Wood for Industry - Sachsen ... Wood for Industry – Statuskolloquium Arbeitskreis: Prof. Dr....

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  • Wood for Industry Technische Ausstattung und Arbeitsschritte für die Untersuchung von lignocellulosem Material, Kraftzellstoff- und Bioethanolherstellung

  • Wood for Industry – Statuskolloquium Arbeitskreis: Prof. Dr. Fischer; M.Sc. Christian J. Trepte

    Folie 2

    Gliederung

    1. Aufgaben des Instituts für Pflanzen- und Holzchemie

    2. Vom Baum bis zum Ergebnis

    1. Probenahme

    2. Probenvorbereitung

    3. Chemische Untersuchungen

    1. Kern-, Splint-, Rindenanteile

    2. Extraktgehalt

    3. Aschegehalt

    4. Ligningehalt

    5. Cellulosegehalt

    6. Hemicellulosegehalt

    7. pH-Wert

    4. Zellstoffherstellung

    5. Bioethanolherstellung

    6. Ausblick

  • Wood for Industry – Statuskolloquium Arbeitskreis: Prof. Dr. Fischer; M.Sc. Christian J. Trepte

    Folie 3

    Aufgaben des Instituts für Pflanzen- und Holzchemie

    Chemische Charakterisierung Erzeugung von Zellstoff Erzeugung von Bioethanol

    Zusammensetzung des Holzes: -Asche -Extrakte -Lignin -Cellulose -Hemicellulose Qualitative Untersuchungen: -Lignin (H:G:S-Verhältnisse) -Hemicellulose (Monomere) -Cellulose (Kristallinität) -Extrakte (Komponenten)

    Analyse der Schwarzlauge: -Ligningehalt -Molmassenverteilung -funktionelle Gruppen Analyse des Faserstoffes: -Restlignin -DP -Fasereigenschaften -Prüfblattbildung und Festigkeitsprüfungen

    Organosolvaufschluss: -Erzeugung eines Faserstoffes -Trennung der Kohlenhydrat- und Ligninfraktion -Analyse der Fraktionen Enzymatische Hydrolyse: -Maximierung der Ausbeute Vergärbarer Zucker

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    Folie 4

    Probenahme

    1

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    8

    9

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    1 1

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    Stammabschnitte für chemische Charakterisierung

    Stammabschnitt für Zellstoffherstellung

    Stammabschnitt für Bioethanolerzeugung

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    Folie 5

    Probenvorbereitung

    5 individuelle Stammabschnitte

    Mischprobe Trennung und von Rinde, Splint- und Kernholz und Zerkleinerung bzw. Homogenisierung in der Mühle Erfassung der gravimetrischen Anteile

    N

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    Folie 6

    Anteile von Rinde, Splint- und Kernholz

    [WERT] [WERT] 37 41 33

    50

    [WERT] [WERT] 51 47 56

    41

    [WERT] [WERT] 11 12 11 10

    0%

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    60%

    70%

    80%

    90%

    100%

    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

    gr av

    im et

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    A n

    te il

    (% )

    Hybridlärchenkombination

    grav. Kernanteil [%] grav. Splintanteil [%] grav. Rindenanteil [%]

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    Folie 7

    Chemische Eigenschaften – Wie werden sie ermittelt?

    Extraktion Oxi./Hydr.

    Holzmehl extraktfreies

    Material

    Extrakt

    Holocellulose

    Cellulose

    Lignin

    Asche

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    Folie 8

    Chemische Eigenschaften - Extraktanteil

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    Chemische Eigenschaften - Extraktanteil

    0

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    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

    Ex tr

    ak tg

    eh al

    t [%

    ]

    Hybridlärchenkombination

    Kernextrakt [%] Splintextrakt [%] Gesamtextrakt [%]

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    Folie 10

    Chemische Eigenschaften - Aschegehalt

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    Chemische Eigenschaften - Aschegehalt

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

    A sc

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    t [%

    ]

    Hybridlärchenkombination

    Kernholz [%] Splintholz [%] Gesamt [%]

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    Folie 12

    Chemische Eigenschaften – Lignin

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    Chemische Eigenschaften – Lignin

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    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

    Li gn

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    % ]

    Hybridlärchenkombination

    Kernholz [%] Splintholz [%] Gesamt [%]

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    Folie 14

    Chemische Eigenschaften - Cellulose

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    Folie 15

    Chemische Eigenschaften - Cellulose

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    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

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    t [%

    ]

    Hybridlärchenkombination

    Kernholz [%] Splintholz [%] Gesamt [%]

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    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Marienberg Cunnersdorf II Frauenstein Fichtelberg

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    % ]

    Hybridlärchenkombination

    Kernholz [%] Splintholz [%] Gesamt [%]

    Chemische Eigenschaften - Hemicellulose

    November

    April

    August

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    Folie 17

    Chemische Eigenschaften - Acidität

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    Folie 18

    Chemische Eigenschaften - Acidität

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    Hasselburg (Referenz)

    Graupa 68 Cunnersdorf II Marienberg Frauenstein Fichtelberg

    p H

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    as is

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    Hybridlärchenkombination

    Kernholz Splintholz

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    Folie 19

    Verarbeitbarkeit zu Zellstoff

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    Folie 20

    Verarbeitbarkeit zu Zellstoff

    • Je Standort und und Hybrid wird Zellstoff hergestellt und daraus Normprüfblätter produziert

    • Zellstoffeigenschaften:

    • Gesamtausbeuten von 44,5 – 47,9 %

    • Davon sind 90,4 – 96,9 % nutzbarer Zellstoff

    • Kappazahlen variieren zwischen 25 und 32 (hoher Restligningehalt -> entspricht Paketpapier)

    • Faserlängen maximal 2,081mm und minimal 1,853 mm

    • Papiereigenschaften:

    • Relativ dunkles Papier, trotz ungewöhnlich hohem Einsatz von Chemikalien

    • Hoher Bleichaufwand (Chemikalienverbrauch)

    • Festigkeitseigenschaften werden nach DIN EN ISO 5270 geprüft

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    Folie 21

    Verarbeitbarkeit zu Bioethanol

    Holz

    Zellstoff

    Hydrolyse

    Filtrat

    Lignin

    Organosolv (Ameisensäure)

    Vergärung

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    Folie 22

    Verarbeitbarkeit zu Bioethanol

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