Lyocell-Zellstoffe aus landwirtschaftlichen Reststoffen
Projektleiter: Dr. Birgit Kosan
Projektnummer: BMWK / INNO-KOM, 49VF200072
Laufzeit: 01.05.2021 – 31.10.2023
Aufgabenstellung
Das Ziel des Projektes war es, geeignete landwirtschaftliche Reststoffe zu identifizieren und hinsichtlich ihres Potentials zur Erzeugung von Dissolving-Zellstoffen für die CMMF-Herstellung mittels des Lyocell-Verfahrens zu untersuchen und zu bewerten. Dabei sollten insbesondere solche Reststoffe bewertet werden, die bereits eine erste oder auch evtl. mehrere Wertschöpfungsstufen durchlaufen haben und somit einen höheren Deckungsbeitrag für den Erzeuger generieren können.
Ergebnisse
Auf der Basis der Einbeziehung einer großen Bandbreite unterschiedlicher Reststoffmaterialien wurden grundlegende Potentiale solcher landwirtschaftlichen Reststoffe für eine nachhaltige Nutzung für Lyocell-Applikationen untersucht und bewertet, um besonders aussichtsreiche Kandidaten in Abhängigkeit ihrer Pflanzen- und Verarbeitungseigenschaften, aber auch der zur Verfügung stehenden Anbau- und Erntemengen zu identifizieren.
Für den Celluloseaufschluss wurden zwei unterschiedliche Zellstoffkochprozesse (Soda- und modifizierter Acetosolv-Prozess) getestet und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile für unterschiedliche landwirtschaftliche Reststoffe evaluiert. So konnten Zellstoffe aus Ölleinfasern, Nesselkurzfasern sowie Miscanthusstroh hergestellt und hinsichtlich ihrer molekularen Eigenschaften sowie Reinheitsanforderungen insbesondere bezüglich enthaltener Schwermetallverunreinigungen optimiert werden und erfolgreich zur Herstellung von Lyocellfasern im Labormaßstab eingesetzt werden. Außerdem wurden erste erfolgreiche Upscaling-Versuche zur Erzeugung von Dissolving-Zellstoffen aus Ölleinfasern und Miscanthusstroh sowie deren Nutzung zur Herstellung von Lyocellfasern und -filamenten im Technikumsmaßstab durchgeführt.
Anwendung
Eine wirtschaftliche Bedeutung ist einerseits bei den landwirtschaftlichen Erzeugern gegeben, da mit höheren Deckungsbeiträgen gerechnet werden kann und setzt sich andererseits in der CMMF-Fertigung und deren textilen Verarbeitung und Anwendung weiter fort. Darüber hinaus wird ein wesentlicher Schritt hin zu einer besseren Verwertung der Vorleistungen der Natur, einer CO2-neutralen Produktion und einer Kreislaufwirtschaft vorbereitet und bei erfolgreicher industrieller Umsetzung ermöglicht.
