Dr. Matthias Nüchter
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30.09.2007

Der Holzaufschluss erfolgte an Kiefernholzproben katalytisch mit Wasserstoffperoxid. Mit Ammoniummolybdat-Tetrahydrat und Phosphorwolframsäue-Trinatriumsalz-Hydrat als Katalysator wurden zufrieden stellende Ergebnisse hinsichtlich der Ausbeuten, bezogen auf den prozentualen Anteil an Cellulosefasern im Holz, erreicht. Dagegen konnten mit Natriummolybdat Dihydrat bei vergleichbaren Reaktionsbedingungen nur ungenügende Resultate erzielt werden. Das OKAL-Verfahren ist prinzipiell realisierbar. Nach 60 bis 90 min ist der Hauptteil der oxidierbaren Verbindungen in Lösung gegangen bzw. oxidiert. Die Faserstoffausbeute erreicht ein Maximum zwischen 60 und 70% des eingesetzten Holzes bei Kappa-Zahlen zwischen 20 bis 30. Der Peroxidverbrauch ist bis 75min etwa proportional zum Masseverlust der Lignocellulose. Nach längeren Reaktionszeiten wird nur noch wenig Material in Lösung überführt, aber auch nur noch wenig Peroxid verbraucht. An den gewonnenen Faserstoffproben führte die PTS Heidenau folgende papiertechnische Prüfungen durch: chemische Charakterisierung, Papierprüfung nach Mahlung, Laborblattbildung RK und Klimatisierung der Blätter, Papierprüfung. Im Ergebnis der papiertechnischen Prüfungen sind jedoch Faserschädigungen festzustellen. Diese Faserschädigungen nach längeren Reaktionszeiten sind vor allem auf Hydrolysereaktionen zurück zuführen (zu lange Reaktionszeiten bei pH 1,5 bis 2). Die papiertechnologischen Eigenschaften des gewonnenen Zellstoffes sind noch nicht ausreichend. Weitere Optimierungen zum OKAl-Verfahren sind erforderlich, die die Findung von Reaktionsbedingungen zum Ziel haben sollten, die gestatten, einen weitgehenden Aufschluss bei Erhalt der Faserqualität und bei hoher Prozesseffizienz zu realisieren.

Es ist geplant, in einem Verbundvorhaben den im ITUC der FSU Jena entwickelten Prozess zum oxidativ-katalytischen Aufschluss von Lignocellulosen weiter zu entwickeln und ein erstes Scale-up zu erreichen. Dazu soll in diesem Projekt die Erweiterung und Vertiefung der bisher im Labormaßstab vorliegenden Erfahrungen und die erste Phase der Maßstabsvergrößerung erreicht werden. Die Umsetzung eines effizienten oxydativ-katalytischen Aufschlussverfahrens von lignocellulosehaltigen Edukten zur Gewinnung von Cellulose aus nachwachsenden Rohstoffen soll am Beispiel des Einsatzes von Nadelholz zu einem technologischen Prozess führen, der unter Nutzung von Wasserstoffperoxid und einem Katalysator die Gewinnung unterschiedlicher Cellulosequalitäten gestattet. Erstes Ziel ist die Erzeugung von Papiercellulose. Dazu ist auch die Nutzung der Mikrowellentechnik geplant.