{"id":3363,"date":"2026-06-19T06:38:12","date_gmt":"2026-06-19T06:38:12","guid":{"rendered":"https:\/\/impress-he.eu\/?p=3363"},"modified":"2026-06-19T06:41:59","modified_gmt":"2026-06-19T06:41:59","slug":"energy-efficient-chitosan-production-from-shrimp-shells-through-pretreatment-and-ultrasound-extraction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/impress-he.eu\/de\/2026\/06\/19\/energy-efficient-chitosan-production-from-shrimp-shells-through-pretreatment-and-ultrasound-extraction\/","title":{"rendered":"Energieeffiziente Chitosan-Herstellung aus Garnelenpanzern durch Vorbehandlung und Ultraschallextraktion"},"content":{"rendered":"<p class=\"wp-block-paragraph\">Von <a href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/joncer-naibaho-b2aa96b2\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/joncer-naibaho-b2aa96b2\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Joncer Naibaho<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jedes Jahr fallen bei der Verarbeitung von Meeresfr\u00fcchten gro\u00dfe Mengen an Abfall an. Bei der Garnelenproduktion sind nur etwa 40% der Biomasse essbar, sodass Millionen Tonnen Schalen als Nebenprodukte \u00fcbrig bleiben. Diese Schalen enthalten jedoch wertvolle Verbindungen wie Chitin, das in Chitosan umgewandelt werden kann \u2013 ein Biopolymer, das in der Lebensmittelverpackungsindustrie, bei biomedizinischen Materialien und in Umweltanwendungen weit verbreitet ist.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die effiziente Herstellung von Chitosan kann jedoch eine Herausforderung darstellen, da die herk\u00f6mmliche Extraktion mehrere zeit- und energieintensive Schritte umfasst, darunter Trocknung, Mahlung und chemische Behandlungen. Unsere j\u00fcngste Studie untersuchte, wie die Vorbehandlung von Garnelenschalen vor der Extraktion in Kombination mit ultraschallgest\u00fctzter Verarbeitung sowohl die Effizienz als auch die Produktqualit\u00e4t verbessern k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Warum Vorbehandlung wichtig ist<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Garnelenschalen enthalten Mineralien wie Kalziumkarbonat sowie Proteine und an die Schalenmatrix gebundene Fleischreste. Diese Bestandteile k\u00f6nnen die Trocknung verlangsamen und die Chitin-Extraktion erschweren.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Um dies anzugehen, wurden zwei Vorbehandlungsstrategien einzeln auf frische Garnelenschalen angewendet:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Essigs\u00e4urebad \u2013 hilft beim Aufl\u00f6sen von Mineralien und Lockern der Schalenstruktur<\/li>\n\n\n\n<li>Pepsin-unterst\u00fctzte enzymatische Vorbehandlung \u2013 zur Unterst\u00fctzung des Abbaus von Restproteinen und anhaftendem Fleisch<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Diese Behandlungen halfen, Verunreinigungen zu entfernen und Mineralien teilweise aufzul\u00f6sen, wodurch die Schalenstruktur in sp\u00e4teren Schritten leichter zu verarbeiten war.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Schnellere Trocknung und geringerer Energieverbrauch<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Vorbehandlung hatte einen deutlichen Einfluss auf die Trocknungsphase. Garnelenschalen ohne Vorbehandlung ben\u00f6tigten etwa 22 Stunden zum Trocknen, w\u00e4hrend die Vorbehandlung mit Essigs\u00e4ure die Trocknungszeit auf 20 Stunden und mit Pepsin auf 15 Stunden verk\u00fcrzte.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Da die Schalenmatrix nach der Vorbehandlung weniger kompakt wurde, verdampfte Wasser leichter. Infolgedessen sank die f\u00fcr das Trocknen erforderliche Energie von 0,498 kWh auf 0,392 \u2013 0,331 kWh pro 100 g Schalen nach der Vorbehandlung.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die behandelten Schalen waren au\u00dferdem zerbrechlicher, was das Mahlen erleichterte und den mechanischen Energiebedarf beim Mahlen reduzierte.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Optimierung der Chitosan-Extraktion mittels Ultraschall<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nach der Vorbehandlung und Trocknung wurde Chitosan durch Entmineralisierung, Entproteinisierung und Deacetylierung gewonnen. Bei den ersten beiden Schritten kam Ultraschalltechnologie zum Einsatz, um die Extraktionseffizienz zu steigern, wie im Folgenden dargestellt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"498\" src=\"https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80-1024x498.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-3365\" srcset=\"https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80-1024x498.png 1024w, https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80-300x146.png 300w, https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80-768x374.png 768w, https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80-18x9.png 18w, https:\/\/impress-he.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Untitled-design-80.png 1200w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ultraschall erzeugt mikroskopische Kavitationsblasen, die schnell kollabieren und so beim Abbau biologischer Strukturen und der Verbesserung des Stofftransfers helfen. Der Einsatz von Ultraschall verk\u00fcrzte die Dauer wichtiger Extraktionsschritte auf etwa 30 Minuten, was deutlich schneller ist als bei vielen herk\u00f6mmlichen Verfahren.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Herstellung von hochreinem Chitosan<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Vorbehandlung verbesserte zudem die Qualit\u00e4t des Endprodukts. Das aus vorbehandelten Schalen gewonnene Chitosan wies eine sehr hohe Reinheit (bis zu ~99,9%) sowie w\u00fcnschenswerte Eigenschaften wie einen hohen Deacetylierungsgrad (~95\u201396%), eine gute L\u00f6slichkeit und eine hohe thermische Stabilit\u00e4t auf.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Vorbehandlung in Kombination mit der ultraschallunterst\u00fctzten Extraktion bietet eine effizientere M\u00f6glichkeit, Abf\u00e4lle aus Garnelenschalen in wertvolle Biomaterialien umzuwandeln. Dieser Ansatz unterst\u00fctzt die Kreislauf-Bio\u00f6konomie, in der Nebenprodukte der Meeresfr\u00fcchteverarbeitung nicht entsorgt, sondern in n\u00fctzliche Produkte umgewandelt werden. <\/p>\n\n\n\n<h6 class=\"wp-block-heading\"><strong>Lesen Sie die vollst\u00e4ndige Ver\u00f6ffentlichung \u2013&gt; <\/strong><a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.fbio.2025.107715\">https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.fbio.2025.107715<\/a><\/h6>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Jedes Jahr fallen bei der Verarbeitung von Meeresfr\u00fcchten gro\u00dfe Mengen an Abfall an. Bei der Garnelenproduktion sind nur etwa 40% der Biomasse essbar, sodass Millionen Tonnen Schalen als Nebenprodukte \u00fcbrig bleiben. 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