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Entwicklung eines automatisierten Gewinnungsprozesses von Hanfbaststreifen

Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Entwicklung eines automatisierten Gewinnungsprozesses von Hanfbaststreifen (HBS) aus Hanfstängeln. Das Verfahren ist so gestaltet, dass die HBS nahezu nicht geschädigt werden. Dadurch ist deren Weiterverarbeitung zu biobasierten Hochleistungs- Verbundwerkstoffen möglich.

Faserverbundwerkstoffe zählen heute zu den wichtigsten Konstruktionswerkstoffen im Leichtbau. Unter anderem, um die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren, wird bei deren Herstellung zunehmend versucht, fossile und andere endliche Rohstoffe durch biobasierte Materialien zu ersetzen. Während für die Erzeugung von Biopolymeren als Matrixwerkstoff schon industrietaugliche Verfahren existieren, besteht bei der Herstellung von Naturfasern noch erheblicher Forschungsbedarf. Traditionelle Verfahren zur Gewinnung solcher Rohstoffe aus Bastfaserpflanzen führen zu Beschädigungen der Faserstruktur. Die Nutzung dieser Verfahren zur Herstellung der Halbzeuge von Hochleistungs-Verbundwerkstoffen ist dadurch nicht möglich. Für den Faserrohstoff Hanfbaststreifen (HBS) ergeben sich demgegenüber aufgrund dessen, dass bei der Gewinnung keine bzw. nur eine geringe Schädigung der Fasern auftritt, und den daraus resultierenden sehr guten mechanischen Eigenschaften aussichtsreiche Nutzungsoptionen. Unter Beteiligung der Hanffaser Uckermark eG ist ein Funktionsmuster einer Maschine entwickelt worden, mit dem Hanfbastrinde schädigungsarm vom Hanfholzkörper isoliert werden kann. Der aktuelle Entwicklungsstand ist jedoch noch nicht ausreichend prozessstabil und berücksichtigt wesentliche Teilschritte der Prozesskette zur Verarbeitung der Hanfstängel zum Naturfaserprodukt noch nicht. Das Vorhaben hat daher zum Ziel, alle relevanten Teilschritte der Prozesskette der Verarbeitung von Hanfstängeln zu hochwertigen HBS-Rohstoffen zu automatisieren. Hierfür soll eine Anlage realisiert werden, mit welcher die Automatisierbarkeit des gesamten Gewinnungsprozesses in Einsatzumgebung erprobt und nachgewiesen werden kann. Parallel dazu sollen die landwirtschaftlichen Anbau- und Erntetechniken der Hanfpflanzen zur Optimierung der Rohstoffverarbeitungseigenschaften und der Erzeugnisqualitäten weiterentwickelt werden.

Die erzielten Projektergebnisse sowie die während der Durchführung gesammelten Erfahrungen sollen auf vielfältige Weise genutzt und verwertet werden. Für die wirtschaftliche Verwertung soll der im Zuge des Projektes aufgebaute Prototyp im Anschluss durch HFU bis zur industriellen Reife weiterentwickelt und in die Produktionsanlage integriert werden, um die vorhandene und weiter steigende Nachfrage nach hochwertigen biobasierten Ausgangsrohstoffen zur Herstellung von naturfaserbasierten, hoch belastbaren Leichtbauprodukten bedienen zu können. Damit ergeben sich eine Steigerung des Umsatzes des Unternehmens und die Schaffung neuer Arbeitsplätze für die Bedienung der Anlage sowie den Vertrieb dieser Produkte. Die gewonnenen Erkenntnisse bei der landwirtschaftlichen Gewinnung der Hanfpflanzen sollen durch die Festschreibung in den Verträgen mit den die Hanfstängel liefernden Landwirtschaftsbetrieben genutzt werden. Zur Stärkung der eigenen Marktstellung soll das gewonnene technische Wissen geschützt werden. Durch die Veröffentlichung der erzielten Ergebnisse wird zudem die Bekanntheit von HFU und ihrer Produkte erhöht, wodurch die Nachfrage ihrer Produkte weiter gesteigert werden soll. Für das LWM kommt es durch das Vorhaben zu einer Steigerung der Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung von Naturstoffen. Außerdem werden die Stärken im Bereich der Prozessanalyse und der darauf aufbauenden datengetriebenen Optimierung von Prozesssteuerungen ausgebaut. Zusammen mit den angesprochenen Veröffentlichungen wird damit die Wettbewerbsfähigkeit des LWM bei der Einwerbung weiterer Forschungsvorhaben gestärkt und die Kompetenz zur erfolgreichen Bearbeitung von Forschungsthemen weiter ausgebaut. Durch die Einbindung von Studien- und Abschlussarbeiten während der Projektdurchführung wird zudem die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses gefördert.