Forschungsarbeit bestätigt die Eignung von GRASPAP®
als Substitut für Zellstoff

Für ein 12monatiges Projekt zur Grundlagenforschung stellte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) entsprechende Mittel für die Herstellung von Graspapier zur Verfügung. Im Mai 2015 wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen und liefert interessante Erkenntnisse, die auf Praxistests an verschiedenen Papiermaschinen basierten.

Mit starken Partnern einen neuen Rohstoff für die Papierherstellung entwickeln

CREAPAPER® initiierte gemeinsam mit der Papiertechnische Stiftung“ (PTS) sowie mit dem Forschungsbereich „Nachwachsende Rohstoffe“ der „Rheinischen Friedrich-Wilhelm-Universität Bonn“ das Vorhaben, Gras als natürlichen und wirtschaftlichen Rohstoff für die Papierherstellung einzusetzen.

Dabei wurden die Entwickler durch aktuelle Meldungen zur Verwertung von Altpapier in ihrem ehrgeizigen Vorhaben bestärkt. Demnach hat die umweltverträgliche und wirtschaftlich tragfähige Altpapiersammlung bald ihre Grenzen in Deutschland erreicht. Durch die Marktänderungen im Papiersektor wird der Bedarf an hochwertigem Altpapier auch bei gleichbleibender oder ansteigender Recyclingquote nicht abzudecken sein, so dass der verstärkte Einsatz von Frischfasern erforderlich sein wird.

In einem interdisziplinären Ansatz erarbeiteten die drei Kooperationspartner während ihres Forschungsauftrages neue Wege zur Entwicklung eines Rohstoffes aus Gras für die Papierindustrie. Ferner galt es, praxisorientierte Verfahren aufzusetzen, die zu einer optimalen Verarbeitung des neuen Rohstoffs bei der Herstellung von Papier und Papierprodukten führen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf eine nachhaltige Wertschöpfungskette gelegt, die den gesamten Prozess von der Rohstoffgewinnung bis hin zur Papierproduktion im Fokus hatte.

Das Projekt war gegliedert in einen analytischen und einen verfahrenstechnischen Ansatz. Ferner beinhaltete es eine Beschaffungs- und Logistikkonzeption und mündete zuletzt in Pilotanwendungen zur Überprüfung der Machbarkeit unter Praxisbedingungen.

Aus einer Idee eine Lösung entwickeln

Ein wesentlicher Teil der Grundlagenarbeit bestand darin, die papiertechnologischen Anforderungen an den Faserrohstoff, die Bestimmung von Einzelpflanzen und deren Zusammensetzung sowie der Rohstoffqualitäten als auch Basispapiereigenschaften zu analysieren.

Der verfahrenstechnische Ansatz setzte sich mit den Möglichkeiten der Rohstoffverarbeitung auseinander. Die Ergebnisse mündeten dabei in die Konzeption einer ersten Maschine, die zur Rohstoffherstellung benötigt wird. In enger Zusammenarbeit mit einem mittelständischen Maschinenbauer wurde dabei bereits praxiserprobte Technologie eingesetzt.

Natürlich spielt die zukünftige Versorgungssicherheit eine wichtige Rolle für ein nachhaltiges Konzept. Zur Überprüfung der potenziellen Abnahmemärkte für den neuen Rohstoff Gras, der insbesondere auf die nachhaltige Nutzung vorhandener Flächen und Grasbestände sowie optimierte Transportwege ausgerichtet ist, wurde eine Analyse und Bewertung des Rohstoffaufkommens im Rahmen einer Studie exemplarisch dargestellt.

Die umweltrelevanten Aspekte des Vorhabens, die sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette ergeben, wurden durch eine produktbezogene Ökobilanz untermauert.

Gras ist als Rohstoff geeignet.

Mit Unterstützung verschiedener Papierfabriken konnten mehrere Maschinentests für wesentliche Papierbereiche (Wellpappenrohpapier, Karton für Faltschachteln, Pappe und grafische Papiere) durchgeführt werden. Bei allen Tests handelte es sich um Erstversuche. Trotzdem ergab sich ein erstaunlich klares Bild: Gras ist als Rohstoff für eine industrielle Fertigung durchaus tauglich ist. Die anfänglichen Ergebnisse sind sehr ermutigend – zeigen aber erwartungsgemäß noch verschiedene Verbesserungspotenziale auf.

Aus der Praxis für die Praxis

In Zusammenarbeit mit der Otto Gruppe, die ständig auf der Suche nach innovativen und umweltverträglichen Verpackungsalternativen ist, entstand die Idee aus Graspappe einen Schuhkarton herzustellen. Aufgrund des natürlichen Rohmaterials bot sich dafür eine Outdoormarke für den Feldversuch an.

Gemeinsam mit der Papierfabrik Köhler wurde ein Schuhkarton mit einem Anteil von 50% Gras entwickelt und 7.000 Exemplare für einen Praxistest hergestellt.

Die verantwortliche Otto-Tochter Hermes Fulfilment unterstützte das Projekt bei der Entwicklung und Überprüfung der Praxistauglichkeit. Auch hier war sehr erfreulich, dass bereits zu Startbeginn die Anforderungen der innerbetrieblichen Logistik vollumfänglich erfüllt wurden. Zudem hat das auf Verpackungsprüfung spezialisierte Institut BFSV, Hamburg, die technischen Eigenschaften des neuen Schuhkartons aus Gras ermittelt.

Hermes Fulfilment zeigte sich von Beginn an als Partner, der eine alltagstaugliche Lösung für die Verpackung wünscht. Dabei galt es unter anderem, die Anforderungen zur dermatologische Verträglichkeit von Gras-Karton erfolgreich zu bestehen. Darüber hinaus bestand eine Anforderung , dass der Karton wieder dem Recycling-Kreislauf zugeführt werden kann. Dieser Nachweis wurde durch die PTS erbracht: Grundsätzlich stellt PTS in Ihrem Bericht Nr. AB020202 „AUSWIRKUNGEN VON GRASPAPPE AUF DAS PAPIERRECYCLING“ fest, dass die Graspappe recyclingfähig ist.

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Fazit

Alle Projektpartner sind fasziniert vom großen Potenzial, das Gras als neuer Rohstoff für die Papierindustrie bietet. Mit der Forschungsarbeit wurde somit ein erster wichtiger Grundstein für die Entwicklung von Gras als Rohstoff für die Papierherstellung gelegt – nun ist die Industrie gefordert, den Faden weiter aufzunehmen. Deutschland ist einer der größten und innovativsten Papiermärkte weltweit. Mit der Weiterentwicklung des lokalen Rohstoffs für die Papierherstellung, bieten sich enorme Chancen in Zukunft erhebliche Umwelt-Ressourcen einzusparen und Frischfasern durch Gras zu substituieren.