Milchsäure verfügt über ein breites Anwendungsspektrum in verschiedensten Branchen.
Der Trend zu umwelt- und gesundheitsschonenden Produkten hat neben anderen Einflussfaktoren den globalen Bedarf an Milchsäure in den vergangenen Jahren rasant ansteigen lassen. Da viele Hersteller mit ihren bestehenden Produktionskapazitäten die hohe Nachfrage nicht mehr decken können, sollten Unternehmen ihre Versorgung rechtzeitig sicherstellen.
Der globale Markt für Milchsäure wächst
Milchsäure und ihre Salze, die Laktate, werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen und Branchen eingesetzt. Die Größe des globalen Milchsäuremarktes wird laut einer aktuellen Marktstudie bis 2026 voraussichtlich 1.156,5 Mio. USD erreichen, ausgehend von 997,2 Mio. USD im Jahr 2020, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 2,5 Prozent in den Jahren 2021-2026.
In der Lebensmittelindustrie findet Milchsäure als Säureregulator mit geschmacksverstärkenden und konservierenden Eigenschaften umfangreiche Anwendung. Der wesentliche Unterschied zu anderen bekannten Lebensmittelsäuren und deren Salzen ist ihre antibakterielle Aktivität: Milchsäure senkt den pH-Wert und wirkt bakterizid, da sie leicht in unerwünschte Mikroorganismen eindringen kann. Die Lactate hingegen besitzen bakteriostatische Eigenschaften durch Pufferwirkung und Senkung der Wasseraktivität aufgrund hoher Wasserbindungskapazität.
Abgesehen von der Lebensmittelindustrie ist Milchsäure in der pharmazeutischen, kosmetischen und chemischen Industrie weit verbreitet. Die Polymere der Milchsäure (Polymilchsäure - PLA) werden als Verpackungsmaterial verwendet, da sie biologisch abbaubar und biokompatibel sind.
MS… Milchsäure, MSBF… gepufferte Milchsäure, NL… Natriumlactat, KL… Kaliumlactat
Milchsäure Boom durch zusätzliche Anwendungsbereiche
Die Nachfrage nach Milchsäure ist in den vergangenen Jahren weltweit stark angestiegen. Hauptfaktoren für das Wachstum des Milchsäuremarktes sind die enorme Nachfrage der Verpackungsindustrie nach Biokunststoffen, die steigende Nachfrage nach biobasierten Kosmetik- und Reinigungsprodukten sowie die erhöhte Nachfrage nach Milchsäure für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen.
Insbesondere der wachsende Druck behördlicher Umweltnormen hat in einigen Segmenten den Bedarf von Milchsäureprodukten vervielfacht und damit zu einer Verschiebung der Nachfragestruktur geführt.
1. Massiv steigende Nachfrage nach Biokunststoffen
Biokunststoffe haben aufgrund des zunehmenden Umweltdrucks enorm an Aufmerksamkeit gewonnen. Angetrieben durch eine starke Nachfrage der Verpackungsindustrie expandiert der Biokunststoffmarkt sehr schnell. Der neueste Ceresana-Report erwartet bis 2026 ein Umsatzwachstum auf rund 4,4 Milliarden US-Dollar.
Höheres Mengenwachstum bei biologisch abbaubaren Kunststoffen
Biologisch abbaubare Kunststoffe, wie zum Beispiel Polymilchsäuren und Polymere auf der Basis von Stärke, konnten im Jahr 2018 einen Marktanteil von 56 Prozent am gesamten Biokunststoffmarkt verzeichnen. Für diese Produkte erwartet Ceresana bis 2026 ein Mengenwachstum von 7,1 Prozent pro Jahr. Bei nicht biologisch abbaubaren Biokunststoffen produziert aus nachwachsenden Rohstoffen (Polyethylen, PET, Polyamide) wird ein niedrigerer Zuwachs von 5,1 Prozent pro Jahr erwartet.
PLA-Marktwachstum von 16 Prozent prognostiziert
Polymilchsäure bzw. Polylactid (PLA) stellt gemessen am Verbrauchsvolumen bereits den zweitwichtigsten Biokunststoff der Welt dar. Die europäische Produktion von PLA-Kunststoffen belief sich 2019 auf fast 190.000 Tonnen. Laut einem aktuellen Report von Grand View Research wird der globale Markt für Polymilchsäure bis 2027 voraussichtlich 1,5 Mrd. USD erreichen und von 2020 bis 2027 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 15,9 Prozent wachsen. Aufgrund der enorm gestiegenen Nachfrage können die wenigen weltweiten Hersteller den Bedarf allerdings kaum mehr decken, wodurch die PLA-Preise ansteigen.
