft ist, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren die zellbasierten Rohstoffe unverarbeitet eingesetzt werden können, was zu einem erheblich reduzierten Energie- und Materialaufwand führt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Der Anteil an Kohlenwasserstoffen in den unverarbeiteten zellbasierten Rohstoffen in der ersten Phase beträgt mindestens 10 % und kann auch wesentlich höher sein, beispielsweise mindestens 15 %, insbesondere mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 25 %. Dabei beziehen sich sämtliche prozentuale Anteilsangaben in dieser Beschreibung auf Gewichtsanteile (Gew.-%), sofern nicht anders angegeben.

In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass sich an die zweite Phase eine dritte Phase anschließt, in der der zellbasierte Rohstoff mittels eines geeigneten Recyclingverfahrens, wie beispielsweise chemisches Recycling, von den Produkten abgetrennt und durch thermische Verwertung der Biosphäre zugeführt wird.

Die thermische Verwertung bezieht sich dabei auf die Nutzung der zellbasierten Rohstoffe als Energiequelle durch die Anwendung von hohen Temperaturen. Dieser Prozess ermöglicht es, Abfälle zu verwerten und gleichzeitig Energie in Form von Wärme und/oder Strom zu erzeugen. Thermische Verwertungstechnologien umfassen beispielsweise die Verbrennung, Pyrolyse oder Gasifizierung, bei welcher unter hohen Temperaturen und unter Einsatz von begrenzter Sauerstoffzufuhr die Produkte verarbeitet werden, um Wärmeenergie und ein Synthesegas zu erzeugen.

Damit ist eine CO2-neutrale Nutzung der zellbasierten Rohstoffe gewährleistet.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zellbasierte Rohstoffe ausgewählt aus der Gruppe umfassend Pflanzenzellen, Bakterien, Pilze, Algen, Mikroalgen oder Cyanobakterien.

Pflanzenzellen, Bakterien, Pilze, Algen, Mikroalgen oder Cyanobakterien sind geeignete Quellen für zellbasierte Rohstoffe, da diese in großen Mengen und aus nachwachsenden Ressourcen gewonnen werden können. Mit ihren zahlreichen Inhaltsstoffen bieten biologische Zellen eine vielversprechende Basis als nachhaltige Rohstoffquelle für technische Anwendungen, zum Beispiel als Additive für Betriebs-, Hilfs- und Konstruktionsstoffe. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zellbasierten Rohstoffe Mikroalgen und/oder Cyanobakterien sind.

Mikroalgen und Cyanobakterien als photoautotrophe Organismen haben den Vorteil, dass sie nur minimale Wachstumsanforderungen haben und leicht zu kultivieren sind. Die zähflüssigen Polysaccharide der Mikroalgen/Cyanobakterien haben bemerkenswerte rheologische Eigenschaften, die zur Verringerung der Reibung beitragen können. Darüber hinaus können Mikroalgen und Cyanobakterien einen höheren Energieertrag pro Hektar liefern als jede andere Biokraftstoffpflanze.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Mikroalge Nannochloropsis (NC) sp. eingesetzt.

Nannochloropsis sp. ist eine industriell vielversprechende Mikroalge, die aufgrund ihrer hohen Produktivität, ihres Proteingehalts und ihrer Lipidzusammensetzung als alternative Rohstoffquelle sich besonders gut eignet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zellbasierte Rohstoff in der ersten Phase vor der Herstellung der funktionsrelevanten Inhaltsstoffe vorbereitet.

Der Vorbereitungsschritt ermöglicht, dass der zellbasierte Rohstoff in eine für die Weiterverarbeitung geeignete Form gebracht werden kann. Dabei umfasst der Vorbereitungsschritt ein oder mehrere der Maßnahmen, wie beispielsweise Trocknen, Diluieren, Aufkonzentrieren, Filtrieren oder Zerkleinern sowie deren Kombinationen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in der ersten Phase hergestellten funktionsrelevanten Inhaltsstoffe als Reibungsminderer, Verschleißminderer, als Korrosionshemmer oder Trennstoff in Schmier- oder Trennmitteln eingesetzt.

