Das Projekt 'ReeL' verwendet die Reste aus der Lederproduktion zum Gerben neuen Leders. Die nachhaltige Innovation wird in einer Anlage vor Ort im Gerbereibetrieb installiert. Damit schließt sich der Kreislauf vom Abfall zum neuen Produkt dort, wo er gebraucht wird. Zum Vorhaben haben sich drei Partner zusammengeschlossen: das Forschungsinstitut Invite, das Chemieunternehmen Lanxess Deutschland und die Gerberei Heller-Leder. Im Verlauf des dreijährigen Projekts wird das neuartige Technologiekonzept für die Lederindustrie getestet. Die Technologie von 'ReeL' spart nicht nur Ressourcen, sie ist auch eine Innovation in Sachen Logistik: Anfallende Lederreste werden nicht zentral in industriellen Großanlagen im Irgendwo aufbereitet, sondern dort, wo sie entstehen. Die Projektpartner errichten eine modulare Pilotanlage für den Betrieb in einer Gerberei. In unmittelbarer Nähe zur Lederherstellung wird dann in der Anlage die hauptsächliche Innovation getestet: Aus den angefallenen Lederresten Gerbstoffe zu gewinnen. Die Zutaten des nachhaltigen Nachgerbstoffes bestehen aus den Schnittabfällen und Falzspänen des Leders und pflanzlicher Biomasse. Der im Projekt 'ReeL' wiederverwertete Lederabfall entsteht vor allem bei Einstellung der Lederstärke, dem Falzen. Die dabei anfallenden Falzspäne summieren sich allein in Deutschland auf jährlich etwa 7.000 Tonnen. Weltweit wird die Menge auf 600.000 Tonnen jährlich geschätzt. Neben den Falzspänen entstehen auch Schnittreste, in Deutschland schätzungsweise 1.500 bis 2.000 Tonnen jährlich. Der überwiegende Teil dieser Abfälle wird derzeit mit teilweise nicht unerheblichen Kosten für die Gerbereien entsorgt oder durch Aufarbeitung einer anderen Verwertung zugeführt. Ein Erfolg von 'ReeL' verspricht für die Gerberei-Branche zweierlei: Die Produktströme werden in einem Kreislauf geschlossen und vor Ort in Nachgerbstoffe umgewandelt. Das spart Ressourcen. Die dezentrale Produktion spart zudem logistischen Aufwand - damit unterstützt sie die Wirtschaftlichkeit der Innovation.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, für die Gewinnung von Gerb- und Farbstoffen aus Rhabarber- und Ampferarten eine sachgerechte Grundlage für die landwirtschaftliche und industrielle Produktion zu erarbeiten. Aus dem verfügbaren Sortiment der Gattungen Rheum und Rumex sollen gerb- und farbstoffreiche Genotypen angebaut und auf ihre ackerbauliche Eignung untersucht werden. Die noch nicht hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe charakterisierten Genotypen sollen auf ihrer Gerb- und Färbeeigenschaften untersucht werden. Unter Ausnutzung der genetischen Variabilität des Rhabarbers bei Aussaat ist vorgesehen, weitere aussichtsreiche Formen zu finden und biotechnologisch zu vermehren. Zur Identifizierung der Gerb- und Farbstoffe sollen Analysenmethoden entwickelt werden, die schon im Jungpflanzenstadium eine Bestimmung der Eigenschaften ermöglichen.In Weiterführung der Erkenntnisse zur Nutzung von Gerb- und Farbstoffen aus Rhabarberwurzeln zur Verminderung der Chrombelastung durch Lederabfälle wurden folgende Fragen untersucht: 1. Landwirtschaftlicher Anbau (Pflanzung, Pflege, Ernte), 2. Großtechnische Verarbeitung (Reinigung, Zerkleinerung, Trocknung, Extraktion), 3. Inhaltstoffliche Untersuchungen zum Auffinden gerbstoffreicher Genotypen. Mit landwirtschaftlichen, analytischen und biotechnologischen Methoden wurden folgende Ergebnisse erhalten: Rhabarber kann auf großen Flächen mit landwirtschaftlicher Technik angebaut werden. Die großtechnische Reinigung, Zerkleinerung, Trocknung und Extraktion ist in bestehenden Unternehmen möglich. Es wurden gerbstoffreiche Rhabarbergenotypen selektiert, die auch gute Ledereigenschaften bewirken. Für die Schaffung von Pflanzenmaterial wurden genotypspezifische Mikrovermehrungsverfahren erarbeitet. Größere Lederchargen werden für die Verwendung in der Möbel-, Bekleidungs- und Automobilindustrie geprüft und sind qualitativ gut geeignet.
