De Amerikaanse kreeftenindustrie levert jaarlijks grote hoeveelheden schaalafval op. Onderzoekers van de University of Maine verwerken die reststroom tot biologisch afbreekbare golftees. Een vergelijkbare aanpak roept de vraag op of ook Nederlandse rivierkreeften een tweede leven kunnen krijgen als grondstof voor kunststofachtige materialen.

In Nederlandse binnenwateren komen verschillende uitheemse rivierkreeftsoorten voor. Een aantal daarvan verspreidt zich sterk en kan schade veroorzaken aan waterplanten, oevers en het aquatische ecosysteem. Waterbeheerders zoeken daarom naar manieren om de dieren te beheersen. Tegelijkertijd kan het benutten van gevangen kreeften mogelijk nieuwe waarde opleveren uit een reststroom die anders weinig economische bestemming heeft.
Een voorbeeld van materiaalvalorisatie komt uit de Verenigde Staten. Daar ontwikkelen onderzoekers van de University of Maine golftees op basis van afgedankte kreeftenschalen. Het project laat zien hoe een restproduct uit de voedingsmiddelenindustrie kan worden omgezet in een vormbaar composiet.
Van schaalafval naar vormbaar materiaal
Voor de golftees drogen de onderzoekers de kreeftenschalen, waarna ze worden verkleind, vermalen en gezeefd. Het resulterende poeder wordt vervolgens gemengd met andere natuurlijke materialen tot een composiet dat in een vorm kan worden verwerkt.
De onderzoekers hebben hiervoor een eigen spuitgietinstallatie op laboratoriumschaal ontwikkeld. Het materiaal blijkt namelijk door zijn afwijkende reologische eigenschappen niet zonder meer geschikt voor conventionele spuitgietapparatuur.
De mechanische eigenschappen worden vergeleken met die van traditionele houten en kunststof golftees. Volgens de University of Maine heeft het onderzoeksteam de samenstelling en verwerking aangepast om de sterkte te verbeteren. De onderzoekers melden dat het composiet inmiddels een hogere buig-, druk- en schuifsterkte heeft dan de onderzochte houten tees.
Ook de afbreekbaarheid is een belangrijk aandachtspunt. Volgens de universiteit vallen de golftees onder blootstelling aan de buitenlucht in ongeveer dertig dagen uiteen. Die uitkomst geldt uiteraard voor het onderzochte materiaal en de beschreven omstandigheden.
Kans voor Nederlandse rivierkreeften
De Amerikaanse proef is interessant voor Nederland, waar invasieve uitheemse rivierkreeften in veel wateren voorkomen. Volgens kennisinstituut STOWA zijn zeven uitheemse soorten in Nederlandse wateren met stabiele populaties gevestigd. Vier daarvan worden als sterk invasief beschouwd.
Natuurlijk polymeer als uitgangspunt
Schaaldieren bevatten in hun uitwendige pantser chitine, een natuurlijk polymeer. Daaruit kan ook chitosan worden gemaakt, een afgeleide stof die onder meer wordt onderzocht voor toepassingen in coatings, films en verpakkingsmaterialen.
Onderzoek naar schaalafval van kreeften en andere schaaldieren laat zien dat chitine en chitosan potentieel bruikbaar zijn als grondstof voor biogebaseerde materialen. De eigenschappen van het uiteindelijke materiaal hangen onder meer af van de extractiemethode, de zuiverheid en de samenstelling van eventuele andere componenten.
Eerst de technische en economische haalbaarheid bepalen
Een belangrijke vervolgstap is het karakteriseren van de beschikbare grondstof. Daarbij zijn onder meer het chitinegehalte, de variatie tussen soorten, de aanwezigheid van verontreinigingen en de benodigde reinigings- en droogstappen van belang. Ook moet worden vastgesteld of de aanvoer voldoende constant is om een industrieel proces rendabel te maken.
Voor verwerking tot een composiet zijn daarnaast de deeltjesgrootte, de hechting tussen de schaaldeeltjes en de matrix, de verwerkbaarheid en de mechanische eigenschappen bepalend. Bij toepassingen die buiten worden gebruikt, moeten ook de duurzaamheid en het gedrag bij verwering worden onderzocht.
De regelgeving vormt een afzonderlijk aandachtspunt. Voor verschillende invasieve uitheemse rivierkreeften gelden beperkingen voor vervoer en handel, met specifieke uitzonderingen voor beroepsvissers. Een materiaalroute vraagt daarom niet alleen om technische ontwikkeling, maar ook om duidelijkheid over de toegestane inzameling, verwerking en afzet.
Van beheerprobleem naar grondstof?
Het Amerikaanse onderzoek laat zien dat schaalafval kan worden omgezet in een vormbaar materiaal voor een kortdurende toepassing. Voor Nederland is de interessante vervolgvraag of de schalen van gevangen invasieve rivierkreeften eveneens geschikt zijn voor biocomposieten of voor de winning van chitine en chitosan.
Daarvoor is samenwerking nodig tussen waterbeheerders, vissers, materiaalonderzoekers en kunststofverwerkers. Met een eerste haalbaarheidsstudie kan worden vastgesteld welke grondstofstromen beschikbaar zijn, welke materiaalroutes technisch kansrijk zijn en onder welke voorwaarden verwerking economisch en ecologisch verantwoord kan plaatsvinden.
De rivierkreeft is daarmee nog geen bewezen grondstof voor de Nederlandse kunststofindustrie. Wel biedt het Amerikaanse voorbeeld een concrete aanleiding om te onderzoeken of een ecologisch beheerprobleem deels kan worden verbonden aan de ontwikkeling van nieuwe materialen.




