Dr. rer. nat. Sylvia Radosta
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30.04.2009

Bei der Zerfaserung von Altpapier im Pulper wird Stärke von den Fasern abgelöst, die bei der Papierherstellung im Prozesswasser im Kreislauf geführt wird. Diese Stärke wird als "vagabundierende Stärke" bezeichnet. Gelingt es, sie erneut an die Faser zu binden, werden einige große Probleme der Altpapier verarbeitenden Papierfabriken wie Geruchsbelastung, Korrosion, Verkalkungsprobleme verringert. Hinzu kommt, dass die Bindung von Stärke im Papier dessen Festigkeiten steigern kann. Im Projekt sollte geklärt werden, wie viel Stärke im Prozesswasser von Papierfabriken vagabundiert und welche Zusammensetzung sie hat. Es sollten Möglichkeiten abgeschätzt werden, ob und wie diese Stärke im Fasergefüge des neugebildeten Wellpappenrohpapiers fixiert werden kann. Der hauptsächliche Stärkeanteil beim Wiederaufbereiten von Altpapier stammte aus der Wellpappe, deren Stärkegehalt mit 4% - 6% bestimmt wurde. Die Menge der isolierten Stärke aus den Filtrat- und Pulperproben stieg in der Reihenfolge 1.02 (gemischtes sortiertes Altpapier) << 1.04 (Kaufhausaltpapier) ? 4.01 (Wellpappenabfälle). Die Molmasse der Stärke aus 1.04 und 4.01 betrug bis zu 6*10ˆ6 g/mol. In den Papierfabriken unterschied sich der Anteil vagabundierender Stärke im Prozesswasser aufgrund der verwendeten Altpapiersorten sowie des Wasserkreislaufs stark. Den entscheidenden Einfluss auf die Stabilität der Stärke übte die im Prozesswasser vorherrschende Mikrobiologie aus. Vagabundierende Stärke kann durch Refixierung am neu gebildeten Faserstoffvlies die Festigkeitsentwicklung im Papier positiv beeinflussen. Je höher die Molmasse der Stärke war, desto größer war die Festigkeitssteigerung. Aufgrund der festigkeitsunterstützenden Wirkung wird eine Separation der vagabundierenden Stärke aus dem Prozesswasser als nicht sinnvoll erachtet. Eher muss nach Möglichkeiten gesucht werden, die Stärke im Kreislauf gegen Metabolisierung durch Mikroorganismen zu schützen und in höheren Mengen an den Faserstoff zu fixieren.

Die bei der Herstellung von Verpackungspapieren vorwiegend eingesetzten Altpapiersorten bestehen zu ca. 3 - 6% aus nativer, abgebauter Stärke. Bei der Zerfaserung des Altpapiers im Pulper geht die Stärke in Lösung und belastet dadurch den Wasserkreislauf. Die Folge sind CSB-Gehalte in Höhe von z.B. 5.000 - 8.000 mg/l. Die im Kreislaufwasser vagabundierenden Stärkeprodukte sind Ursache für Geruchsbildung, Korrosion und eine reduzierte Wirksamkeit der chemischen Additive. Der größte Anteil der vagabundierenden Stärke wird bei der Blattbildung nicht an die Faser gebunden, sondern gelangt mit dem Siebwasser zur Kläranlage. Ihre Reduzierung könnte viele große Probleme der altpapierverarbeitenden Papierfabriken abschwächen. Die im Kreislaufwasser vagabundierende Stärke wird isoliert und charakterisiert. Auf Basis der Ist-Stand-Analyse sollen ausgehend von der molekularen Zusammensetzung und möglichen effektiven Funktionalisierungen verschiedene Anwendungen mit Additiven im wet-end und im Oberflächenauftrag untersucht werden. Das Projekt ist sehr risikoreich, da nicht abgeschätzt werden kann, ob die molekulare Zusammensetzung der vagabundierenden Stärke deren weitere Verwendung gestattet.