Forschung: Lignin im neuen Licht

Bei der Papierherstellung ist Lignin unerwünscht, weil es zur Vergilbung beiträgt. Es wird deshalb mit hohem chemischem Aufwand aus dem Holz herausgelöst. Gleichzeitig ist Lignin jedoch eines der mechanisch und chemisch widerstandsfähigsten Polymere und hat sehr interessante Eigenschaften.

Stora Enso erforscht den Stoff Lignin seit 15 Jahren. Wir sprachen dazu mit Mikael Hannus, Vice President der Group R&D Innovation von Stora Enso. 

 

Lignin ist nach Zellulose das zweithäufigste organische Polymer auf der Erde. Der organische Stoff wird in die pflanzliche Zellwand eingelagert und bewirkt die Verholzung der Zelle (Lignifizierung). Nadelhölzer besitzen meist mehr Lignin als Laubhölzer und es sorgt für die Druck- und Bruchfestigkeit. Die Forscher bei Stora Enso (SE) sehen in Lignin ein herausforderndes und komplexes Material, das auch in der Bau- und Automobilindustrie Anwendung finden kann. 

Herr Hannus, bitte stellen Sie sich und Ihr Aufgabengebiet bei SE kurz vor.

Mikael Hannus: Ich bin Ingenieur für Zellstofftechnik und habe bei Stora Enso einen der spannendsten Jobs: Ich kümmere mich um den Ausbau der Zusammenarbeit mit unseren Partneruniversitäten und eine Reihe anderer Austauschmöglichkeiten im Bereich Forschung und Entwicklung. 

Sie erforschen und untersuchen seit Jahren den Stoff Lignin und dessen Wert für die Fiber Industry. Können Sie uns einen Einblick in Ihre Arbeit und die Herausforderungen im Zusammenhang mit diesem komplexen Stoff geben?

Wir wollen einen Weg finden, wie wir die natürliche Struktur von Lignin nutzen können, wie wir unsere Prozesse zum Herauslösen des Stoffs aus Holz optimieren können. Und wir betrachten Anwendungsbereiche bei unseren Kunden, in denen sie die komplexe Struktur dieses natürlichen Aromats nutzen können.

Lignin ist das zweithäufigste organische Material auf der Erde. Dennoch ist es bei der Papierherstellung unerwünscht, weil es zur Vergilbung beiträgt. Es muss mit hohem chemischem Aufwand aus dem Holz heraus gelöst werden. Denken Sie, dass Lignin bisher als Rohstoff für die Fiber Industry unterschätzt wurde? Welche Rolle wird es in der  Zukunft spielen?

Viele holzbasierte Produkte machen sich die Vorteile von Lignin zunutze: Außer bei Massivholzprodukten wollen wir bestimmte Eigenschaften von Lignin auch für Zeitschriftenpapiere, faserbasierte Verpackungskartons und für neue Materialien oder Chemikalien nutzen. Es wird oft übersehen, dass für den chemischen Rückgewinnungszyklus in Papierfabriken mit Sulfatverfahren Reaktionsbedingungen nötig sind, bei denen 70 bis 80 % des Lignins, das aus dem Holz herausgelöst wird, verbrannt werden muss, um die hohe Temperatur für die chemische Regeneration zu erreichen. Diese Wärme wird natürlich zurückgewonnen: als Dampf für die Strom- und Wärmeversorgung der Fabrik und angebundener Energiemärkte.

Welchen Wert hat Lignin in der Fiber Industry und wie kann es nutzbar gemacht werden?

Es muss beachtet werden, dass es verschiedene Arten von Lignin gibt – mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Deshalb haben auch nicht alle den gleichen Wert. Nur Lignine, die relativ rein und wohldefiniert sind, können nutzbringend verwendet werden. Der Wert wird von der aromatischen Struktur, den reaktiven Gruppen in der Struktur und der Größe der natürlichen aromatischen Moleküle bestimmt. 

Würden Sie uns einen Ausblick auf die Entwicklung der Fiber Industry geben und wie SE sich dazu ausrichten will, um auch in Zukunft ein führender Anbieter zu sein?

Die Nachfrage nach Fasern zeigt ein gesundes Wachs tum. Wir gehen davon aus, dass dies dank der globalen Megatrends und der Notwendigkeit nachhaltiger Lösungen in der Bau-, Verpackungs-, Hygieneprodukte-, Spezialchemie- und Textilbranche auch weiter anhalten wird. Zur Zeit erleben wir einen Wandel in der Fiber Industry: Das Druckpapiergeschäft schrumpft und dafür wachsen die Bereiche der faserbasierten Verpackungen und Zellulosefasern für Spezialanwendungen in der Hygieneprodukte- und Textilindustrie.

Welche Trends, Innovationen und Zukunftsthemen werden in den kommenden 20 Jahren Ihrer Meinung nach zukunftsweisend für die Fiber Industry sein?

Aus weniger mehr machen – das heißt, kontinuierliche Fortschritte beim effizienten Ressourceneinsatz, hohe Recyclingraten, neue Materialeigenschaften, wodurch weniger fossile Stoffe eingesetzt werden müssen, und neue Services rund um die Basismaterialien, die wir unseren Kunden anbieten. 

Inwieweit fördert SE wegweisende Entwicklungen in der Fiber Industry aktiv?

Wir investieren viel in Forschung und Entwicklung. Innovation ist der Motor für das gesamte Unternehmen.

Wie beweist sich Siemens bei den sich derzeit ständig verändernden Märkten als vertrauenswürdiger Partner?

Siemens bietet ein enorm umfangreiches Spezialwissen im Hinblick auf unsere Produktionsanlagen und damit verbundenen Dienstleistungen. Außerdem pflegen wir langfristige Kooperationen, um die bestehenden und zukünftigen Möglichkeiten zu nutzen, die uns biobasierte Materialien bieten.

16.06.2017

Bildquellen: Siemens AG

 

Abonnieren Sie unseren Newsletter

Bleiben Sie auf dem Laufenden: Alles was Sie über Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung wissen müssen.