Wertschöpfende stoffliche Nutzung von Pressrückständen der Eiweißgewinnung aus grüner Biomasse (Presswert)

Dauergrünland ist wichtig für den Boden- und Gewässerschutz und leistet als Kohlenstoffspeicher einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Im Bereich der Grünlandnutzung untersucht ein Projekt am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) grundlegende, wissenschaftliche Fragen für ein Verfahren zur Gewinnung technofunktionaler Proteine aus Grünlandpflanzen. Neben dem proteinreichen Presssaft fällt ein verhältnismäßig trockener Pressrückstand an, für den es gilt, möglichst wertschöpfende Verwertungswege zu finden.

Hier setzt das Presswert-Projekt an. Es ergänzt das DIL-Projekt, indem es die dort anfallenden Pressrückstände in einer hochwertigen stofflichen Nutzung für die Gewinnung von Faserstoffen zur Papierherstellung sowie Hydrogelen nutzt. Das Projekt wird in enger Kooperation der beiden Thünen-Institute für Agrartechnologie und für Holzforschung bearbeitet. Neben dem DIL sind die GeCo GbR und die Papierfabrik Klingele als assoziierte Partner dabei.

Schwerpunkt der Arbeiten am Thünen-Institut für Agrartechnologie ist die Gewinnung der Hemicellulose-Fraktion aus den Pressrückständen, die durch geeignete chemische Modifikationen zu Hydrogelen umgesetzt werden sollen. Hydrogele spielen eine zunehmend wichtige Rolle in der modernen Land- und Forstwirtschaft. Sie können große Mengen Wasser speichern und langsam an Pflanzen abgeben, wodurch die Wasserversorgung und damit der Ertrag in ausgedehnteren Trockenperioden, wie sie angesichts des Klimawandels zu erwarten sind, sichern können. Im Gegensatz zu synthetischen Materialien, wie sie heute vielfach eingesetzt werden, bietet Hemicellulose den Vorteil, dass sie biobasiert und biologisch abbaubar ist, wodurch eine umweltfreundliche und nachhaltige Lösung geschaffen werden kann.

Im Thünen-Institut für Holzforschung steht dagegen die cellulosereiche Faserfraktion im Fokus. Diese soll durch möglichst einfache Technologien gewonnen werden, gleichzeitig aber hohe Zellstofferträge bei guter Papierfestigkeit liefern. Damit können Papierfabriken mit geringen Investitionen direkt im Werk frische Fasern gewinnen und damit den sinkenden Altpapierqualitäten, wie sie in den letzten Jahren durch gestiegene Recyclingquoten zu verzeichnen sind, begegnen. Die Nutzung von Frischfasern aus Einjahrespflanzen wie Gras erweitert die Rohstoffgrundlage für Papierfabriken und ist besonders vielversprechend und nachhaltig.

Beide Thünen-Institute arbeiten mit denselben Pressrückständen und optimieren zunächst die jeweiligen Prozesse zur Gewinnung der Hemicellulose und der cellulosereichen Faserfraktion. Die höchste Wertschöpfung aus der Nutzung der Grünland-Biomasse wird aber erst durch eine optimale Kombination der einzelnen Verwertungsstränge erreicht. Daher ist das Gesamtziel von Presswert, die entwickelten Verfahren so aufeinander abzustimmen, dass alle gewonnenen Fraktionen möglichst stofflich genutzt werden können. Diese zusätzliche Wertschöpfung der Pressrückstände durch Hydrogele und Papierfasern wird auch die Wirtschaftlichkeit der Proteingewinnung aus grüner Biomasse als innovatives Lebensmittel für eine zukünftige Ernährung steigern.  

Projektleitung:

Prof. Dr. Ulf Prüße (Thünen-Institut für Agrartechnologie)

ulf.pruesse@thuenen.de