Damit werden in der ersten Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens funktionsrelevante Inhaltstoffe auf Basis regenerativ erzeugter Rohstoffe erhalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der zweiten Phase der zellbasierte Rohstoff aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen in einem Aufbereitungsschritt zurückgewonnen. Dabei umfasst der Aufbereitungsschritt ein oder mehrere der Maßnahmen, wie beispielweise Aufreinigung, Trocknung, Aufschluss oder Separation von Inhaltsstoffen sowie deren Kombinationen. Dadurch wird der verbrauchte Funktionsstoff für die gewünschte Zweitnutzung vorbereitet.

Damit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine kaskadierte Nutzung der zellbasierten Rohstoffe in einer weiteren Lebensphase ermöglicht und damit eine besonders vorteilhafte Ökobilanz erzeugt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in der zweiten Phase der zellbasierte Rohstoff als Füllstoff oder Additiv in Produkte eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist, dass die zellbasierten Rohstoffe in einer Vielzahl an Produkten als Füllstoff verwendet werden können und somit chemisch erzeugte Füllstoffe ersetzen können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Produkte Spritzgussprodukte oder 3D-Druckbauteile.

Insbesondere bei der Automobilfertigung können dadurch Spritzgussprodukte oder 3D- Druckbauteile verbaut werden, die auf Basis regenerativ gewonnener Produkte hergestellt wurden.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen einzigen Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Figur 1 Verfahrensschritte zum kaskadierenden Einsatz von zellbasierten Rostoffen zur Herstellung von funktionsrelevanten Inhaltsstoffe sowie die Weiterverarbeitung als Produktbestandteil.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 10 zur kaskadierenden Nutzung von zellbasierten Rohstoffen 12. Dabei werden in der ersten Phase 14 die zellbasierten Rohstoffe 12 mit einem Anteil von mindestens 10 % an Kohlenwasserstoffen unverarbeitet zur Herstellung der funktionsrelevanten Inhaltsstoffe 16 eingesetzt. Dabei kann der zellbasierte Rohstoff vor der Verarbeitung zum funktionsrelevanten Inhaltsstoff 16 einem Vorbereitungsschritt 22 unterzogen werden. Bei dem Vorbereitungsschritt 22 kann es sich um eine Maßnahme zum Trocknen, Zerkleinern oder Diluieren handeln.

Die zellbasierten Rohstoffe 12 sind dabei ausgewählt aus der Gruppe umfassend Pflanzenzellen, Bakterien, Pilze, Algen, Mikroalgen oder Cyanobakterien.

Geeignete Pflanzenzellen als zellbasierte Rohstoffe 12 können beispielsweise Jatrophaöl (Fettsäureanteil 61 % bis 64 %), Neemöl (Ölsäureanteil: 43,9 %), Karanjaöl (Ölsäureanteil 30 % bis 40 %), Guaran oder Chitosan (Polyglucosamin) sein.

Geeignete Bakterien als zellbasierte Rohstoffe 12 sind beispielsweise Xanthomonas campestris, Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus zooepidemicus oder Acinetobacter calcoaceticus,

Geeignete Pilze als zellbasierte Rohstoffe 12 sind beispielsweise Fusarium and Rhizopus sp., Hefen wie beispielweise Rhodotorula mucilaginosa, Cryptococcus curvatus, Rhodosporidium toruloides oder Yarrowia lipolytica.

Geeignete Algen als zellbasierte Rohstoffe 12 sind beispielsweise Gelidiella acerosa, Enteromorpha prolifera, Ulva fasciata, Gracilaria intermedia, Chlorophyceae oder Ascophyllum nodosum.

Geeignete Cyanobakterien als zellbasierte Rohstoffe 12 sind beispielsweise Nostoc flagelliforme, Cyanothece sp., Anabaena sp. BTA990, Aphanothece sacrum, Arthrospira platensis, Cyanobacterium aponinum, Cyanothece epiphytica, Limnothrix redekei PIIPCCC 116, Lyngbya stagnina, Microcoleus vaginatus, N. flagelliforme TCCC11757, N. microscopicum, N. muscorum, Oscillatoria boryana BDU 92181, Phormidium 94a, Scytonema tolypothrichoides VB61278, Synechocystis sp. BASO444, Tolypothrix bouteillei VB61268 oder Spirulina platensis.

