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Wie Wolle ein Müllproblem löst

Nicht jedes Papier lässt sich recyceln, beispielsweise wasserunempfindliches. Das ließe sich jedoch ändern.

Pro Jahr werden in Deutschland rund 23 Millionen Tonnen Papier produziert. Doch nicht alles davon landet am Ende als Altpapier wieder im Recyclingprozess. Dresdner Forscher haben eine Idee.
Pro Jahr werden in Deutschland rund 23 Millionen Tonnen Papier produziert. Doch nicht alles davon landet am Ende als Altpapier wieder im Recyclingprozess. Dresdner Forscher haben eine Idee. © Jörn Haufe

Papier entsorgen – Blaue Tonne auf, Deckel zu und fertig. Könnte man meinen. Doch Papier ist nicht gleich Papier. Wenn es ums Recycling geht, eignet sich längst nicht alles zum Wiederverwenden. Gerade mit Kunststoff beschichtete Papiere sind ein Problem. Dazu gehören unter anderem Zementsäcke, die mit Plastikfolie versehen sind, Tapeten oder auch Trägerfolien von Aufklebern.

Beim Wiederaufbereiten von Altpapier wird Wasser zugegeben. Das Papier zerfasert, ein Brei entsteht, aus dem im weiteren Prozess neues Papier wird. „Bei nassfesten Papieren, die sich also nur schwer auflösen, funktioniert das allerdings nicht“, sagt Thomas Schrinner vom Institut für Naturstofftechnik der TU Dresden.

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Für solche Problemfälle haben sich Schrinner und seine Kollegen deshalb eine neue Methode einfallen lassen. Mit deren Hilfe könnten in Zukunft sogar Lebensmittel nachhaltig gekühlt werden.

Der Trick: Aggregat löst Fasern mit Luft

Derzeit werden in Deutschland jedes Jahr knapp 23 Millionen Tonnen Papier produziert. Zum Einsatz kommen dabei auch gut 17 Millionen Tonnen Altpapier. Doch nicht alles produzierte und verwendete Papier landet am Ende auch in den Recyclinganlagen. Rund 13 Prozent gehen dem Stoffkreislauf verloren. Würde davon nur die Hälfte recycelt werden, könnten, so die Dresdner Forscher, wertvolle Rohstoffe gespart und die Umwelt geschont werden.

Schon seit 2014 suchen die TU-Wissenschaftler deshalb nach einer neuen Möglichkeit. Die Idee: Anstatt Wasser zu verwenden, das ebenfalls eine kostbare Ressource ist, soll ein trockenes Verfahren gefunden werden. Das Ergebnis ihrer Überlegungen steht seit einigen Monaten testweise in einer sächsischen Papierfabrik.

„Unser Aggregat löst die Fasern nicht mithilfe von Wasser, sondern mit Luftströmen“, erklärt Tilo Gailat, wie Schrinner wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik.

So viel schafft die Anlage pro Stunde

Ein Rotor sorgt im Inneren für starke Turbulenzen. Durch die einwirkenden Kräfte trennt sich das Fasergefüge schonend auf. Heraus kommt feinste Faserwolle, so komprimiert, dass sie auch gut transportiert werden kann. In der momentanen Testgröße schafft die Anlage 250 Kilogramm pro Stunde. „Für den großen Einsatz in einer Papierfabrik muss sie natürlich deutlich mehr leisten“, sagt Gailat.

Der bisherige Testkunde ist mit der Arbeit zufrieden, würde die Anlage sogar gern behalten. Doch erst einmal muss sie auf Reisen zu anderen Papierfabriken gehen. Denn auch die haben schon Interesse angemeldet. Eine ausgegründete Firma aus der TU Dresden, die TBP Future GmbH, soll die neuartigen Anlagen in Zukunft bauen und verkaufen.

Die Trockenzerfaserungsanlage steht seit einigen Monaten testweise in einer Papierfabrik. Heraus kommt komprimierte Faserwolle.
Die Trockenzerfaserungsanlage steht seit einigen Monaten testweise in einer Papierfabrik. Heraus kommt komprimierte Faserwolle. © TU Dresden

Doch mit der weichen Faserwolle ist die Geschichte längst noch nicht zu Ende. „Irgendwann stellten wir uns natürlich die Frage, wofür solch ein Material verwendet werden könnte“, beschreibt Schrinner die weitere Entwicklung. So kommen sie später auf Thermo-Versandverpackungen von Lebensmitteln.

Diese bestehen derzeit aus umweltschädlichem Styropor und Kunststoff, das schwer recycelbar ist. „Ausgehend von der Faserwolle haben wir ein neuartiges Isoliermaterial entwickelt“, erzählt er weiter. Das könnte auch für den Versand temperaturempfindlicher Medikamente verwendet werden.

Sieht aus wie Schafwolle, war aber mal Papier. Die feinen Cellulosefasern trennt die Anlage der Dresdner Forscher durch Luftwirbel auf – ganz ohne Wasser.
Sieht aus wie Schafwolle, war aber mal Papier. Die feinen Cellulosefasern trennt die Anlage der Dresdner Forscher durch Luftwirbel auf – ganz ohne Wasser. © TU Dresden

Solche thermoisolierten Verpackungen halten die dadurch geschützten Produkte in einem bestimmten Temperaturbereich. Mit zusätzlichen Kühlelementen bleiben die Waren lange frisch. Die Wissenschaftler schauten sich genau an, welche Anforderungen die Faserstoffe für diesen Einsatz erfüllen müssen.

Sie erfanden neuartige Fasermatten. „Wir entwickelten spezielle Rezepturen, damit sie eine besonders geringe Dichte bei ausreichend enger Porengrößenverteilung aufweisen und die Isoliereigenschaften ihr Optimum erreichen.“ Erste Praxistests haben gezeigt, dass die Isolierelemente aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit geeignet wären, bisher genutzte Lösungen wie Styropor zu ersetzen.

Ganz zufrieden sind die Forscher noch nicht

Ganz zufrieden sind die TU-Forscher trotzdem nicht. Damit die Elemente für Lebensmittel einsetzbar sind, ist im Moment noch eine dünne Kunststoffummantelung notwendig. Die macht zwar nur sieben Prozent der Verpackung aus, für Gailat und seine Kollegen ist das aber immer noch zu viel.

„Sie könnte so zwar ins Altpapier, aber es sind genau diese dünnen Kunststofffolien, die unsere Meere verschmutzen.“ Deshalb forschen die Dresdner weiter. Noch in diesem Jahr wollen sie eine neue Barriereschicht auf natürlicher Cellulose-Basis finden, mit der die Isolierelemente ummantelt werden können. Dann hieße es: Verpackungen entsorgen – Blaue Tonne auf, Deckel zu, fertig.

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