Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Aufbereitung von Wet White-Falzspänen zu Kollagenhydrolysat oder Falzspäne-Pulver für kosmetische Anwendungen

Im Prozess der Lederherstellung fallen etwa 10 % einer Rohhaut in Form von Falzspänen als Abfall an. Diese Falzspäne werden bislang kostenpflichtig durch Kompostierung entsorgt. Wet White-Falzspäne sind frei von Chrom und daher geeignet, das kollagene Material in einem Recycling-Prozess einer ökonomisch und technisch sinnvollen Verwendung zuzuführen.

Im Rahmen des Projekts sollen Verfahren entwickelt werden, Wet White-Falzspäne so aufzuarbeiten, dass sie in kosmetischen Produkten eingesetzt werden können, und so ein unerwünschtes Abfallprodukt in einen wertvollen Rohstoff umzuwandeln.

Es werden zwei Anwendungsgebiete angestrebt. Zum einen sollen Kollagenhydrolysate hergestellt werden, die vielfach in Haut- und Haarpflegemitteln aufgrund ihrer regenerierenden, schützenden und feuchtigkeitsregulierenden Wirkung eingesetzt werden.

Zum anderen sollen Falzspäne gemahlen und gegebenenfalls mit mineralischen Zusatzstoffen versehen werden, um sie als feines Pulver mit abrasiver Funktion in Hautpflegemitteln einzusetzen. Häufig werden dafür Mikroplastikpartikel verwendet, die aber ein zunehmendes ökologisches Problem darstellen.

Das Projekt umfasst neben der Erarbeitung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Kollagenhydrolysaten auch die Charakterisierung der Produkte sowie eine Bewertung und Anpassung des Gesamtprozesses im Hinblick auf die Anforderungen für kosmetische Produkte.

In erster Linie profitieren die mittelständisch geprägten Gerbereien, welche durch das Recycling der Falzspäne die Entsorgungskosten einsparen und die aufgearbeiteten Produkte als kosmetisch verwendbare Inhaltsstoffe vertreiben können.

KMUs der Kosmetikbranche haben damit die Möglichkeit in bestehenden Produkten herkömmliches Kollagenhydrolysat durch solches aus Falzspänen als günstigen und qualitativ hochwertigen Inhaltsstoff zu ersetzen. Abrasive Ingredienzien können in Hautreinigungsmitteln durch das in diesem Bereich innovative und ökologisch unbedenkliche Falzspäne-Pulver ersetzt werden.

Ergebniszusammenfassung:

Thermische und/oder mechanische Vorbehandlungsmethoden sind geeignet, um Wet White-Falzspäne einer anschließenden Weiterverwendung zuzuführen. Als am effektivsten hat sich die Autoklavierung erwiesen, gefolgt von der Extrusion, während eine Behandlung mit Mikrowellen im Wesentlichen einen Trocknungseffekt zeigte und das Material wenig beeinflusste.

Kollagenhydrolysate können auch aus unbehandelten Wet White-Falzspänen durch nahezu vollständige Hydrolyse in 1M Natronlauge hergestellt werden. Sie zeigen eine eng definierte Molekülmassenverteilung im Bereich von 5 bis 6 kDa.

Falzspäne-Pulver können durch Mahlen vorbehandelter Falzspäne erzeugt werden. Dabei zeigen die Korngrößenverteilungen für autoklaviertes Material sehr geringe Werte (< 125 µm), für extrudiertes Material dagegen höhere Werte (> 180 µm). Unbehandelte und mit Mikrowellen behandelte Falzspäne waren stark fasrig und nicht mahlbar. Falzspäne mit einem Feuchtegehalt von 24 %, die bei 150 °C extrudiert wurden, verließen den Extruder pulverförmig (Korngrößen 90 - 710 µm) und benötigten keinen anschließenden Mahlprozess. Für Anwendungen als Peelingkörper in kosmetischen Rezepturen war allerdings die abrasive Wirkung der Pulver zu gering.

Hydrolysate und Pulver aus Wet White-Falzspänen sind generell für den Einsatz in Kosmetika geeignet. Restglutaraldehyd ist nicht nachweisbar, und die Spezifikationen der Hydrolysate entsprechen den im Kosmetikbereich üblichen Werten.

Generell können die Ergebnisse auch in anderen Industriezweigen Anwendung finden. Falzspäne-Pulver sind trocken, lagerfähig und transportabel und können als Füll- und Zuschlagstoffe vielseitig eingesetzt werden (z. B. im Baugewerbe oder in der Kunststoffverarbeitung) bzw. zur Erzeugung von Biogas genutzt werden. Zudem bieten die Verfahren Gerbereien eine Möglichkeit, ein Nebenprodukt wertsteigernd zu verarbeiten und als Rohstoff anzubieten, statt es kostenpflichtig zu entsorgen.