Geeignete Mikroalgen als zellbasierte Rohstoffe 12 sind beispielsweise der Gattung Prototheca, Auxenochlorella, Chlorella oder Parachlorella. Beispielhaft genannt seien Arthrospira platensis, Parachlorella kessleri, Parachlorella beijerinckii, Neochloris oleabundans, Bracteococcus sp. oder Nannochloropsis sp., Neochloris sp., Chlorella ellipsoida, Chlorella sorohiniana, Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Chlorococcum sp, C. protothecoides, Anabaena ambigua, Glaucosphaera vacuolata, C. minutissima, Schizochlamydella capsulata, Porphyridium sp., Porphyridium purpureum, Ochromionas danicia, Scenedesmus sp,, Scenedesmus rebescens, Scenedesmus obliquus, Thalassiosira fluviatilis, oder Botryococcus braunii.

Im erfindungsgemäßen Verfahren 10 werden insbesondere Mikroalgen eingesetzt. Diese können in flüssigen Medien kultiviert werden, um Biomasse zu vermehren. Mikroalgenarten werden in Abwesenheit von Licht in einem Medium gezüchtet, das eine feste Kohlenstoff- und/oder feste Stickstoffquelle enthält. Ein solches Wachstum ist als heterotrophes Wachstum bekannt. Bei einigen Arten von Mikroalgen führt zum Beispiel heterotrophes Wachstum über längere Zeiträume, wie 10 bis 15 oder mehr Tage, unter Bedingungen mit begrenztem Stickstoff zur Akkumulation eines hohen Lipidgehalts in den Zellen.

Die Kohlenwasserstoffe der zellbasierten Rohstoffe 12 können beispielsweise Öle und/oder extrazelluläre Polysaccharide (EPS) sowie Mischungen verschiedener Kohlenwasserstoffe umfassen.

Mikrobielle EPS bestehen vor allem aus Polysacchariden wie zum Beispiel Alginat, Cellulose, Dextran oder Levan und einer Vielzahl von Proteinen, Lipiden, Phospholipiden, Glycoproteinen, Glycolipiden, Lipopolysacchariden (LPS) und oft auch extrazellulärer DNA (e-DNA). Die Polysaccharide bestehen häufig aus den Monosaccharidbausteinen der Uronsäuren wie zum Beispiel D-Glucuron-, D-Galacturon- und D-Mannuronsäure.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 kann der Anteil an Kohlenwasserstoffen in den zellbasierten Rohstoffen 12 mindestens 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % betragen. Bevorzugt liegt der Anteil an Kohlenwasserstoffen in den zellbasierten Rohstoffen 12 zwischen 30 % bis 90 %, besonders bevorzugt zwischen 50 % bis 90 %, insbesondere zwischen 70 % bis 90 %.

Der zellbasierte Rohstoff 12 kann in der ersten Phase 14 vor der Herstellung der funktionsrelevanten Inhaltsstoffe 16 einem Vorbereitungsschritt 22 zugeführt werden. Bevorzugt umfasst der Vorbereitungsschritt 22 ein oder mehrere der Maßnahmen, wie beispielsweise Trocknen, Diluieren, Aufkonzentrieren, Filtrieren oder Zerkleinern sowie deren Kombinationen.

In der erste Phase 14 können die funktionsrelevanten Inhaltsstoffe 16 aufgrund ihrer Eigenschaften als reibungsvermindernder, korrosionshemmender Zusatz oder als Trennstoff in Schmierstoffen oder Trennmitteln verwendet werden. Die in der ersten Phase 14 hergestellten funktionsrelevanten Inhaltsstoffe 12 können ein oder mehrere weitere Zusatzstoffe enthalten, wie beispielsweise Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Metalldeaktivatoren, Bindemittel, Chelatbildner, Sauerstofffänger, Antiverschleißmittel, EP(Extreme-Pressure)-Additive, Biozide, Bakteriozide, Fungizide, pH- Regulatoren, Emulgatoren, Entschäumer, Geruchsstoffe, Tenside, Rheologiemodifikatoren oder Färbemittel.

