{"id":127038,"date":"2023-05-23T07:20:00","date_gmt":"2023-05-23T05:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=127038"},"modified":"2023-05-17T14:41:07","modified_gmt":"2023-05-17T12:41:07","slug":"naturlich-mit-zellulose-verstarkt-wie-aus-gras-ein-verstarkungsstoff-fur-kunststoff-wird","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/naturlich-mit-zellulose-verstarkt-wie-aus-gras-ein-verstarkungsstoff-fur-kunststoff-wird\/","title":{"rendered":"Nat\u00fcrlich mit Zellulose verst\u00e4rkt: Wie aus Gras ein Verst\u00e4rkungsstoff f\u00fcr Kunststoff wird"},"content":{"rendered":"\n

<\/h2>\n\n\n\n\n\n

Ende der 1990er stellte Michael Gass die Herstellung von Produkten infrage, die auf dem Rohstoff Erd\u00f6l basieren. Denn zum einen legt das \u00d6l bis in die Raffinerien lange Transportwege zur\u00fcck und zum anderen entstehen beim Aufbereiten des \u00d6ls Nebenprodukte, die entsorgt werden m\u00fcssen. Weiterhin <\/small>werden die fossilbasierten Kunststoffprodukte am Ende ihres Lebenszyklus ebenfalls zu Abfall und somit M\u00fcllbergen, die ebenfalls entsorgt werden m\u00fcssen. Zu dieser Linearit\u00e4t galt es eine Alternative zu entwickeln, sodass er mit einem Kollegen begann, einen Ansatz nach dem Cradle to Cradle (C2C)-Prinzip zu suchen. <\/p>\n\n\n\n

\"Aus
Aus PIR-Flakes und Zellulosefasern werden die Graspellets hergestellt, aus denen Bauteile spritzgegossen oder Extrudate hergestellt werden. (Bild: Redaktion)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Sie hatten als Ziel einen neuartigen Kunststoff, dessen Hauptbestandteil ein nat\u00fcrlicher Rohstoff ist. Dieser sollte beim Aufbereiten vollst\u00e4ndig umgesetzt werden sowie nach dem Verarbeiten und dem Gebrauch des Bauteils keinen Plastikm\u00fcll hinterlassen. Und sie kamen auf Gras \u2013 einem kosteng\u00fcnstigen und weltweit verf\u00fcgbaren Rohstoff, der nicht f\u00fcr die Produktion von Nahrungsmitteln eingesetzt wird. Auf eigene Kosten wurde die notwendige Forschung durchgef\u00fchrt und im Jahr 2007 ging im hessischen Brensbach die Produktionsanlage des zwischenzeitlich gegr\u00fcndeten Unternehmens Biowert auf dem Gel\u00e4nde einer bereits seit 2005 bestehenden Biogasanlage in Betrieb. Diese ist ein wichtiger Teil der Bioraffinerie. Doch der Reihe nach.<\/p>\n\n\n\n

So wird die gr\u00fcne Energie erzeugt<\/h2>\n\n\n\n
\"In
In dem Mazerator werden die Grasfasern mechanisch aufgeschlossen. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Um frisches, gr\u00fcnes Gras in eine trockene Grasfaser zu \u00fcberf\u00fchren, sind zahlreiche, energieintensive Schritte n\u00f6tig. Und hier kommt die Biogasanlage ins Spiel, denn sie liefert sowohl Strom als auch W\u00e4rme f\u00fcr den Prozess. Bei der Anlage handelt es sich um eine Cofermentationsanlage, die mit pumpf\u00e4higen Abf\u00e4llen aus der Nahrungsmittelproduktion gespeist wird. Im 4.700 m\u00b3 gro\u00dfen Fermentbeh\u00e4lter findet bei rund 40 \u00b0C die Verg\u00e4rung statt und das Biogas entsteht. Mit diesem werden zwei Blockheizkraftwerke von je 700 kW\/h Leistung gespeist. <\/p>\n\n\n\n

