Die Nussknacker-Ingenieure

Der Verkauf von Walnussöl könnte das bescheidene Einkommen nepalesischer Bauern deutlich verbessern. Designer an der ETH Zürich wollen mit einer eigens entwickelten Maschine helfen.

Bald wird die Nussknackermaschine in Nepal erprobt: Mattis Stolze und Pascal Trachsler vor dem Technopark. Fotos: Raisa Durandi

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Auf dem Tisch liegen zwei kaputte Nussknacker. An der Wand hängen Skizzen. Mindestens 15 Konzepte habe es gegeben, sagen sie. Für alle war die Walnuss zu hart oder zu verwachsen.

Die drei jungen Entwickler sind der harte Kern eines ungewöhnlichen Vorhabens an der Produktentwicklungsgruppe (PDZ) der ETH Zürich. Mattis Stolze steht vor dem Master als Maschineningenieur an der ETH Zürich und ist von Anfang an dabei. Das gilt auch für Pascal Trachsler, Industriedesigner an der Zürcher Hochschule der Künste. Maschineningenieur Moritz Mussgnug promoviert am PDZ und koordiniert das Projekt. Die drei treten als eingeschworenes Team auf. Ihr Büro ist im Technopark in Zürich. Ihre Aufgabe: die Entwicklung einer Maschine für arme Bauernfamilien in den Bergregionen ­Nepals, die Öl aus den harten Nüssen presst. Ins Leben gerufen hat das Projekt die Schweizer Entwicklungsorganisation Helvetas, die seit mehr als sechs Jahrzehnten im Himalaja-Staat arbeitet.

Hart und verwachsen

Der Plan der jungen Entwickler scheint einfach: Zuerst werden die Walnüsse geknackt, dann das Fleisch von der Schale getrennt, und schliesslich wird dieses zu hochwertigem Speiseöl kalt gepresst. Von der Idee zum Prototyp war es allerdings ein beschwerlicher Weg. «Wie man die Nuss knackt, hat Einfluss auf das Pressen», sagt Mussgnug.

Doch die Geschichte beginnt viel früher: Im Sommer 2016 reisen Master­student Stolze und Industriedesigner Trachsler für einen Monat nach Nepal. «Für ein tieferes Verständnis der künftigen Nutzerinnen und Nutzer der Maschine», sagt Mattis Stolze. Die Strassen sind schlecht. Von der Hauptstadt Katmandu bis zum kleinen Bauerndorf sind es 800 Kilometer, zwei Tage Reisezeit mit dem Auto. So nehmen die Jungforscher bis zur nächstgrösseren Stadt Jumla das Flugzeug, fahren von dort ein Stück mit dem Auto, um schliesslich nach zweistündigem Fussmarsch das kleine Dorf zu erreichen.

Was sie dort sehen, muss einem modernen Ingenieur wie die Rückkehr in eine vorindustrielle Zeit erscheinen. Es gibt keinen elektrischen Strom (der kommt vielleicht in ein paar Jahren). Frauen knacken die Walnuss mit einem Stein, verlesen das Fruchtfleisch von Hand, zerquetschen und pressen es dann mithilfe von Holzstampfer und Mahlsteinen zu Öl. Eine Familie braucht zwei Monate, um aus 200 Kilogramm Walnuss 12 Kilogramm Öl herzustellen.

Von der Nuss zum ÖlZum Vergrössern klicken

Ingenieur und Designer sprechen mit über 50 Bewohnern, wollen wissen, welche Werkzeuge für Reparaturen sie im Dorf haben, wie sie das Öl aufbewahren, wer die Maschine betätigen wird. «Es werden Frauen sein, Mütter, die sich mit dem Öl einen Zusatzverdienst erhoffen, damit die Kinder in die Schule können», sagt Designer Pascal Trachsler.

Die Gewinnung von Walnussöl hat in Nepal Tradition. Im Nordwesten des Landes wachsen Walnussbäume wild. Bisher verwendeten die ärmsten Bauernfamilien das Speiseöl nur für den Eigenbedarf. Helvetas erhofft sich nun, mit einer maschinellen Produktion eine Wertschöpfungskette aufbauen zu können. «Bisher machte die geringe Menge und riesige Arbeit keinen Marktzugang möglich», sagt Franz Gähwiler, Programmkoordinator für Nepal und Bhutan. Die Entwicklungsorganisation klärt derzeit ab, ob die Nüsse für Tausende arme Bauern eine Antwort auf sinkende Ernteerträge durch den Klimawandel sein könnten. Für die jungen Maschinendesigner sind sie jedenfalls eine Knacknuss. Kein Vergleich zu unseren Baumnüssen in Europa. «Viermal so hart, und das Fleisch ist im Kern stark verwachsen», sagt Maschineningenieur Moritz Mussgnug.

