Innovatives Verpackungsmaterial aus Spargelfasern

Alternative Rohstoffe: Verpackungsmaterial aus Spargelfasern

Spargel ist in Deutschland ein beliebtes Saisongemüse. Deutschland landete 2019 im weltweiten Vergleich der Spargelproduktion mit circa 130.000 Tonnen auf Rang vier. Bei der Hälfte davon sind jedoch die Stangen zu dick, zu dünn, gebrochen oder beschädigt. Diese werden zu Tierfutter. Schalen, Endstücke oder „krumme Stängel“ landen somit als Abfallprodukte in der Biotonne.

Basierend auf diesem Hintergrund interessierte sich ein Forschungsprojekt der HM für alternative Einsatzmöglichkeiten von Spargelfasern. Prof. Dr. Helga Zollner-Croll von der Fakultät für Papier und Verpackung suchte nach neuen Möglichkeiten, Spargel als Rohstoff für die Karton- oder Papierherstellung zu verwenden.

Aus Spargelresten wird Verpackung für Beeren

„Wir konnten aus dem Spargel Fasermaterial gewinnen. Mithilfe eines Laborfasergussverfahrens haben wir Beerenschalen hergestellt. Die raue Oberfläche eignet sich gut für Beerenverpackungen, beispielsweise für Erdbeeren. Möglicherweise kann man sogar auf Vliese oder Saugeinlagen verzichten“, sagt Professorin Helga Zollner-Croll zu den Ergebnissen ihrer Laborversuche.

Versuche für die nachhaltige Verwendung von Spargelfasern

Das von „Bayern Innovativ“ geförderte Projekt untersuchte zunächst, inwiefern Spargel-Reststoffe überhaupt zur Faserherstellung für Verpackungsmaterial geeignet sind. Dazu zerfaserte das Team um Zollner-Croll Spargelschalen, Endstücke und ganze Stangen der Spargelsorten Grolim, Gijnlim und Fortems durch eine Zellstoff-Mühle. Diese schließt die Spargelfasern auf, um sie im Labor zu untersuchen. Das Forschungsteam untersuchte die Fasersuspensionen zunächst nach den für die Papierherstellung wichtigen Entwässerungseigenschaften und dem Wasserrückhaltevermögen. Eine Analyse der Spargelfaser-Filtrate auf ihre Beschaffenheit und ihren Sauerstoffbedarf gab Aufschluss darüber, wie gut der Wasserkreislauf bei der Papierverarbeitung zu schließen ist.

Von Spargelfasern zu Spargelpapier

Bachelorstudentin Johanna Kenkenberg verarbeitete die Spargelfasern anschließend gemeinsam mit Zellstofffasern in verschiedenen Mischungen zu Laborblättern für eine Papierprüfung. Ihr Ergebnis: Demnach eignen sich die Spargelfasern für die Herstellung von Papier, da sie ähnliche Festigkeiten wie sogenannte Sulfit-Kurzfasern haben. Im Papier sind die einzelnen Spargelfasern klar erkennbar, die leicht beige Färbung spiegelt die Natürlichkeit des Papiers wider. Die Faserausbeute ist jedoch aufgrund des sehr hohen Wassergehalts der Spargelstangen niedrig. Da der Spargel beim Mahlen schäumt, ist das Waschen der Fasern vor dem Mahlen sehr wichtig. Das reduziert die Belastung des Wasserkreislaufs und erhöht die Zugfestigkeit der Fasern. Welche Spargelsorte dafür eingesetzt wird, hat einen großen Einfluss auf das Mahlergebnis.

Ziel von Zollner-Croll ist es, die Spargelfasern bestmöglich zu nutzen, bis im Sinne der Nachhaltigkeit ihr gesamtes Potential ausgeschöpft ist. So könnte beispielsweise ein Spargelhof aus den Fasern Körbchen herstellen, um die eigenen Erdbeeren am Hof zu vermarkten.

Das Forschungsprojekt förderte “Bayern Innovativ”. Im Forschungsteam arbeiteten die Studierenden Anne Schäfer, Johanna Kenkenberg, Paulina Hahn und Anke Lind als wissenschaftliche Mitarbeiterin. Projektpartner war die Baumann Vertriebs GmbH & Co. KG, Rohstofflieferant war die Spargel + Beeren Baumann Agrar KG.

4 Fragen an Prof. Dr. Helga Zollner-Croll

Wie genau kam es zu der Idee?
Die Idee stammt von Frau Annika Baumann vom Spargelanbau. Spargelendstücke, Schalen, zu dünne oder zu krumme Stangen – diese Reste werden für gewöhnlich entsorgt. Eine Biogasanlage wäre eine Alternative, aber hinsichtlich der Wertschöpfungskette ist es besser, die Fasern vorher zu verwenden, bevor man sie verbrennt.

Für welche Produktbereiche eignen sich die Fasern noch?
Generell für Papier und Verpackungsprodukte. Da jedoch die Mengen limitiert sind, wird es sicher ein Nischenprodukt bleiben.

Wie kann es gelingen, diese alternativen Rohstoffe noch mehr in der Industrie zu verankern?
Wir möchten demnächst einen Forschungsantrag stellen, zusammen mit einem industriellen Hersteller von Verpackungspapieren bzw. Karton, Baumann Spargelanbau und Vertretern von Trocknungsanlagen, um Themen wie Trocknung, Lagerung sowie Logistik anzugehen und zu optimieren.

Was sind die größten Herausforderungen bei solch einem Produkt?
Spargel ist ein saisonales Produkt, geringe Menge, limitierte Verfügbarkeit – deshalb ist es auch nur für einen begrenzten Einsatz möglich.

Text: Hochschule München
Bilder: Johanna Weber