Using agricultural residues for the circular bioeconomy – the project BIOMOPAC

Landwirtschaftliche Reststoffe für eine zirkuläre Bioökonomie – das Projekt BIOMOPAC

• Lina Staffa
• Dr.-Ing. Roman Maletz
• René Kleinert
• Frederik Feuerhahn
• Prof. Dr. Vibhore Rastogi
• Dr. Rahul Ranjan
• Madhure Desarda
• Akhilendra Verma
• Kamal Kumar

Molded fiber packaging made from natural fibers is widely used across various applications. However, products intended for direct food contact still predominantly rely on virgin fibers, which are limited in availability and compete with other industrial uses. Agricultural residues are often combusted on the fields, which leads to air pollution. Therefore, their utilization offers a huge potential as substitute for wood based fibers, reducing both the negative effects from open burning as well as reducing pressure by the demands of virgin wood based fibers. In addition, the integration of functional barriers, such as those against grease and water, typically depends on fossil-based and polyfluorinated materials, which limits recyclability, may pose potential health risks to humans and affect the environment. The Indo-German project BIOMOPAC (Biobased Functional Molded Fiber Packaging Made From Agricultural Residues) addresses these challenges by developing an innovative, fully biobased approach, using agricultural residues for the molded fiber product as well as for the functional barrier. Beyond optimizing pulping and subsequent molding processes, the project focuses on the development of a spray application method to add the highly fibrillated fibers directly onto the molded fiber products. This approach enables the efficient use of fiber-based materials from several biomass streams, while achieving a balance between barrier functionality, recyclability and environmental and economic impacts.

Fasergussverpackungen finden Anwendung in zahlreichen Bereichen. Produkte, die für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, werden nach wie vor überwiegend aus Frischfasern hergestellt. Diese sind begrenzt verfügbar und konkurrieren mit anderen industriellen Verwendungszwecken. Landwirtschaftliche Rückstände werden oft verbrannt, was zu Luftverschmutzung führt. Daher bietet ihre Verwertung ein enormes Potenzial als Ersatz für Holzfasern, wodurch sowohl die negativen Auswirkungen der offenen Verbrennung als auch der Druck durch die Nachfrage nach Frischholzfasern verringert werden. Darüber hinaus bestehen die benötigten funktionellen Barrieren, beispielsweise gegen Fett und Wasser, in der Regel aus fossilen und polyfluorierten Materialien, was die Recyclingfähigkeit einschränkt, potenzielle Gesundheitsrisiken für den Menschen mit sich bringt und die Umwelt beeinträchtigen kann. Das indisch-deutsche Projekt BIOMOPAC (Biobased Functional Molded Fiber Packaging Made From Agricultural Residues) verfolgt einen innovativen, vollständig biobasierten Ansatz, bei dem landwirtschaftliche Rückstände sowohl für das Fasergussprodukt als auch für die funktionelle Barriere verwendet werden. Über die Optimierung der Zellstoffherstellung und des anschließenden Formungsprozesses hinaus konzentriert sich das Projekt auf die Entwicklung eines Sprühverfahrens, um die hochfibrillierten Fasern direkt auf die Formfaserprodukte aufzubringen. Dieser Ansatz berücksichtigt die Anforderungen an Barrierefunktion, Recyclingfähigkeit sowie ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen.