Grüne Papierproduktion

News: Grüne Papierproduktion

Bei der derzeitigen Papierproduktion wird hauptsächlich Chlor und Chlordioxid verwendet, wodurch umweltschädigende Rückstände entstehen. Deshalb möchte man auf Chlorverbindungen verzichten und sucht nach umweltfreundlichen Alternativen, die gleichzeitig rentabel sein müssen. Nun scheint zumindest ein Ansatz gefunden zu sein, auch wenn er noch erheblich verbesserungsfähig ist.

Oliver Busse

Zu Beginn der menschlichen Aufzeichnungen stehen Höhlenmalereien, die mit der Zeit durch Stein-, Ton- oder Wachstäfelchen, Papyrus, Pergament und schließlich Papier abgelöst wurden. Dieses spielt auch im Zeitalter der elektronischen Medien noch immer eine tragende Rolle bei der Informationsvermittlung und -speicherung, sodass jährlich ungefähr 100 Millionen Tonnen Holz zu Papier verarbeitet werden.

Elementar bei der Produktion ist der Entzug des Lignins, das für die Verholzung sorgt und bei der Produktion von hochwertigem Papier hinderlich ist. In den Industrieländern erfolgt diese Delignifizierung inzwischen mittels Chlordioxid, das weniger umweltschädliche Rückstände als das früher verwendete Chlor verursacht. Allerdings arbeiten die dazu benutzten Fabriken sehr kostenintensiv, und die Produktion von Chlordioxid benötigt viel Energie. Deshalb können weniger entwickelten Ländern dieses Verfahren nicht übernehmen. Statt dessen sind Alternativen gefragt, die umweltfreundlich, günstig und effizient sind.

An diesen Kriterien sollte sich ein von einem Team um Ira Weinstock vom US Department of Agriculture entwickeltes Verfahren messen lassen, das vollkommen ohne Chlor auskommt. Sie setzten Molybdän und Wolfram enthaltende Ionencluster als Katalysatoren ein, die dem Lignin zunächst in einer dreistündigen Prozedur bei einer Temperatur von 130 Grad Celsius ein Elektron entzogen. Danach reoxidierten die Ionencluster mit Sauerstoff, während die löslichen Ligninbestandteile zu Kohlendioxid und Wasser reagierten. Abschließend trennten die Wissenschaftler die einzelnen Stoffe und gewannen die zur Papierproduktion benötigte Cellulose.

Das Verfahren hat allerdings erhebliche Nachteile: Zunächst nehmen nur 15 Prozent der Ionencluster an der Reaktion mit dem Lignin teil und entziehen pro Reaktionszyklus nur ein Elektron. Das bislang verwendete Chlordioxid schafft immerhin fünf Elektronen, wobei nahezu alle Teilchen reagieren. Aufgrund seiner großen Masse benötigt man deshalb 170 Tonnen des Katalysators für eine Tonne Holz – zuviel für eine rentable Produktion.

Weiterhin entstehen zwar keine umweltschädlichen Chlorverbindungen mehr, jedoch sind die in den Katalysatoren enthaltenen Schwermetalle ebenso bedenklich. Da kein Produktionsablauf perfekt ist, und eine große Menge der Ionencluster benutzt wird, könnten sie in die Umwelt gelangen und diese belasten. Schließlich verursacht die notwendige regelmäßige Reinigung der ohnehin nicht ganz billigen Katalysatoren zusätzliche Kosten.

Experten begrüßen die Entwicklung zwar als wichtigen Schritt in die richtige Richtung, um die Papierproduktion zu revolutionieren, sind jedoch noch einige Verbesserungen nötig.