Zucker­rü­ben­schnit­zel: der neue Roh­stoff für Werkstoffe?

Die Ver­wen­dung von Zucker­rü­ben­schnit­zeln in Ver­bund­werk­stof­fen oder als Bestand­teil von Kunst­stoff­fo­li­en bie­tet Zucker­rü­ben­pro­du­zen­ten zukünf­tig neue Geschäfts­fel­der und redu­ziert den Ver­brauch an fos­si­len Roh­stof­fen. Die Fraun­ho­fer-Insti­tu­te UMSICHT und WKI erfor­schen gemein­sam mit Part­nern aus Land­wirt­schaft und Indus­trie inno­va­ti­ve und wirt­schaft­li­che Nut­zungs­mög­lich­kei­ten von Rübenschnitzeln.

Wäh­rend der Rübe­n­ern­te und Ver­ar­bei­tung fal­len allein bei den gro­ßen deut­schen Zucker­her­stel­lern Rüben­schnit­zel im sie­ben­stel­li­gen Ton­nen­be­reich an. Die­se so genann­ten Press­schnit­zel wer­den der­zeit regio­nal als Milch­vieh­fut­ter oder Bio­gas­sub­strat ver­mark­tet. Die begrenz­te Ver­markt­bar­keit führt dazu, dass ein Teil der Press­schnit­zel, getrock­net und zu Pel­lets gepresst, als lager­fä­hi­ges Fut­ter­mit­tel ver­kauft wird. Die pro­du­zier­ten Men­gen wer­den euro­pa­weit jedoch wei­ter stei­gen, zudem übt das Aus­lau­fen der Zucker­markt­ver­ord­nung in 2017 Hand­lungs­druck aus, neue Wert­schöp­fungs­mög­lich­kei­ten zu erschließen.

Die Ver­wen­dung der Rüben­schnit­zel in höher­wer­ti­gen Anwen­dun­gen jen­seits des Ener­gie- und Fut­ter­mit­tel­mark­tes lie­fert einen Bei­trag zur Bio­öko­no­mie­stra­te­gie des Bun­des, stärkt regio­na­le Märk­te und spart gleich­zei­tig fos­si­le Roh­stof­fe ein. Im Pro­jekt “Werk­stoff­ent­wick­lung auf Basis von Rüben­schnit­zeln für markt­re­le­van­te Anwen­dun­gen” (WeRümA) ent­wi­ckeln die bei­den Fraun­ho­fer-Insti­tu­te UMSICHT und WKI gemein­sam mit Part­nern aus Land­wirt­schaft und Indus­trie Pro­duk­ti­ons­kon­zep­te und Appli­ka­tio­nen, bei denen Zucker­rü­ben­schnit­zel in Ver­bund­werk­stof­fen ein­ge­setzt wer­den können.

Höher­wer­ti­ge Anwendungen

Gene­rell stellt sich die Fra­ge, wel­che bio­ge­nen Roh­stof­fe nach­hal­tig für eine stoff­li­che Ver­wer­tung in NRW, Deutsch­land und Euro­pa zur Ver­fü­gung ste­hen. Rüben­schnit­zel kön­nen ener­gie- und res­sour­cen­ef­fi­zi­ent her­ge­stellt wer­den, da in Zucker­fa­bri­ken Kraft-Wär­me-Kopp­lung zur Ener­gie­er­zeu­gung ein­ge­setzt und Abwär­me sehr effi­zi­ent als Ener­gie­quel­le genutzt wird. Zucker­rü­ben­schnit­zel haben aller­dings eine von gän­gi­gen Pflan­zen­fa­sern oder Agrar­pro­duk­ten wie Stär­ke und Holz abwei­chen­de Zusam­men­set­zung: Cel­lu­lo­se, Hemic­el­lu­lo­se und Pek­ti­ne sind in ähn­li­chen Antei­len ver­tre­ten, Lignin hin­ge­gen nur in gerin­ger Men­ge. Dar­aus resul­tiert eine ver­än­der­te Ver­fah­rens­füh­rung zur Verarbeitung.

Pro­duk­ti­ons­kon­zep­te und Applikationen

Auf Basis von Koope­ra­tio­nen mit meh­re­ren regio­na­len Unter­neh­men ent­lang der Wert­schöp­fungs­ket­te – vom Roh­stoff bis zu den End­pro­duk­ten – sol­len im Ver­bund­pro­jekt tech­ni­sche und öko­no­mi­sche Fra­ge­stel­lun­gen zur Mach­bar­keit beant­wor­tet wer­den. Hier­zu zäh­len Ver­fah­rens­tech­nik, Rezep­tur­ent­wick­lung und Prü­fung der her­ge­stell­ten Verbundwerkstoffe.

Die Fraun­ho­fer-For­scher arbei­ten an der Kon­di­tio­nie­rung der Rüben­schnit­zel mit­tels ther­mo­me­cha­ni­scher Ver­fah­ren. Unter ande­rem befas­sen sie sich mit der Anwen­dung des im Holz­be­reich genutz­ten Refi­ners und der Ver­ar­bei­tung in Ver­bund­werk­stof­fen. Fraun­ho­fer UMSICHT prüft die Mög­lich­keit, Rüben­schnit­zel in Kunst­stoff­fo­li­en zu nut­zen, wobei die Kon­di­tio­nie­rung der Rüben­schnit­zel für die Anwend­bar­keit im Mikro­me­ter­be­reich – Foli­en sind häu­fig nur 20 µm dick – eine Her­aus­for­de­rung dar­stellt. Eine denk­ba­re Anwen­dung dafür wären bei­spiels­wei­se Mulch­fo­li­en für die Land­wirt­schaft. Am Fraun­ho­fer WKI erfor­schen die Exper­ten den Ein­satz von Rüben­schnit­zeln in so genann­ten Wood-Poly­mer Composites.