DE3627861A1 - Verfahren zur herstellung torfaehnlicher produkte aus lignocellulosehaltigen stoffen - Google Patents

Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von torfähnlichen Verrottungsprodukten aus Lignocellulose. Torf entsteht durch die natürliche Verrottung von Ligno­ cellulose. Dabei wird die Cellulose durch Mikroorganismen zuerst in oligo- und monomere Zucker umgewandelt, die dann von anderen Mikroorganismen in CO₂ und Wasser zerlegt werden. Als Nebenprodukt dieser Umsetzung entstehen Huminsäuren. Die Biomasse dieser Mikroorganismen dient dann als Nahrung für Kleinlebewesen. So besteht der fertige Torf hauptsächlich aus Lignin und anderen schwer angreifbaren Verbindungen sowie aus Huminsäureprodukten, die ebenfalls nicht wasserlöslich sind. Die Verrottungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Temperatur und der Feuchtigkeit. Der Prozeß dauert gewöhnlich viele Jahre bzw. Jahrzehnte. Die Zersetzung der Cellulose führt zur Veränderung der Struktur der Stoffe. Die Festigkeit wird er­ heblich reduziert.

Da der Torfabbau einerseits große ökologische Schäden mit sich bringt und die Torfvorräte andererseits immer knapper werden, sucht man seit einigen Jahren nach Ersatzprodukten. Es sind sogenannte Kompostierverfahren bekannt, bei denen Baumrinde und andere pflanzliche Abfälle kompostiert werden. Dabei wird die Aktivität der Mikroorganismen durch Zugabe von Nährstoffen, wie z.B. Harnstoff, erhöht. Es sind auch Verfah­ ren bekannt, bei denen die Stoffe zuerst thermisch oder che­ mothermisch vorbehandelt und dann kompostiert werden. Die Ge­ schwindigkeit der Kompostierung ist abhängig von Temperatur, Feuchtigkeit und Nährstoffmenge. Der Prozeß dauert zwischen 6 Wochen und 15 Monaten. Die Produkte haben einen hohen Bio­ masseanteil und sind je nach Dauer der angewandten Verrottung noch aktiv. Sie können entweder als Komposte und Humusdünger oder nach Zugabe von Torf als sogenannte Kultursubstrate ein­ gesetzt werden. Den Torf mit seiner Funktion als ausschließlich physikali­ schen Bodenverbesserer können sie nicht ersetzen.

Der vorliegenden Erfindung wurden deshalb folgende Aufgaben zugrundegelegt.

• 1) Die leichtverrottbaren Bestandteile der Lignocellulose sollen löslich gemacht und extrahiert werden.
• 2) Nach der chemothermischen Behandlung soll die Struktur der Stoffe durch eine mechanische Behandlung torfähnlich gemacht werden.
• 3) Der Prozeß soll leicht steuerbar sein und einen hohen Mechanisierungsgrad aufweisen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß so gelöst, daß die Cel­ lulose dieser Stoffe zuerst partiell hydrolysiert, die dabei in Lösung gehenden Stoffe dann extrahiert und die ungelösten Stoffe zerfasert werden. Die Erfindung weist gegenüber den oben genannten Kompostier­ verfahren folgende Vorteile auf:

• 1) Durch eine definierte, partielle Hydrolyse mit anschlie­ ßender Extraktion der gelösten Bestandteile wird ein Pro­ dukt gewonnen, das nach einer Zerfaserung dem Torf in seiner chemischen Zusammensetzung und seiner Struktur so­ wie in seinen physikalischen Eigenschaften sehr ähnlich ist.
• 2) Die extrahierten Stoffe können zu wertvollen Nebenpro­ dukten, wie Harzen, Spezialzuckern, Protein oder Äthanol aufbereitet werden, so daß die Wertschöpfung beträchtlich erhöht wird.
• 3) Der Prozeß dauert insgesamt nur etwa 1 Stunde.
• 4) Es können alle cellulosehaltigen Roh- und Reststoffe ver­ wendet werden.

Anwendungsbeispiel

Laubholz soll zu einem torfähnlichen Produkt verarbeitet werden. Das Holz wird zuerst gehäckselt. Die Hackspäne haben ähnliche Dimensionen wie die bei der Zellstoffpro­ duktion.

Sie werden nach Zugabe einer Säure auf Temperaturen über 100°C erhitzt. Nach einer bestimmten Verweilzeit, deren Länge von der Höhe der Temperatur abhängt, werden zuerst die flüchtigen Bestandteile mit Dampf und dann die gelösten Bestandteile mit Wasser extrahiert.

Nach dieser Extraktion haben die ungelösten Stoffe immer noch die Struktur der Holzspäne. Sie werden dann in einer Mühle grob zerfasert.

Das Produkt ist in seiner Struktur und seiner Zusammensetzung dem Weißmoortorf sehr ähnlich und kann diesen voll ersetzen.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung torfähnlicher Produkte aus lignocellulosehaltigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulose dieser Stoffe zuerst partiell hydro­ lysiert wird, die dabei in Lösung gehenden Stoffe dann extrahiert und die ungelösten Feststoffe zerfasert werden.