\u201eHier wird mehr Strom erzeugt, als wir am Standort ben\u00f6tigen\u201c, berichtet Vera Schwinn, Assistentin der Gesch\u00e4ftsleitung bei Biowert. <\/p>\n\n\n\n

Der \u00dcberschuss wird ins \u00f6ffentliche Netz eingespeist. Mit der Abw\u00e4rme der Blockheizkraftwerke wird der Fermenter temperiert, die B\u00fcror\u00e4ume geheizt, Warmwasser f\u00fcr die Geb\u00e4ude und den Prozess erzeugt und \u2013 ganz wichtig \u2013 die Grasfasern getrocknet. Das in der Biogasanlage entstehende fl\u00fcssige Ferment wird von Landwirten abgeholt und auf den Feldern, auf denen unter anderem das zweij\u00e4hrige Gras angebaut wird, als D\u00fcnger ausgebracht. Das im Prozess ben\u00f6tigte Wasser ist aufbereitetes Dach- und Oberfl\u00e4chenwasser, das nach seiner Verwendung \u2013 zum Waschen der Grasfasern \u2013 \u00fcber die Biogasanlage gef\u00fchrt wird. Ebenso wird der bei der Silierung entstehende Grassaft der Anlage zugef\u00fchrt und daraus Energie gewonnen.<\/p>\n\n\n\n

Welche Rolle die Landwirte \u00fcbernehmen<\/h3>\n\n\n\n
\"Kleine<\/a>
Die mazerisierten Grasfasern durchlaufen noch drei Pressenstufen, um weiter aufgeschlossen, zerkleinert und vereinzelt zu werden. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Doch die Odenw\u00e4lder Landwirte sind nicht nur f\u00fcr die D\u00fcngung der Wiesen zust\u00e4ndig. Sie sorgen f\u00fcr den Rohstoff \u2013 das Gras. Biowert und die landwirtschaftliche Erzeugergemeinschaft stehen in engem Kontakt, denn der Grasanbau ist ein Teil der Fruchtfolge auf den bewirtschafteten \u00c4ckern. Der Naturfaserhersteller stimmt mit den Bauern im Herbst die Fl\u00e4che ab, die mit dem zweij\u00e4hrigen Wiesengras einges\u00e4t werden soll. F\u00fcr die angebaute Menge erhalten sie von dem Unternehmen eine Abnahmegarantie. Im Mai ist das Gras in der Regel bereit f\u00fcr den ersten Schnitt. <\/p>\n\n\n\n

\u201eF\u00fcr unseren Prozess ist es wichtig, dass das Gras noch keine Rispen gebildet hat, denn dann l\u00e4sst es sich im Prozess besser aufschlie\u00dfen\u201c, berichtet Schwinn. <\/p>\n\n\n\n

Die Landwirte aus der direkten Umgebung \u00fcbernehmen neben der Aussaat auch alle Schritte, die f\u00fcr eine Silierung notwendig sind: M\u00e4hen, H\u00e4ckseln, Ein- und Festfahren des ersten und einige Wochen sp\u00e4ter des zweiten Schnittes. <\/p>\n\n\n\n

\u201eDas Fahrsilo auf unserem Betriebsgel\u00e4nde nimmt 1.000 t Frischmasse auf\u201c, erl\u00e4utert Vera Schwinn. \u201eDurch die Silierung und die luftdichte Abdeckung wird der Gr\u00fcnschnitt haltbar und kann bis zur n\u00e4chsten Ernte gelagert werden. Dies erm\u00f6glicht uns die chargenweise Produktion der Fasern rund ums Jahr.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Wie die Grasfasern gewonnen werden<\/h3>\n\n\n\n
\"Fertig<\/a>
Fertig aufgeschlossene Grasfasern: Wie frisches Heu muten die nat\u00fcrlichen Verst\u00e4rkungsfasern an. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Das silierte Gras gelangt \u00fcber ein F\u00f6rderband in den in der Produktionshalle befindlichen W\u00e4scher. Hier wird das Gras in 60 \u00b0C warmem Wasser aufgeweicht und von Verunreinigungen wie anhaftender Erde oder kleinen Steinen getrennt. Die abgesch\u00f6pften gereinigten Halme passieren den Mazerator. Dies ist ein Nasszerkleinerer, indem das Gras zerrieben, das hei\u00dft aufgeschlossen und von den nicht ben\u00f6tigten Bestandteilen getrennt wird. In den anschlie\u00dfenden drei PressenstufenAnzeige<\/small>werden die Zellulosefasern durch Druck und Reibung getrennt. Nun erfolgt die \u00dcbergabe an den 60 \u00b0C warmen Bandtrockner, dem ein Flugschichttrockner nachgeschaltet ist. In ihm erfolgt die Faservereinzelung. Nach den Trocknungsschritten besitzen die Zellulosefasern eine Restfeuchte von 10 %, sodass sie noch flexibel sind und nicht brechen. <\/p>\n\n\n\n

