Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Herstellung von Spezialzellstoffen aus alternativen Rohstoffen für hochwertige Anwendungen (HeSpeRoh); Teilvorhaben 2: Erzeugung und Charakterisierung von Zellstoff

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Thünen-Institut für Holzforschung
22885 Barsbüttel
Haidkrugsweg 1
Kontakt
Dr. Ralph Lehnen
Tel: +49 40 73962-526
E-Mail: ralph.lehnen@thuenen.de
FKZ
22000517
Anfang
01.05.2017
Ende
31.07.2019
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist die energie- und rohstoffeffiziente Herstellung von Spezialzellstoffen aus alternativen, z. T. bislang kaum genutzten Rohstoffquellen (Weizenstroh, Miscanthus) für hochwertige Anwendungen. Schwerpunkt des Projektes ist in diesem Zusammenhang die Herstellung von mikrokristalliner Cellulose (MCC), welche als Compound mit wasserlöslichen Verdickern zu Gelen (MCG) weiterverarbeitet werden können, die wiederum Anwendung im Lebensmittelbereich finden, aber auch für pharmazeutische und technische Anwendungen genutzt werden können. Der Einsatz von Weizenstroh bietet den besonderen Vorteil, dass das erzeugte cellulosische Material als E-nummernfreie Komponente eingestuft wird, wodurch die Akzeptanz bei Lebensmittelherstellern sowie beim Endkunden merklich erhöht werden kann.
Ergebnisdarstellung
Zunächst wurden in umfangreichen Untersuchungen die Parameter bei der Zellstofferzeugung und -bleiche modifiziert und optimiert. Hierbei wurde berücksichtigt, welche Rahmenbedingungen im Zellstoffwerk der Fa. Rettenmaier in Dunaújváros (Ungarn) eingehalten werden müssen. Der Sodaaufschluss von Weizenstroh unter sehr scharfen Bedingungen erwies sich hierbei als besonders vielversprechend. Bei dieser Aufschlussvariante und anschließender Bleiche konnte die vorgegebene DP-Absenkung von mind. 25% erreicht werden. Bei der auf Miscanthus adaptierten Kochung und Bleiche konnte letztendlich ein noch größerer Abbau und damit sogar noch geringerer DP als mit käuflichen Hardwood-Dissolving-Zellstoffen erreicht werden. Besonders intensive Untersuchungen wurden zur sauren Peroxidbleiche (P A -Stufe) von Weizenzellstoffen durchgeführt. Eine derartige Bleichstufe wird (noch) nicht industriell eingesetzt, da sie zu einer starken Depolymerisierung der Cellulose führt. Die Einstellung eines möglichst niedrigen Polymerisationsgrades (DP) ist aber ein wesentliches Ziel in diesem Forschungsvorhaben. Nach erfolgter Optimierung wurde die P A -Stufe in die TCF-Bleichsequenz integriert, um die Zellstoffe alternativ vierstufig zu bleichen. Um die Eignung der Zellstoffe für Herstellung von MCC zu überprüfen, wurden HCl-Kochungen durchgeführt. Neben den selbst hergestellten Zellstoffen wurden auch ein industrieller Weizenzellstoff und ein Vorhydrolyse-Laubholzsulfatzellstoff als Benchmark verwendet.

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