gesponsertKunststoffproduktion: nachhaltig und sicher Ressourcenschonung unter GMP-Bedingungen

Auch in der Medizintechnik steigt der Anspruch, Ressourcen zu schonen und Emissionen zu reduzieren. Wie sich dies umsetzen lässt, wenn Prozesse hochgradig reguliert sind und Bauteile sicherheitskritische Funktionen erfüllen müssen, zeigt ein gemeinsames Projekt von Pöppelmann FAMAC® und QIAGEN.

Branchen wie Labor und Diagnostik, der Pharmabereich, die Medizintechnik oder der Life-Science-Bereich stehen in einem besonderen Spannungsfeld: Sie müssen höchste Anforderungen an Produktsicherheit, Rückverfolgbarkeit und Prozessstabilität erfüllen. Andererseits wächst auch in diesen Branchen der Druck, messbare Beiträge zu mehr Klima- und Umweltschutz zu leisten. Gesetzliche Vorgaben, unternehmensinterne Klimaziele und die Erwartungen von Kunden und Investoren verändern die Rahmenbedingungen. So auch bei der QIAGEN N.V., einem der weltweit führenden Anbieter von Sample-to-Insight-Lösungen, d. h. Komplettlösungen zur Gewinnung wertvoller molekularer Erkenntnisse aus biologischen Proben. Das Unternehmen bietet seinen Kunden viele verschiedene Analyse- und Probentechnologien an und steht darüber hinaus für Bioinformatiksoftware, Wissensdatenbanken und Automatisierungslösungen für nahtlose, kosteneffiziente molekulare Test-Workflows. Mit ca. 5.700 Mitarbeitenden an über 35 Standorten weltweit und einem Vertriebspartnernetz in mehr als 60 Ländern bietet QIAGEN rund um den Globus Expertise und Service.

Mehr Nachhaltigkeit als strategisches Ziel

Für das niederländische Unternehmen, das mehr als 500.000 Kunden weltweit – von nobelpreisgekrönten Forschern bis hin zu kommunalen Krankenhauslaboren – mit seinen Produkten beliefert, ist mehr Ressourcenschonung kein kurzfristiger Trend, sondern Bestandteil einer langfristigen Unternehmensstrategie.

„Unser Anspruch ist es, unter allen relevanten Gesichtspunkten, wie z. B. Technik, Hygiene und Regulatorik, tragfähige und vorteilhafte Lösungen zu entwickeln. Ökologische Weiterentwicklungen und höchste Qualitätsstandards gehören für uns untrennbar zusammen. Unser Ansatz ist es daher, ökologische Potenziale für bestehende Produkte zu identifizieren, diese schrittweise weiterzuentwickeln und in Pilotprojekten zu testen“, meint Angelika Storm, Head of ESG Strategy & Programs bei QIAGEN.

ISCC PLUS und Massenbilanzierung als praktikabler Ansatz

Ein aktuelles Projekt in Zusammenarbeit mit dem Kunststoffspezialisten und langjährigen Partner Pöppelmann FAMAC®, das 2025 startete, geht diesen Weg. Im Zentrum steht Waste 5, ein komplexes Kunststoffgefäß, das im Markt auch als QIAcube Rotor Adapter bekannt ist. Er ist ein zentrales Element in der automatisierten RNA- und DNA-Probenaufreinigung mit QIAGEN-Kits und wird in die Zentrifuge des QIAcube Connect Instruments eingesetzt. Während des Instrumentenlaufs übernimmt der Adapter mehrere sicherheits- und funktionsrelevante Aufgaben. Probenaufreinigungssäulen und Reaktionsgefäße werden in exakt definierten Positionen fixiert. Anfallende Flüssigabfälle werden sicher aufgefangen und ein Probengefäß mit isolierter Nukleinsäure kann nach abgeschlossenen Instrumentenlauf bequem aus dem Adapter entnommen werden.

