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Hanf-Lyocell – Weiterverarbeitung von Zellstoff aus Nebenprodukten des Hanfaufschlusses zu Lyohemp-Fasern

Projektleiter:               Dr. Birgit Kosan
Projektnummer:          BMWi / ZIM, 16KN079622
Laufzeit:                       01.04.2019 bis 30.06.2021

Aufgabenstellung

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Zellstoff für den Lyocell-Prozess aus Hanfschäben. Schäben fallen beim Anbau von Hanf als Reststoff an und werden aktuell mit relativ geringem Erlös als Tiereinstreu verkauft. Aufgrund der Verknappung des Rohstoffes Holz wächst jedoch das Interesse an der Nutzung landwirtschaftlicher Reststoffe als Rohstoff für die Zellstofferzeugung.

Ergebnisse

In enger Kooperation zwischen allen Partnern stand zunächst die Aufbereitungstechnik im Fokus. Schwerpunkt bei FUDI war die Entwicklung einer mechanisierten Prozesslinie zur anforderungsgerechten Aufbereitung, Reinigung, Sortierung und Klassierung der beim mechanischen Prallaufschluss zur Gewinnung von Hanffasern anfallenden Schäben. Matrak realisierte die Modifizierung einer bei FUDI bereits vorhandenen Prozesslinie zum Prallaufschluss von Hanfstroh zur Aufbereitung der anfallenden Schäben.

Am IPHC wurde die Zusammensetzung von Schäben aus unterschiedlichen Anbaugebieten, die mit verschiedenen Verfahren geerntet, zerkleinert und aufbereitet wurden, untersucht. Parallel erfolgten schwefelfreie, alkalische Aufschlüsse von Schäben sowie Wäsche und Bleiche des Zellstoffs. Nach der in enger Zusammenarbeit zwischen IPHC und TITK erreichten Optimierung der Bedingungen und der Einhaltung der Zielparameter (Restligningehalt, DP, Löslichkeit in Cuoxam, Einhaltung der Grenzwerte für Metallgehalte) erfolgte die 1. Maßstabsvergrößerung. Das am IPHC hergestellte Material wurde am TITK für einen Spinnversuch im Technikum verwendet. Das erste Filament aus schäbenbasiertem Lyohemp konnte präsentiert werden; die Gewinnung eines ausspinnbaren Zellstoffs zur Herstellung von Endlos- und Stapelfasern gelang. Die Überführung aller untersuchten Verfahren in den Industriemaßstab ist möglich.

Anwendung

Durch die Projektarbeiten wurde die Eignung von Hanfschäben für die Erzeugung von Dissolving-Zellstoffen für Lyocell-Anwendungen aufgezeigt, was einen erheblichen Beitrag für eine ganzheitliche Nutzung der Hanfpflanzen mit großer Wertschöpfung liefert.

Eine Überführung und Nutzung der Projektergebnisse in einen industriellen Maßstab führt einerseits zu einer signifikanten Erweiterung der Rohstoffbasis für Lyocellprodukte und trägt außerdem zu einer Aufwertung landwirtschaftlicher Produkte sowie einer nachhaltigen Rohstoffverwertung bei.