Anwendungsspektrum für Polymilchsäure wird breiter
PLA ist ein thermoplastischer, vollständig biobasierter und biologisch abbaubarer Polyester, der mit konventionellen Polymeren wie Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylenterephthalat und Polypropylen in Bezug auf Leistung konkurrieren kann. Milchsäure, die durch die Fermentation von Zucker oder Stärke gewonnen wird, ist der Rohstoff, der zur Herstellung von Polymilchsäure (PLA) verwendet wird.
Milchsäure wird in ein Monomer, Lactid, umgewandelt, das dann zur Bildung von PLA polymerisiert wird. Am Ende seiner Nutzungsdauer kann PLA industriell kompostiert oder depolymerisiert werden, um das Ausgangsmonomer (Milchsäure) zu erhalten, das dann zur erneuten Herstellung von PLA wiederverwendet werden kann.
Grafik: Polymilchsäure Kreislauf, © Bioplastic News
PLA und PLA-Blends werden als Granulate in verschiedenen Qualitäten für die Kunststoffverarbeitende Industrie zur Herstellung von Folien, Formteilen, Dosen, Bechern, Flaschen, Teebeuteln, Blumentöpfen, Mulchfolien und sonstigen Gebrauchsgegenständen angeboten. Auch für Anwendungen in der Bauindustrie, Technik, Optik und zunehmend in der Textilindustrie und im Automobilbau kommt PLA erfolgreich zum Einsatz.
Im medizinischen Bereich ist PLA seit Jahren als Spezialpolymer etabliert: Schrauben, Nägel, Implantate, Nähte und Platten aus PLA oder PLA-Copolymeren lösen sich innerhalb von wenigen Jahren auf und werden im Körper in ungefährliche Milchsäure umgewandelt.
Verbot von Einwegkunststoffen schafft hohen Bedarf
Mehr als 60 Prozent aller Biokunststoffe wurden im Jahr 2018 in der Verpackungsindustrie verarbeitet. PLA findet vor allem Anwendung als Verpackungsmaterial für Lebensmittel und Getränke mit kurzer Haltbarkeit (z. B. Getränke- oder Joghurtbecher, Obst-, Gemüse- und Fleischschalen). Im Zuge der neuen EU-Richtlinie 2019/904 wird der Bedarf weiter steigen, da herkömmliche Einwegprodukte auf Basis fossiler Rohstoffe verboten werden.
Bereits ab 2021 sollen Produkte vom europäischen Markt verschwinden, für die es bereits Alternativen gibt. Dazu gehören unter anderem Plastikteller und -besteck sowie Strohhalme, Luftballonstäbe und Wattestäbchen aus Kunststoff. Zahlreiche Regierungsinitiativen zum Verbot von Einwegkunststoffen in Ländern außerhalb der EU (z.B. Großbritannien, Taiwan, Neuseeland, Simbabwe, USA) werden die Nachfrage nach Milchsäure zusätzlich fördern.
3D-Druck lässt Nachfragezuwachs für Polymilchsäure erwarten
Der jüngste Trend auf dem Milchsäuremarkt ist die Anwendung von PLA im 3D-Druck: 3D-Drucker finden im Rahmen der additiven Fertigung zunehmend Eingang in den stark wachsenden Industrie 4.0 Markt, da sie Betriebszeit und Herstellungskosten reduzieren und die Massenproduktion von Industriegütern ermöglichen.
Das durchsichtige Polylactid gleicht herkömmlichen thermoplastischen Massenkunststoffen in seinen Eigenschaften und lässt sich auch auf vorhandenen Anlagen problemlos verarbeiten. PLA ist mittlerweile eines der beliebtesten Materialien für Filamente – es ist einfach zu bearbeiten, kostengünstig und hat Anwendungen für ein breites Spektrum von Branchen.
Eine hohe Zunahme der Verwendung von PLA ist auch beim Drucken von Implantaten und Prothesen zu beobachten, da PLA ein biologisch abbaubares Material ist und für medizinische Anwendungen zugelassen ist. Im Zuge der Pandemie wird PLA auch für die Herstellung von Gesichtsmasken, Beatmungssplittern und PSA-Test-Kits aus dem 3D-Drucker verwendet. Insgesamt kann daher im Bereich 3D-Druck von einem stetigen Anstieg der Nachfrage nach Milchsäure bzw. PLA ausgegangen werden.
2. Steigende Milchsäure Anwendung in der Kosmetik
Einer der wichtigsten Wachstumstreiber auf dem Milchsäuremarkt ist die steigende Nachfrage der Kosmetikindustrie nach dem Wirkstoff, da Konsumenten zunehmend biobasierte Kosmetikprodukte bevorzugen. Aufgrund ihrer hohen antimikrobiellen, feuchtigkeitsspendenden und reinigenden Eigenschaften eignet sich Milchsäure für die Formulierung von Haarfärbemitteln, Make-up, Shampoos, Reinigungsprodukten, Anti-Akne-Produkten und Feuchtigkeitscremes.