Die Ingenieure streben an, die Prozessgeschwindigkeit zu verzehnfachen bei gleicher Ausbeute wie beim manuellen Vorgehen. Aber wie? Die Lösung ist eine drehende Trommel, die über einen Velo-Antrieb in Schwung gebracht wird. So werden die Nüsse an einer Stahlplatte zermalmt, deren Abstand zur Trommel nach unten schmaler wird. Der Gang für die Nüsse wird damit immer enger (siehe Grafik). Die ersten Resultate sind befriedigend. Die geknackten Nüsse sind so zersplittert, dass die gröbsten Schalen- und Fruchtteile von Hand verlesen werden können.

Zwölf Kilogramm Walnussöl in zwei Monaten. Eine magere Ausbeute.

Doch die Entwickler wollen mehr. Sie sieben die Bruchstücke in mehreren Durchgängen aus, sodass selbst Fruchtfleisch gewonnen wird, das kleiner als 3 Millimeter ist. Dazu haben sie eine Siebtrommel entwickelt, die ebenso per Velo angetrieben wird. Schliesslich muss das Nussfleisch gepresst werden, um das Öl zu gewinnen. Die von den ETH-Designern entwickelte Presse erreicht eine Ausbeute von 70 Prozent, der Abfall wird als Futtermittel verwendet.

Noch sieht der Prototyp im Keller des Technoparks etwas unfertig aus. Doch das wird sich bald ändern. Das Produkt soll nicht einfach unerprobt in einem armen Land mit fremder Kultur eingeführt werden. So wird der Zürcher Prototyp in den nächsten Monaten nach Nepal transportiert, unter Feldbedingungen getestet, gemeinsam weiterentwickelt und ein weiterer Prototyp aus Edelstahl in Nepal fabriziert. Nepalesische Facharbeiter werden die Nusspressmaschine schliesslich produzieren – nach den Wünschen der Benutzer, der Bäuerinnen. Eines Problems sind sich die Ingenieure bewusst: Auf dem Velo werden Frauen in traditioneller Kleidung sitzen. So wird es beim Testen auch darum gehen, herauszufinden, wie die Frauen darin mit der Maschine umgehen können.


Ausbeute aus einem Test: Walnussöl.

Helvetas ist zuversichtlich, dass sie langfristig sogar ein konkurrenzfähiges Qualitäts-Speiseöl auf den Markt bringen können. Die Herstellung für zwölf Kilogramm Speiseöl wird von zwei Monaten auf fünf Tage reduziert. In Zukunft liesse sich ein Liter Walnussöl für 20 bis 40 Dollar in Kathmandu verkaufen. Das ist mehr als das Vierfache eines Tageslohns eines Bauern. Der Verkaufspreis könnte laut Helvetas bis auf acht Tageslöhne steigen. «Wir gehen davon aus, dass in Zukunft Dutzende Ölpressen unter Marktbedingungen hergestellt und verkauft werden», sagt Franz Gähwiler. Die Produktionskosten dürfen dabei nicht höher als 1000 Franken sein. Kleininvestoren sind laut Helvetas nur in dieser Grössenordnung zu finden.

Sobald die nepalesische Version der Nusspressmaschine unter lokalen Bedingungen funktioniert, endet das Mandat der jungen Zürcher Designer. Für dieses Projekt haben insgesamt gut acht bis zehn Studierende Lösungen für spezielle Fragestellungen gesucht. «Für die Studenten war es eine grosse Bereicherung», sagt Koordinator Moritz Mussgnug. Schon hat er ein neues Ziel: den Aufbau einer Koordinationsstelle an der ETH Zürich, um gezielt auf dem Gebiet der Produktentwicklung nach ähnlichen Projekten wie demjenigen mit Helvetas zu suchen.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 26.03.2017, 19:22 Uhr

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