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

Permanent grassland is important for soil and water protection and, as a carbon sink, makes an important contribution to climate protection. In the field of grassland use, a project at the German Institute for Food Technology (DIL) is investigating fundamental scientific questions for a process for extracting techno-functional proteins from grassland plants. In addition to the protein-rich pressed juice, a relatively dry press residue is produced, for which it is necessary to find ways of utilization that add as much value as possible.

This is where the Presswert project comes in. It complements the DIL project by using the press residues produced there in a high-quality material application for the extraction of fibers for paper production and hydrogels. The project is being carried out in close cooperation between the two Thünen Institutes for Agricultural Technology and Wood Research. In addition to the DIL, GeCo GbR and the Klingele paper factory are also involved as associated partners.

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