Neue Zellstoffgewinnungsverfahren und Moeglichkeiten der Nebenproduktverwertung

Hamburg

1997

33 S.

131 Lit. Ang.

Bandaufführung

96832

Die weltweit produzierte Menge an Zellstoff betraegt 130 Mio. t/Jahr. Die Herstellung erfolgt nahezu ausschliesslich nach den etablierten Herstellungsprozessen, dem Sulfat-, Sulfit - und dem Sodaverfahren. Hierbei wird etwa die eine Haelfte des Rohstoffes in Zellstoff ueberfuehrt. Die andere Haelfte liegt geloest in der Ablauge vor und wird normalerweise zur Energiegewinnung und Rueckgewinnung der Aufschlusschemikalien verbrannt. Unter oekonomischem Druck werden die Produktionseinheiten staendig groesser, nicht selten 500 000 t/Jahr oder mehr. Demzufolge werden immer weniger Zellstoffwerke benoetigt, um den Weltbedarf an Frischfasern zu decken. Es wird aus mehreren Gruenden nach neuen Konzepten der Zellstoffproduktion gesucht. Die Steigerung des stofflichen Ausnutzungsgrades der vielerorts knappen nachwachsenden Ressourcen ist ein oekonomisches und oekologisches Gebot. Aus diesem Grund sollte die Nebenproduktverwertung (Produkte ausser Zellstoff) intensiviert werden. Weiterhin waere die Zellstoffproduktion in kleineren Anlagen erstrebenswert, weil dies die nachhaltige Bewirtschaftung einheimischer Waelder in dichtbesiedelten Gebieten erleichtern wuerde. Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe hat 1995 die Fa. Jaakko Poeyry beauftragt, moderne Varianten des Sulfatverfahrens und die neuen Technologien der Zellstoffgewinnung unter dem Blickwinel zu untersuchen, ob sie fuer die Errichtung eines neuen Zellstoffwerkes in Deutschland geeignet sind. Neben dem modifizierten Sulfatverfahren wurden folgende neue Verfahren in der Jaakko Poeyry-Studie beruecksichtigt: Organocell, Alcell, Asam, Formacell und Milox. Die vorliegende Studie ist in Ergaenzung zu dieser Studie angefertigt worden. Im Rahmen der F. u. E.-Aktivitaeten zur "Zellstoffproduktion in Deutschland" ist auch die Belebung der Chemiezellstoffproduktion eine vordringliche Aufgabe. Daher befasst sich die Studie von S. Wehlte "Moeglichkeiten der Gewinnung von Chemiezellstoffen durch Steam Explosion, Hydrothermolyse und Xymax 2001" mit diesem Thema. Es sollte der Frage nachgegangen werden, ob die im Titel genannten Verfahren dazu geeignet sind, Chemiezellstoffe im kleinen Masstab - evtl. im im integrierten Betrieb der Hersteller von Cellulosederivaten - zu produzieren. Die Studie ergab, dass Xymax 2001 nicht fuer diese Aufgabenstellung konzipiert ist und daher fuer diesbezuegliche Betrachtungen ausscheidet. Als problematisch wird die Anwendung der Hydrothermolyse (Aquasolv-Verfahren) fuer die Chemiezellstoffgewinnung angesehen. Der Aufschluss erfolgt durch Heisswasserextraktion. Das Verfahren ist unselektiv im Hinblick auf die Trennung von Ligninen und Polysacchariden. Die Faserstoffe sind ligninreich, dunkel und schwer bleichbar. Bei den Steam-Explosionsverfahren wird Biomasse mit Hilfe von Wasserdampf unter Druck, evtl. nach einer chemischen Vorbehandlung, erweicht. Bei der explosionsartigen Entspannung des Wasserdampfs erfolgt die quasi-mechanische Zerfaserung des Rohstoffs. Die Beurteilung dieses Verfahrenstypus faellt guenstiger aus, obwohl die Selektivitaet des Aufschlusses auch hier zu wuenschen uebrig laesst. Andererseits sind die Lignine und Hemicellulosen wegen der kurzen Reaktionszeit chemisch wenig veraendert und koennen groesstenteils in nachgeschalteten Extraktionsstufen entfernt und als Nebenprodukte verwertet werden. Die Faserqualitaet ist zufriedenstellend. Die Firmen Stake Technology (Ontario, Kanada) und Tigney (Edmonton, Kanada) bieten mehrere produktionsreife Steam-Explosionanlagen an. Die im kontinuierlichen Betrieb arbeitenden Anlagen der Stake Technology sind bis auf 28 t/Tag Kapazitaet ausgelegt und wurden weltweit mehrfach verkauft. Die Anlagengroesse ist bis zu 150 t/Tag steigerbar. Die Anforderungen an Chemiezellstoffe sind hinsichtlich der Reinheit und Reaktivitaet sehr hoch. Um die gewuenschten Qualitaeten zu erreichen, sollte vor allem die Bleiche der Steam-Explosion-Faserstoffe noch erforscht werden. Die Moeglichkeiten zur Nebenproduk...