Um die Umweltauswirkung des QIAcube Rotor Adapters zu reduzieren, entschieden die Projektpartner, das Produkt auf einen massenbilanzierten biobasierten Kunststoff mit ISCC-PLUS-Zertifizierung umzustellen – bei uneingeschränkter Qualität, Funktionalität und Prozesssicherheit. Unter dem Strich sollte auf diese Weise ein messbarer positiver Umwelteffekt erzielt werden, insbesondere im Hinblick auf den CO₂-Fußabdruck und im Vergleich zum Einsatz herkömmlicher Kunststoffe ohne biogenen Kohlenstoff. ISCC PLUS ist ein freiwilliges, weltweit anerkanntes Zertifizierungssystem, das nachhaltige und vollständig rückverfolgbare Lieferketten zur Bedingung macht. Es kommt branchenübergreifend zum Einsatz und gewinnt auch in regulierten Industrien zunehmend an Bedeutung. Durch das zugrundeliegende Modell der Massenbilanzierung werden neben den fossilen Rohstoffen auch anteilig biobasierte Rohstoffe bei der Herstellung des Kunststoffgranulats eingesetzt. Entsprechend dem rechnerisch biobasierten Anteil, vergleichbar mit dem Prinzip von Ökostrom, „speichert“ dieses Material biogenen Kohlenstoff. Die chemische Struktur des massenbilanzierten biobasierten Materials und des fossilbasierten Materials ist identisch und somit nicht voneinander zu unterscheiden.

Voraussetzung für dieses Modell ist eine durchgängige Zertifizierung aller Beteiligten entlang der Lieferkette. Der Kunststoffverarbeiter Pöppelmann aus Lohne ist für sein Werk 3 nach ISCC PLUS zertifiziert. Die Zertifizierung gilt für die Materialien Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) in den Kategorien Bio-Circular und Circular. „Für regulierte Anwendungen bietet das Massenbilanzierungsmodell besondere Vorteile, da es den Einsatz biobasierter Rohstoffe ermöglicht, ohne die chemische Identität des Materials zu verändern. Dadurch lassen sich ökologische Verbesserungen realisieren, während bestehende Prozesse, Validierungen und Zulassungsstrukturen weitgehend erhalten bleiben“, erklärt Michael Dultmeyer, Vertriebsleiter bei Pöppelmann FAMAC® Pharma-Medical.

Weitreichende Expertise und langjährige Erfahrung

QIAGEN stieß das ambitionierte Projekt Anfang 2025 an. Der Produktionsstart für die neuen Rotor Adapter bei Pöppelmann FAMAC® erfolgte im Januar 2026, die Markteinführung durch QIAGEN ist für Q2 2026 vorgesehen. Die Umstellung auf massenbilanzierte biobasierte Materialien erfordert eine enge Zusammenarbeit der Entwicklungs-, Qualitäts- und Produktionsabteilung. QIAGEN vertraute dabei auf die umfassende Kunststoffexpertise von Pöppelmann in der Entwicklung von Produkten für streng regulierte Branchen. Die Experten aus der Division FAMAC® greifen dabei auf ihre langjährige Erfahrung in der Umsetzung von GMP-Anforderungen zurück und nutzen gezielt verschiedene Möglichkeiten für mehr Ressourcenschonung und Klimaschutz in der Produktentwicklung – von einer Produktgestaltung nach Eco-Design-Prinzipien bis hin zur konkreten CO₂-Bilanzierung von Produkten und der Bewertung ökologischer Kennzahlen. „Auf diese Weise entstehen Lösungen, die regulatorische Sicherheit und Ressourcenschonung zusammendenken“, unterstreicht Dultmeyer.

