Das Projekt "Einsatzmoeglichkeiten von kationisierten Zellstoffen als umweltfreundliche Papierhilfsmittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Makromulekulare Chemie, Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der heterogenen Kationisierung von Cellulosefasern und deren Eignung als umweltfreundlichem Papierhilfsmittel. Verschiedene Tatbestaende in der Papierindustrie, wie z.B. die Umweltproblematik, steigende Papiermaschinengeschwindigkeiten, Stoerstoffbelastung der Betriebswaesser, niedrigere Flaechengewichte etc. fuehrten schon zu Beginn der achziger Jahre zu Ueberlegungen, chemisch modifizierte, kationische Zellstoffe als Papierhilfsmittel zur Erhoehung der Fuellstoff- und Staerkeretention einzusetzen, da sie unter bestimmten Bedingungen effektiver sind. Um einen Einsatz kationischer Zellstoffe bei der Papierherstellung rentabel zu gestalten, muss die Kationisierungsreaktion optimiert werden, indem z.B. eine Reaktion der Kationisierungsreagenzien im Inneren der Faser weitgehend vermieden, der Umsatz an der Faseroberflaeche jedoch moeglichst hoch gestaltet wird. Dies wurde durch Verwendung bestimmter Katalysatoren und neuer Reaktionsmethoden versucht. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Kationisierung in den Bleichprozess eingebunden werden kann, um so einen zusaetzlichen technologischen Schritt zu vermeiden. Mit einer von drei Kationisierungsmethoden konnten hohe Oberflaechenselektivitaeten erreicht werden. Die Kationisierung von Zellstoffasern kann zu erheblichen Einsparungen von Mahlenergie fuehren, da waehrend der Reaktion eine chemische Mahlung stattfindet. Mechanische Festigkeiten von Papier koennen mit Hilfe kationischer Zellstoffe erhoeht werden. Kationische Zellstoffe adsorbieren Stoerstoffe z.T. besser als handelsuebliche Stoerstoffaenger und koennten diese somit effektiv aus dem Kreislaufwasser einer Papierfabrik entfernen. Die sog. Verhornungsneigung von Zellstoffen wird durch die Kationisierung vermindert, was zu verbesserter Recyclierbarkeit kationischer Zellstoffe fuehren koennte.
Das Projekt "Möglichkeiten der Aufbereitung und chemischen Modifizierung von Roggenmahlprodukten zur Herstellung von Werk- und Zusatzstoffen für die technische Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung e.V. durchgeführt. Ein Anwendungsgebiet für Getreide bzw. für Mehle ist der Einsatz anstelle von Stärke, wobei der Aufwand für die Gewinnung der reinen Stärke entfällt. Um nachteilige Einflüsse der Nicht-Stärke-Bestandteile weitgehend auszuschließen werden stärkereiche Fraktionen hergestellt. Zur Umgehung der Stärkegewinnung wird die Herstellung von stärkereichen Mehlen, vor allem aus Roggen, auf nasstechnischem Wege durch Präextraktion der löslichen Bestandteile sowie auf trockenem Wege durch Feinmahlung und Klassierung der stärkereichen Fraktionen untersucht. Zusätzlich zur Gewinnung von Fraktionen ist deren physikalische Modifizierung mittels Extrusion und Mikrowellenbehandlung vorgesehen. Die stärkereichen Fraktionen werden mittels Kationisierung, Hydroxypropylierung und Carboxymethylierung derivatisiert. Fraktionen, Modifikate und Derivate werden charakterisiert und auf anwendungstechnische Eignung geprüft. Die Ergebnisse aus diesem Vorprojekt sind die Grundlage für ein nachfolgendes Hauptprojekt.