Unter Verwendung neuartiger ionischer Flüssigkeiten wird ein einfach durchzuführendes, druckloses, allgemein anwendbares Verfahren zur Gewinnung von Lignin, Cellulose und Hemicellulose, Gerbstoffen und Harzen aus biogenem Material entwickelt, das mit Prozesstemperaturen zwischen 60 und 80 Grad Celsius und Aufschlusszeiten von wenigen Stunden auskommt, und eine wirtschaftliche Verwertung aller Holzbestandteile ermöglicht. Im technologischen und wirtschaftlichen Erfolgsfall wird die gesamte Prozesskette in den Technikumsmaßstab übertragen und optimiert. Zielsetzung ist, die gewonnene Liginfraktion für die Verwendung im Bereich der Polymerchemie zu prüfen. Die Cellulose wird zu Zerfallshilfsmitteln bei Tablettieranwendungen, Papieren, Filterhilfsmitteln, bauchemischen Additiven und mikrokristalliner Cellulose verarbeitet. Aus den Hemicellulosen werden Papieradditive und lösliche Ballaststoffe hergestellt. Die Forschungsarbeiten, anwendungstechnischen Untersuchungen und die technische Umsetzung des Verfahrens sind in Aufgabenpaketen beschrieben, die nach dem Projektplan abgearbeitet werden. Die gundlagenorientierten Arbeiten in synthetischer präparativer und analytischer Hinsicht werden von den Hochschulpartnern (HTW Aalen, Uni Hamburg) durchgeführt. Die anwendungs- bzw. verfahrenstechnischen Aufgaben werden von den Industriepartnern (BTS, Rettenmaier) bearbeitet.
Uebergeordnetes Ziel des Projektes 'Reduction of Environmental Impacts of Leather Tanneries (EILT)' ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der Umweltbelastung von Gerbereien durch Veraenderungen der Gerbprozesse, Nutzung von Abfallstoffen und Reduzierung der Abwasserbelastung durch verbesserte Abwasserbehandlungsverfahren. Um Abfallstoffe verwerten zu koennen und die Abwasserbelastung zu vermindern, wird verschiedentlich der Ersatz von Chrom-Gerbstoffen durch organische, insbesondere vegetabile Gerbstoffe diskutiert. Vegetabile Gerbstoffe sind hoehermolekulare Polyphenole pflanzlicher Herkunft (Mr = 500-3000 g mol-1) mit grosser struktureller Vielfalt. Das Verhalten der vegetabilen Gerbstoffe bei der Behandlung von Gerbereiabwasser ist jedoch unklar. Ziel der Arbeiten am Fachgebiet Wasserreinhaltung im Rahmen von EILT ist es deshalb, Verfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse vegetabiler Gerbstoffe im Gerbereiabwasser zu entwickeln und zu etablieren und mit deren Hilfe das Verhalten dieser Stoffe in der biologischen Abwasserbehandlung zu untersuchen. Ein moegliches Verfahren zur Bestimmung der vegetabilen Gerbstoffe im Gerbereiabwasser ist die Hydrolyse der Substanzen in salzsaurer Loesung und die anschliessende Detektion des Monomers Gallussaeure. Dabei wird fuer die Analytik die HPLC-Technik mit verschiedenen Detektoren (UV, Fluoreszenz- und EC-Detektor) eingesetzt. Ein Vergleich mit der Bestimmung von Gerbstoffen mittels kolorimetrischer Verfahren soll durchgefuehrt werden. Fuer Fragen der Metabolisierung bzw. chemisch-oxidativen Veraenderung der Gerbstoffe ist auch an den Einsatz der HPLC-MS/MS-Technik gedacht.