HempFill

Nachhaltige Hanffasern als F¨¹llstoff der Zukunft

Mitglied des Projekts:
Michel Finke

Studiengang/Fachbereich:
Master Agrar- und Lebensmittelwirtschaft

Die Idee:
Das Projekt hat zum Ziel, Hanffasern, die als Abfallstoff in der Hanfvliesherstellung anfallen, so aufzubereiten, dass sie als Additiv den Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche entsprechen. Fokussierte Anwendungsgebiete sind eine pflanzenbasierte Lederalternative, Spezialpapiere oder Kunststoffcompounds. Daf¨¹r m¨¹ssen Versuche im Technikum verschiedener Hersteller von Zerkleinerungs-, Sieb- und Pelletiertechnik gemacht werden, um auf Basis der Erfahrungen im weiteren Schritt 
ein Verfahren zur Herstellung der Zwischenprodukte zu entwickeln. 

 

Wie viel F?rderung hast du genutzt und wof¨¹r?
Ich habe 6.500€ F?rderung genutzt f¨¹r 

  • Einkauf Hanffasern 
  • Zerkleinerungsversuche 
  • Trennversuche
  • Pelletierversuche 

jeweils im Technikum eines geeigneten Maschinenherstellers.

 

Was war urspr¨¹nglich geplant ¨C und was ist tats?chlich in den 6 Monaten passiert?
Zu Beginn des Projekts wurde planm??ig der Abfallstoff aus Hanfaufschlussanlagen eingekauft und im Technikum der Firma Pallmann auf verschiedenen Maschinen zerkleinert. Dabei erwies sich ein Gro?teil der getesteten Anlagen als ungeeignet. Lediglich eine Doppelstromm¨¹hle konnte das Material effizient zerkleinern. Ziel der Zerkleinerung war es, den im Fasergemisch enthaltenen Holzanteil st?rker zu reduzieren als die Fasern, um anschlie?end eine bessere Abtrennung mittels Siebung zu erm?glichen. Dieses Ziel konnte jedoch nicht wie erwartet erreicht werden. 

Infolgedessen wurde ein zweiter Entwicklungspfad verfolgt, der nicht auf dem Abfallstoff, sondern auf Hanfstroh basiert, das direkt vom Landwirt bezogen wird. Hierf¨¹r wurde Faserhanfstroh eingekauft und in einer Hammerstrohm¨¹hle zerkleinert. Der Zerkleinerungsprozess verlief zwar vergleichsweise schwerf?llig, die erzeugte Materialmenge war jedoch ausreichend f¨¹r weiterf¨¹hrende Siebversuche. Dabei konnte beobachtet werden, dass sich das Holz durch die mechanische Beanspruchung teilweise von den Fasern l?ste. 

Anschlie?end wurden bei der Firma Rhewum Siebtechnik beide Materialien hinsichtlich ihrer Siebeignung untersucht. Der zuvor in der Doppelstromm¨¹hle zerkleinerte Abfallstoff zeigte eine zu homogene und feine Struktur, sodass keine ausreichende Trennsch?rfe zwischen Faser- und Holzanteilen erzielt werden konnte; beide Fraktionen wurden weitgehend gemeinsam ausgesiebt. Im Gegensatz dazu wies das zerkleinerte Hanfstroh deutlich bessere Siebeigenschaften auf: Die Fasern verblieben gr??tenteils auf dem Sieb, w?hrend ein Teil des Holzanteils hindurchfiel. Allerdings konnten gr??ere Holzpartikel nicht ausreichend abgetrennt werden. Daraus ergab sich die Schlussfolgerung, einen zus?tzlichen Zerkleinerungsschritt zu integrieren, der den Holzanteil gezielt und m?glichst gleichm??ig auf etwa 10 mm reduziert, um die Trennleistung der Siebung zu verbessern. 

Im Anschluss wurde das Material mit den vielversprechendsten Eigenschaften in einem Pelletierversuch bei der Firma EcoKraft verdichtet, um die Dosierbarkeit der Fasern zu erh?hen. Die Pelletierung verlief ohne gr??ere Komplikationen und lieferte ein akzeptables Ergebnis. F¨¹r Anwendungen in Papier oder Lederalternativen sind die erzielten Qualit?ten derzeit jedoch noch nicht ausreichend, sodass weitere Versuche und Verfahrensoptimierungen erforderlich sind. F¨¹r den Einsatz in Kunststoffen hingegen ist die Materialqualit?t bereits geeignet. Entsprechende Pr¨¹fk?rper werden in K¨¹rze bei der Firma BioFed hergestellt, um die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. 