Nach dieser ersten Phase 14 schließt sich eine zweite Nutzungsphase 18 an, in welcher die zellbasierten Rohstoffe 12 aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen 16 aufbereitet werden und somit in einen Zustand versetzt werden, der die Weiterverarbeitung für die gewünschte Zweitnutzung in Produkten 20 ermöglicht. Der Aufbereitungsschritt 24 kann dabei Maßnahmen umfassen, die geeignet sind, um den in der ersten Phase 14 eingesetzten zellbasierten Rohstoff 12 zurückzugewinnen, wie beispielweise Aufreinigung, Trocknung, Aufschluss oder Separation von Inhaltsstoffen sowie deren Kombinationen.

In der zweiten Phase 18 können die zellbasierten Rohstoffe 12 als Additiv oder Füllstoff als Bestandteil den Produkten 20 zugesetzt werden. Mögliche Produkte 20 können Produkte aus Holz, Metall, polymeren Materialen oder Keramik umfassen, bevorzugt sind Spritzgussprodukte oder 3D-Druckbauteile sowie die daraus hergestellten Exterieur-, Interieur- und Designteile für Kraftfahrzeuge.

Am Ende der zweiten Phase 18 kann sich eine dritte Phase 26 anschließen, in der der zellbasierte Rohstoff 12 mittels eines geeigneten Recyclingverfahrens von den Produkten 20 abgetrennt und durch thermische Verwertung der Biosphäre wieder zugeführt wird.

Da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine direkte Verwendung überwiegend ganzer Zellen möglich ist, kann der Energie- und Materialaufwand deutlich reduziert werden. Darüber hinaus kann durch ein kaskadierendes Nutzungskonzept Abfallstoffe reduziert sowie Rohstoffe eingespart werden. Gleichzeitig ergeben sich hieraus neuartige Möglichkeiten einer längerfristigen CO2-Bindung. Bezugszeichenliste

10 Verfahren 12 zellbasierte Rohstoffe

14 ersten Phase

16 funktionsrelevante Inhaltsstoffe

18 zweite Phase

20 Produkte 22 Vorbereitungsschritt

24 Aufbereitungsschritt

26 dritte Phase

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren (10) zur kaskadierten Nutzung von zellbasierten Rohstoffen (12), umfassend folgende Phasen: eine ersten Phase (14), in welcher zellbasierte Rohstoffe (12) mit einem Anteil von mindestens 10 % an Kohlenwasserstoffen unverarbeitet zur Herstellung funktionsrelevanter Inhaltsstoffe (16) eingesetzt werden, eine zweiten Phase (18), in der die zellbasierten Rohstoffe (12) aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen (16) aufbereitet und als Zusatzstoff in Produkte (20) eingesetzt werden.

2. Verfahren (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die zweite Phase (18) eine dritte Phase (26) anschließt, in der der zellbasierte Rohstoff (12) mittels eines geeigneten Recyclingverfahrens von den Produkten (20) abgetrennt und durch thermische Verwertung der Biosphäre zugeführt wird.

3. Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zellbasierten Rohstoffe (12) ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Pflanzenzellen, Bakterien, Pilze, Algen, Mikroalgen oder Cyanobakterien.

4. Verfahren (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zellbasierten Rohstoffe (12) Mikroalgen und/oder Cyanobakterien sind.

5. Verfahren (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikroalge Nannochloropsis (NC) sp. eingesetzt wird.

6. Verfahren (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zellbasierte Rohstoff (12) in der ersten Phase (14) vor der Herstellung der funktionsrelevanten Inhaltsstoffe (16) einem Vorbereitungsschritt (22) zugeführt wird.

7. Verfahren (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der ersten Phase (14) hergestellten funktionsrelevanten Inhaltsstoffe (16) als Reibungsminderer, Verschleißminderer, als Korrosionshemmer oder Trennstoff in Schmier- oder Trennmitteln eingesetzt werden.

8. Verfahren (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Phase (18) der zellbasierte Rohstoff (12) aus den funktionsrelevanten Inhaltsstoffen (16) in einem Aufbereitungsschritt (24) zurückgewonnen wird.

9. Verfahren (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Phase (18) der zellbasierte Rohstoff (12) als Füllstoff oder Additiv in Produkte (20) eingesetzt wird.

10. Verfahren (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Produkte (20) Spritzgussprodukte oder 3D-Druckbauteile sind.

11. Kraftfahrzeug umfassend Spritzgussprodukte oder 3D-Druckbauteile gemäß Anspruch 10, hergestellt mit dem Verfahren (10) nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 9.