\u201eDie Trockensubstanz, sprich die Zellulosefasern besitzen ein deutlich gr\u00f6\u00dferes Volumen als die feuchte Silage\u201c, f\u00fchrt Frau Schwinn aus. Nach der Trocknung werden die Grasfasern abgesackt, die S\u00e4cke gut verschlossen und bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert.”<\/p>\n\n\n\n

Die Verarbeitung zum Verbundwerkstoff erfolgt in der Ende 2021 fertiggestellten Produktionshalle. Dort wird aus Post-Industrial-Abf\u00e4llen (PIR) aus PE und PP oder Biokunststoff (PLA) und der Zellulose der Verbundwerkstoff hergestellt. <\/p>\n\n\n\n

\"Eine
\u201eDie Zellulosefasern werden in S\u00e4cken luftdicht bis zum Weiterverarbeiten verpackt, damit sie keine Luftfeuchtigkeit aufnehmen\u201c, erl\u00e4utert Vera Schwinn. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Vera Schwinn erkl\u00e4rt: \u201eDie Fasern besitzen im Vergleich zu anderen Verst\u00e4rkungsfasern ein sehr, sehr gro\u00dfes Volumen, das die am Markt \u00fcblichen Extruder nicht einziehen k\u00f6nnen. Au\u00dferdem stellen wir die naturfaserverst\u00e4rkten Polymere mit F\u00fcllgraden von bis zu 75% her, die sich nur mit einer Pelletanlage realisieren lassen.\u201c <\/p>\n\n\n\n

Und neben der Anlagentechnik gibt es noch einen weiteren gro\u00dfen Unterschied, der sofort beim Betreten der Halle wahrzunehmen ist \u2013 es riecht nicht nach Polymer, sondern nach Heu.<\/p>\n\n\n\n

Eckpunkte zum Werkstoff<\/h2>\n\n\n\n
\"Braune<\/a>
Die abgeschlagenen Pellets warten auf das Absacken. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die von der Anlage hergestellten Pellets besitzen nicht die typische runde Granulatform, sondern unterscheiden sich in der Gr\u00f6\u00dfe und haben eine eher strukturierte Oberfl\u00e4che. Durch den hohen Faseranteil verh\u00e4lt sich der Werkstoff abrasiver als ungef\u00fcllte Polymere. Er ist jedoch sehr gut flie\u00dff\u00e4hig und selbst zu d\u00fcnnen Wandst\u00e4rken von 0,3 mm verarbeitbar. Die raue Oberfl\u00e4che der PelletsAnzeige<\/small>bedingt, dass diese nicht so gut rieseln wie Granulat. <\/p>\n\n\n\n

\u201eWichtig ist, dass die Ware vor dem Verarbeiten vorgetrocknet wird, da die Zellulose w\u00e4hrend der Lagerung Feuchtigkeit bindet\u201c, ist von Frau Schwinn zu erfahren. \u201eWerden die von uns vorgegebenen Temperaturen bei der Verarbeitung eingehalten, dann riecht es auch beim Kunststoffverarbeiter nach frischem Heu.\u201c<\/p>\n\n\n\n