Parallel zu den technischen Versuchen wurde intensive Netzwerkarbeit betrieben. Dabei konnte ein Unternehmen identifiziert werden, das in der Lage ist, den eingekauften Abfallstoff aus Hanfaufschlussanlagen in seinem Prozess zu verarbeiten und zumindest f¨¹r die Papieranwendung geeignete Qualit?ten zu erzeugen. Auf Basis dieser Fasern konnte die Firma K?mmerer erfolgreich ein Hanfpapier herstellen. Im Rahmen eines Vor-Ort-Besuchs der Anlage konnten wertvolle Einblicke gewonnen werden, die in die weitere Verfahrensentwicklung einflie?en werden. 

Neben der technischen Entwicklung wurde zudem eine Analyse der Wertsch?pfungskette durchgef¨¹hrt, um strukturelle Herausforderungen zu identifizieren. Auf dieser Grundlage wurde ein Gesch?ftsmodell entwickelt und iterativ weiter ausgearbeitet. Dieses sieht ein dezentrales Netzwerk von Erstaufbereitungsanlagen im Franchise bei landwirtschaftlichen Betrieben vor, kombiniert mit zentral koordinierten Funktionen wie Vermarktung, Marketing, Forschung und Entwicklung, Qualit?tsmanagement sowie gegebenenfalls Weiterverarbeitung. Der Fokus liegt dabei ausschlie?lich auf Kurzfasern sowie auf einem Aufbereitungsverfahren, das eine dezentrale Umsetzung erm?glicht. 

 

Was hast du gelernt (fachlich & pers?nlich)?
Im Verlauf des Projektes hat sich gezeigt, dass der urspr¨¹nglich geplante Ansatz, einen heterogenen Abfallstrom aus Hanfaufschlussanlagen durch reine Zerkleinerung und anschlie?ende Siebung in verwertbare Fraktionen zu trennen, nur eingeschr?nkt geeignet ist. Insbesondere f¨¹hrte die zu homogene Zerkleinerung in der Doppelstromm¨¹hle dazu, dass keine ausreichende Trennsch?rfe zwischen Faser- und Holzanteilen erreicht werden konnte. Eine zentrale Erkenntnis war daher, dass nicht nur die eingesetzte Verfahrenstechnik, sondern insbesondere der Ausgangszustand des Materials entscheidend f¨¹r die sp?tere Trennbarkeit ist. Der alternative Ansatz, direkt mit Hanfstroh zu arbeiten, zeigte deutlich bessere Ergebnisse, da sich hier durch die mechanische Beanspruchung eine nat¨¹rlichere Trennung von Faser- und Holzbestandteilen einstellen konnte. Darauf aufbauend wurde deutlich, dass ein mehrstufiges Aufbereitungsverfahren notwendig ist, bei dem die Zerkleinerung gezielt so gesteuert wird, dass der Holzanteil auf eine definierte Korngr??e gebracht wird, ohne die Fasern ¨¹berm??ig zu sch?digen. Die Kombination aus angepasster Zerkleinerung und Siebung stellt aktuell den vielversprechendsten Ansatz dar. 

Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die erzeugten Faserqualit?ten f¨¹r unterschiedliche Anwendungen stark variieren. W?hrend die Anforderungen f¨¹r Anwendungen wie Papier oder Lederalternativen aktuell noch nicht erf¨¹llt werden, ist eine Nutzung als Kurzfaseradditiv in Kunststoffen bereits realistisch. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, Anwendungen und Qualit?tsanforderungen fr¨¹hzeitig mitzudenken und den Prozess darauf auszurichten. Zus?tzlich wurde deutlich, dass bereits bestehende industrielle Prozesse existieren, die ?hnliche Rohstoffe erfolgreich verarbeiten k?nnen. Der Austausch mit etablierten Akteuren entlang der Wertsch?pfungskette hat wertvolle Einblicke geliefert und best?tigt, dass eine wirtschaftliche Nutzung grunds?tzlich m?glich ist. Die Analyse der Wertsch?pfungskette hat gezeigt, dass die gr??ten Herausforderungen weniger in einzelnen Prozessschritten, sondern vielmehr in der Struktur der Rohstoffbereitstellung und Logistik liegen. Insbesondere die geringe Wertdichte des Materials und die dezentralen Anfallorte sprechen gegen zentrale Gro?anlagen. Daraus entstand die Erkenntnis, dass ein dezentrales Aufbereitungskonzept, nahe am landwirtschaftlichen Ursprung, deutliche Vorteile bietet. Das entwickelte Gesch?ftsmodell eines dezentralen Netzwerks von Erstaufbereitungsanlagen mit zentral koordinierten Funktionen adressiert genau diese strukturellen Herausforderungen. 