Das ist dem Kunststoffspezialisten mit dem QIAcube Rotor Adapter gelungen, wie ein Blick auf die Treibhausgas-Emissionen zeigt. Beim Vergleich eines herkömmlichen fossilbasierten Kunststoffes mit einem massenbilanzierten biobasierten Kunststoff muss beachtet werden, wie der biogene Kohlenstoff berücksichtigt wird. Normgerecht sollen der fossile Kohlenstoff und der biogene getrennt ausgewiesen werden, da nur die fossilen CO₂-Emissionen klimawirksam sind. Im konkreten Beispiel bedeutet dies, dass nach Angaben des Materiallieferanten die Treibhausgasemissionen für den Kunststoff bis zur Bereitstellung bei Pöppelmann für das massenbilanzierte biobasierte Material bei 2,6 kg CO₂e/kg liegen, wohingegen die Treibhausgas-Emissionen bei einem fossilbasierten Referenzmaterial mit 1,7 kg CO₂e/kg niedriger sind. Auch wenn der Kunststoff zunächst recycelt wird, hat er irgendwann sein Nutzungsende erreicht und wird idealerweise der energetischen Verwertung (Verbrennung mit Energiegewinnung) zugeführt. Hier entstehen bei dem fossilen Kunststoff in diesem Fall noch zusätzliche 1,8 kg CO₂e/kg an Treibhausgasemissionen, wohingegen der biogene Kohlenstoff aus dem massenbilanzierten biobasierten Kunststoff hier nicht berücksichtigt werden muss. So führt, nur bezogen auf das Material, die Nutzung des massenbilanzierten biobasierten Kunststoffs von der Rohstoffgewinnung bis zur Verbrennung („cradle-to-grave“) zu einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen von 0,9 kg CO₂e/kg. Weitere Treibhausgasemissionen aus dem Lebenszyklus (z. B. für die Herstellung, für Transport oder für Abfall) sind in dieser Betrachtung nicht berücksichtigt, sind in diesem Anwendungsfall aber vergleichbar hoch.

Nächste Entwicklungsstufe: Projekt mit strategischer Bedeutung

Für QIAGEN ist das Projekt bewusst als Pilot angelegt, erklärt Michael Scheffler, Vice President, Head of Sample Technologies, QIAGEN: „Wir wollen Erfahrungen sammeln, Kundenfeedback einholen und die Marktakzeptanz bewerten. Dieses Projekt ist für uns dabei ein wichtiger Prüfstein. Es liefert uns wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung unseres Portfolios.“ Der Entwicklung des Rotor Adapters ging ein weiteres erfolgreiches Projekt der beiden Partner voraus: QIAGEN bietet seinen Kunden umweltfreundliche QIAwave Extraktionskits, die bis zu 63 Prozent weniger Kunststoff-Neuware enthalten.

Dazu tragen u. a. Reaktionsgefäße aus Post-Consumer-Rezyklaten (PCR) bei, die ebenfalls bei Pöppelmann FAMAC® entstanden sind. PCR erhält man durch die Wiederverwertung des Materials eines Produkts nach dessen Nutzung, also aus Post-Consumer-Abfällen, z. B. aus dem Gelben Sack. Die Verwendung von PCR reduziert die Menge an Rohstoffen, die neu gewonnen werden müssen. Es entsteht also ein echter Kreislauf, durch den sich Kunststoff-Neuware in großen Mengen reduzieren lässt und damit ein spürbarer Beitrag zu mehr Umwelt- und Klimaschutz geleistet wird. Inzwischen werden die ressourcenschonenden Produkte für Analyse- und Probentechnologien in großen Mengen hergestellt. Nach den Reaktionsgefäßen aus PCR für Abfallprodukte aus dem Laborbetrieb ist mit dem Rotor Adapter die nächste Stufe der Entwicklung erreicht.

Qualität, Sicherheit und Ressourcenschonung vereint

Pöppelmann FAMAC® und QIAGEN belegen mit den Ergebnissen ihrer engen Zusammenarbeit, dass mehr Ressourcenschonung und Klimaschutz auch in hochregulierten pharmazeutischen Anwendungen realisierbar sind. Entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung sind klare Ziele, belastbare Zertifizierungssysteme und ein partnerschaftlicher Entwicklungsprozess. „So entstehen Lösungen, die Qualität, Sicherheit und Umweltverantwortung miteinander verbinden“, unterstreicht Michael Dultmeyer.

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