Hersteller von Hautpflegeprodukten verwenden Milchsäure vor allem in Anti-Aging-Produkten. Angesichts der Tatsache, dass der Bevölkerungsanteil von Menschen mit einem Alter über 60 Jahren nach den Erkenntnissen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) auf 22 Prozent im Jahr 2050 steigen wird, ist mit einer spürbaren Zunahme der Nachfrage nach solchen Hautpflegeprodukten zu rechnen. Es wird daher erwartet, dass diese Milchsäure-Anwendung in der kosmetischen Industrie den Milchsäure-Markt vergrößern wird.
3. Bedarf in Reinigungs- und Desinfektionsmittelindustrie steigt
Milchsäure wird aufgrund ihrer hervorragenden Entkalkungseigenschaften und antimikrobiellen Wirkung verstärkt in der Reinigungsindustrie eingesetzt. Das Anwendungsspektrum dieses milden, biologisch abbaubaren Biozids reicht von Oberflächenreinigern bis hin zu antibakteriellen Handseifen.
Im Zuge der Covid-19 Pandemie ist die Nachfrage für den Einsatz in Desinfektionsmitteln gestiegen. Zusätzlich trifft Milchsäure die Erwartungen der Verbraucher in Bezug auf sichere Handhabung und Umweltfreundlichkeit von Reinigungs- und Desinfektionsprodukten. Auch in Hinblick auf die CLP-Einstufungs- und Kennzeichnungsanforderungen bietet die Verwendung von Milchsäure Vorteile gegenüber Standard-Haushaltsprodukten. Die Bedeutung der Milchsäure in diesem Segment wird daher weiterhin zunehmen, da nachhaltige Reinigungsmittel eindeutig an Popularität gewinnen.
4. Weiterhin hohe Nachfrage der Lebensmittelindustrie
Milchsäure findet umfangreiche Anwendung in der Lebensmittelindustrie, da sie dazu beiträgt, die Mikroflora in Lebensmitteln zu regulieren. Aufgrund ihrer hohen antimikrobiellen Eigenschaften ist sie ein idealer Aromastoff sowie pH-Regulator und wirkt als Lebensmittelkonservierungsmittel. Es wird erwartet, dass diese Eigenschaft die Größe des Milchsäuremarktes weiterhin vorantreiben wird.
Warum gibt es einen globalen Milchsäure und PLA Mangel?
Der Trend zu umweltfreundlichen Produkten sowie neue Anwendungsmöglichkeiten von Milchsäure haben den Bedarf an Milchsäure drastisch ansteigen lassen. Da es weltweit nur eine begrenzte Anzahl von Fabriken gibt, ist es für Hersteller derzeit schwierig die enorme Nachfrage zu decken. Insbesondere bei PLA ist die Marktnachfrage höher als die weltweite PLA-Anlagenkapazität. Viele Produzenten waren auch von extremen Wetterbedingungen betroffen, die sich auf die Rohstoffernten auswirkten. Darüber hinaus verursachen erneute Lockdowns in zahlreichen Ländern Störungen der Warenströme.
Mit dem Bau neuer Anlagen versuchen Produzenten der starken Marktnachfrage gerecht zu werden. Aktuell bestehen jedoch Versorgungsengpässe, die voraussichtlich auch noch länger andauern werden. Die Donauchem GmbH. hat als Distributionspartner des europäischen Herstellers Jungbunzlauer ihre Lagerbestände für Milchsäure sehr gut aufgefüllt und kann trotz Engpässen hohe Versorgungs- und Liefersicherheit bieten.
Fazit: Verfügbarkeit rechtzeitig sicherstellen
Milchsäure wurde traditionell vor allem in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Der Trend zu umweltfreundlichen Produkten in der Reinigungs- und Kosmetikindustrie, die enorme Nachfrage nach Biokunststoffen und neue Anwendungsmöglichkeiten wie der 3D-Druck haben zu einem starken Anstieg des Bedarfs aus weiteren Industrien geführt.
Da Produzenten vielfach mit dem Ausbau ihrer Produktionskapazitäten noch nachhinken, besteht derzeit weltweit ein Mangel an Milchsäure und Polymilchsäure. Unternehmen, die Produktionsengpässe durch Milchsäure Mangel vermeiden möchten, sollten daher rechtzeitig ihre Versorgungskapazitäten sicherstellen.
www.donauchem.at
Weiterführende Links:
Jungbunzlauer