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ePaper created 2016-03-17, 14:03:10 | version 1.45.01
Aufschluss Ligninfällung/ Ethanolrückgewinnung Ligninwäsche Kocher 400 L 200°C Tankfarm Faserwäsche und -zerkleinerung Homogenisator Enzymatische Hydrolyse Konzentration Trocknung Entwässerung Filtration Ethanol/Wasser Ethanol/ Wasser Aufschluss- lösung Holzchips Faserfraktion Xylose Konzentrierte Glukoselösung Nanofibrilläre Cellulose Hydrolyselignin Organosolv- Lignin Lignin Hydrolyse- rückstand Glukose- lösung Aufschluss 9 0 Biobasierter Grundstoff für neue Anwendungen ellulose ist der Hau t estandteil in Pflanzen und hat gro e technische und irtschaftliche edeutung ie ird in un- seren reiten vor iegend aus Holz oder troh ge onnen Die größten Mengen an Cellulose werden in der Papier- und e tilindustrie umgesetzt as aktuelle Interesse richtet sich auf drei neue rten von ellulose ano rilläre ellulose (NFC), nanokristalline Cellulose (NCC) und bakterielle Nanocel- lulose ( ) iese erden unter dem egriff anocellulose zusammengefasst isher ist anocellulose edoch noch nicht kommerziell verfüg ar Ihre Herstellung erfolgt momentan nur in Pilotanlagen anocellulose aus eststr men von ignocellulose- Bioraf nerien Für die Herstellung von Nanocellulose wird am Fraunhofer IGB ein isher ungenutzter eststrom der ignocellulose ioraf - nerie des Fraunhofer P als usgangsmaterial eingesetzt Für die m andlung von Holz oder ignocellulose in asischemi- kalien für die Chemie der Zukunft wird bei diesem Verfahren das Holz zunächst aufgeschlossen und in seine chemischen Grund estandteile aufgetrennt us dem isher ungenutzten lignocellulosehaltigen eststrom ( ) konnte erfolgreich nano rilläre ellulose ( F ) hergestellt erden er ch er- punkt liegt auf der Entwicklung und Optimierung verfahrens- technischer Parameter durch den Eintrag von Scherkräften während der Behandlung im Hochdruckhomogenisator oder ei der er endung von ltraschall enso erden die ent- s rechenden einigungs und leichverfahren o timiert Neuer NFC-Herstellungsprozess durch Verfahrenskombination er ent ickelte Gesamt rozess zur Herstellung der F teilt sich in drei tufen ufreinigung, leichen und traktion ie ufreinigung ( tufe) esteht aus einem uellvorgang zur erflächenvergr erung und ethanolischen einigung der Fasern mit anschlie ender lkalihandlung eim leichen ( tufe) erden estlignin und eitere uner ünschte om onenten entfernt ie traktion ( tufe) der F ird durch intrag hoher cherkräfte realisiert In diesem chritt urden am Fraunhofer IG unterschiedliche Prozessschritte wie Ultraschalleintrag, Zerkleinerung mittels Rotor-Stator und der insatz eines Hochdruckhomogenisators unter a or e- dingungen untersucht und ein geeigneter Gesamt rozess durch om ination verschiedener erfahren ent ickelt ie F ( ) kann am Institut isher im Grammma sta her- gestellt erden, eine kalierung des erfahrens ist m glich Cellulose als Basis für neuartige Werkstoffe In verschiedenen Industriez eigen steigt die achfrage nach faserverstärkten Verbundstoffen wie beispielsweise glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Pol meren Für viele dieser n- endungen k nnte der insatz von anocellulose eine echte, io asierte lternative zu den isher eingesetzten aterialien darstellen ie orteile von ellulose sind ihre iologische - baubarkeit, ihre CO2-Neutralität, ihre große Verfügbarkeit und ihr geringer Preis udem hat ellulose eine hohe ugfestigkeit und eine geringe ichte um ergleich esitzen ar onfasern und ohlenstoffnanor hren ( ) ein lastizitätsmodul von GPa is GPa ei einer ugfestigkeit von GPa llerdings sind die Produktionskosten sehr hoch Hier liegt die hance für anocellulose, die sich otenziell erhe lich günstiger roduzieren lässt ei einem lastizitätsmodul von 150 GPa und einer Zugfestigkeit von 10 GPa – was beinahe NANOFIBRILLÄRE CELLULOSE Carmen Gruber-Traub, Achim Weber 1 CHEMIE 90