Aufbereitung lignocellulosehaltiger nachwachsender Rohstoffe

Seit Jahren gewinnt die Nutzung nachwachsender Rohstoffe außerhalb des Bereiches der energetischen Nutzung immer mehr an Bedeutung. Lignocellulosehaltige Rohstoffe werden klassischer Weise zur Gewinnung von Zellstoff eingesetzt. Durch die Entwicklung neuer und innovativer Verfahren werden diese Rohstoffe heutzutage aber auch vermehrt zur Herstellung von Plattformchemikalien für die chemische Industrie verwendet.

Ein wesentlicher Aspekt bei der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ist neben dem Aufschluss, der die Trennung der drei Hauptkomponenten Lignine, Cellulose und Hemicellulose bezeichnet, die Zerkleinerung. Bei der Zerkleinerung von nachwachsenden Rohstoffen wird der Zusammenhang zwischen der eingesetzten Energie und der Partikelgröße des Produkts als einer der wichtigsten ökonomischen Parameter angesehen. Die Zerkleinerung von holzartigen Rohstoffen ist aufgrund der mechanischen Eigenschaften dieser Materialien ein sehr energieaufwändiger Prozess. Diese Rohstoffe können als orthotropes Material bezeichnet werden, d.h. sie besitzen unterschiedliche und unabhängige mechanische Eigenschaften in Richtung der drei Hauptachsen- longitudinale, radiale und tangentiale Achse, welche wiederum von der Art des Rohstoffes und dem Wassergehalt abhängen. Somit stellen diese Materialien eine große Herausforderung bei der Zerkleinerung dar.

Für eine effiziente Nutzung nachwachsender Rohstoffe, und um die daraus gewonnen Plattformchemikalien konkurrenzfähig gegenüber petrochemischen Produkten zu machen, muss die Rohstoffeffizienz vor allem in Bezug auf die Zerkleinerung deutlich gesteigert werden. Durch ein detailliertes Wissen über den Einfluss des Mühlentyps und der zugehörigen Betriebsparameter, sowie den Einfluss der Art des nachwachsenden Rohstoffes, des Wassergehaltes und der mechanischen Eigenschaften auf das Zerkleinerungsergebnis, kann die Effizienz bei der Nutzung dieser Rohstoffe deutlich gesteigert werden. Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss des Wassergehaltes, der Arte des Holzes und der Art des Mühlentyps auf den Zerkleinerungsprozess, die partikulären Eigenschaften und die spezifische Zerkleinerungsenergie zu untersuchen und die gewonnenen Daten in eine Modell zur Vorhersage der Zerkleinerungsenergie zu überführen.