Auf pers?nlicher Ebene war die wichtigste Erkenntnis, wie entscheidend es ist, Annahmen fr¨¹hzeitig praktisch zu ¨¹berpr¨¹fen. Mehrere urspr¨¹nglich plausibel erscheinende Ans?tze konnten im Versuch nicht best?tigt werden, was eine schnelle Anpassung der Strategie erforderlich machte. Zudem hat sich gezeigt, wie wertvoll der direkte Austausch mit Maschinenherstellern und Industriepartnern ist. Der Zugang zu technischem Know-how und praktischer Erfahrung hat die Entwicklung ma?geblich beschleunigt und zu realistischeren Einsch?tzungen gef¨¹hrt. Ein weiteres Learning war der Umgang mit Unsicherheit und iterativen Entwicklungsprozessen. Anstelle eines linearen Vorgehens hat sich ein flexibler, hypothesengetriebener Ansatz als deutlich effektiver erwiesen. Grade in diesem Stadium sind langfristige Pl?ne h?ufig schon nach wenigen Monaten hinf?llig, da neue Erfahrungen und Einfl¨¹sse zur regelm??igen Anpassung und ?berarbeitung der Pl?ne f¨¹hren und teilweise zu komplett neuen Ans?tzen.  

 

Wie geht es mit deiner Idee jetzt weiter, bzw. soll es ¨¹berhaupt mit der Idee weitergehen?
Um das Verfahren weiter zu optimieren, wurde ein EIP-projekt beantragt, das genehmigt wurde und am 1.04.2026 startet. Ziel dieses Projektes ist es gemeinsam mit verschiedenen Forschungsinstituten, Landwirten und Industriepartnern aus den Bereichen Leder und Papier ein Verfahren zu entwickeln, dass genau die geforderten Qualit?ten f¨¹r die geplanten Anwendungsgebiete liefert. Dabei soll die gesamte Wertsch?pfungskette vom Anbau beim Landwirt bis zur Anwendung in der Industrie ber¨¹cksichtigt werden. Die Kick-Start-F?rderung war dabei sehr hilfreich, um erste Hypothesen zu testen, Erfahrungen zu sammeln und eine grunds?tzliche Machbarkeit festzustellen.  

Des Weiteren wurde der Kontakt zu einem Konstruktionsb¨¹ro aufgenommen, mit dem zusammen der Bau einer Prototypenanlage geplant ist. In die Planung und den Bau sollen die Erfahrungen des EIP-Projektes einflie?en. F¨¹r die Ausf¨¹hrung werden noch Finanzierungsm?glichkeiten gepr¨¹ft.  

 

Warum w¨¹rdest du anderen empfehlen, sich f¨¹r KickStart zu bewerben?
Kick-Start bietet eine gute M?glichkeit mit einer Idee im sehr fr¨¹hen Stadium erste Erfahrungen zu sammeln, auszuprobieren und in die Startup-Welt von Osnabr¨¹ck hineinzuschauen. Es besteht kein Druck am Ende ein fertiges Produkt oder bestimmte Meilensteine erreicht zu haben. Der Fokus liegt auf dem Ausprobieren, Fehler zu machen und Erfahrungen zu sammeln.  Die Anmeldung/ Bewerbung ist sehr einfach und niedrigschwellig und das Umfeld f?rdert das Entwickeln von Ideen und Kreativit?t. Man bekommt interessanten Input durch die Workshops, gute Unterst¨¹tzung f¨¹r die ersten Schritte von den RISE-Mitarbeitern und Kontakte in das Startup-Netzwerk von Osnabr¨¹ck.

 

Warum w¨¹rdest du anderen empfehlen, die Unterst¨¹tzungsangebote des RISE in Anspruch zu nehmen?
Im Grunde dieselbe Antwort wie in Frage 6. Vielleicht noch erg?nzend: Das RISE bietet einige interessante Workshops rund um das Thema Gr¨¹ndung an. Au?erdem hat man mit dem RISE einen Ort, an dem man durch die Werkstatt und die Unterst¨¹tzung der Mitarbeiter die M?glichkeit hat, viele Dinge auszuprobieren. Zudem steht das RISE bei Fragen immer zur Verf¨¹gung oder kann innerhalb des ?kosystems in Osnabr¨¹ck vernetzen und so T¨¹ren ?ffnen.