\"Graug\u00fcne<\/a>
Die Grasfaserpellets haben gro\u00dfe \u00c4hnlichkeit mit den Tierfutterpellets, da sie mit analogen Anlagen hergestellt werden. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe sind mit denen von konventionell verst\u00e4rkten Polymeren vergleichbar. Die Schlagz\u00e4higkeit ist etwas schlechter als bei unverst\u00e4rkten Kunststoffen, was auf die langen Fasern zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Die Verbesserung soll jedoch in einem Forschungsprojekt untersucht werden. Die Life-Cycle-Analyse der Werkstoffe, die nach dem C2C-Prinzip hergestellt werden, hat folgende Treibhausgaspotenziale (IPCC GWP 100a) ergeben: Die reinen Grasfasern besitzen ein CO2-\u00c4quivalent von 0,77, ein mit 30 % Fasern verst\u00e4rktes rPP eines von 1,13 und das mit 50 % Grasfasern eines von 1,06.<\/p>\n\n\n\n

Was derzeit aus dem Graskunststoff hergestellt wird<\/h3>\n\n\n\n

Der Werkstoff an sich kann wie die fossil-basierten Polymere bei der Verarbeitung mit Masterbatches eingef\u00e4rbt werden. Es ist jedoch auch bei Biowert m\u00f6glich, vor der Pelletierung den Grasfasern und dem Kunststoff Farben und Additive zuzuf\u00fcgen, sodass auch eingef\u00e4rbte Polymere bezogen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\"Graue
Ein Schweizer Unternehmen stellt Unterputzdosen f\u00fcr Steckdosen und Lichtschalter aus einem Agriplast NFPP 50\/50 her. (Bild: Redaktion)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Derzeit werden beispielsweise Unterputzdosen und Stapelk\u00e4sten hergestellt sowie zahlreiche Modelle von Kleiderb\u00fcgeln. So bestehen seit Herbst 2021 die Kleiderb\u00fcgel f\u00fcr Kindertextilien einer deutschen Drogeriekette aus dem Odenw\u00e4lder Werkstoff. Die Kleiderb\u00fcgel verbleiben beim Kauf eines Produktes im Markt und werden zur\u00fcck an den Hersteller der Textilien zur erneuten Verwendung geliefert. Sind diese defekt, so werden diese zur\u00fcck an den Kunststoffverarbeiter <\/small>gesandt, der diese wieder in neuen B\u00fcgeln verwendet, sodass der Kreislauf geschlossen ist und der hochwertige Werkstoff erhalten bleibt. Weiterhin werden in den unterschiedlichsten Industriezweigen unter anderem der Automobilindustrie Bemusterungen durchgef\u00fchrt. <\/p>\n\n\n\n

Vera Schwinn berichtet: \u201eDas Interesse an dem Werkstoff ist sehr hoch, denn am daraus gefertigten Produkt ist die Nachhaltigkeit direkt sichtbar.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ende der 1990er stellte Michael Gass die Herstellung von Produkten infrage, die auf dem Rohstoff Erd\u00f6l basieren. Denn zum einen legt das \u00d6l bis in die Raffinerien lange Transportwege zur\u00fcck und zum anderen entstehen beim Aufbereiten des \u00d6ls Nebenprodukte, die entsorgt werden m\u00fcssen. Weiterhin werden die fossilbasierten Kunststoffprodukte am Ende ihres Lebenszyklus ebenfalls zu Abfall […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Ziel der Kreislaufwirtschaft ist, Rohstoffe m\u00f6glichst vollst\u00e4ndig zu verwerten, sodass keinerlei Abw\u00e4sser und Abf\u00e4lle entstehen und nur ein Minimum an Ressourcen verbraucht wird. In der Grasfabrik im Odenwald ist dieses Prinzip gelebter Alltag","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[10681,11860,14051,11841,13453,10719,12998,11769],"supplier":[633],"class_list":["post-127038","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biomasse","tag-bioraffinerie","tag-energie","tag-kreislaufwirtschaft","tag-kunststoffe","tag-naturfasern","tag-verbundwerkstoffe","tag-zellulose","supplier-biowert-industrie-gmbh"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127038","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=127038"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127038\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=127038"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=127038"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=127038"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=127038"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}