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Aus Kokosfasern wird funktionelle Cellulose

Kokosfasern sind bislang vor allem ein Reststoff. Forschende zeigen nun im Labormaßstab, wie sich daraus ein zellulosereicher Rohstoff für ein vielseitig einsetzbares Material gewinnen lässt.

Die Visualisierung zeigt schematisch, wie sich die Struktur von Kokosfasern bei der Aufbereitung zur funktionellen Cellulose verändert.
Quelle: KI-generierte Visualisierung auf Basis von Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen aus Vieira et al. (2026).
Die Visualisierung zeigt schematisch, wie sich die Struktur von Kokosfasern bei der Aufbereitung zur funktionellen Cellulose verändert.

Ein Forschungsteam um die Federal University of Sergipe in Brasilien hat Kokosfasern im Labormaßstab mit einer zweistufigen Vorbehandlung aufbereitet. Nach anschließender Bleiche entstand ein zellulosereicher Zellstoff, aus dem das Team Carboxymethylcellulose (CMC) herstellte.

CMC ist chemisch veränderte Zellulose, die unter anderem die Viskosität von Flüssigkeiten beeinflussen und verdickend wirken kann. Als Ausgangsstoffe dienen meist Holzzellstoff und Baumwolllinters. Letztere sind kurze Fasern, die nach dem Entkörnen an den Baumwollsamen zurückbleiben. Die Forschenden verweisen beim Einsatz von Holzzellstoff auf Wasserverbrauch, Bodenerosion, eine abnehmende Bodenqualität und Auswirkungen auf den Wasserhaushalt. Bei Baumwolllinters nennen sie mögliche Verunreinigungen mit gentechnisch veränderten Organismen aus der globalen Baumwolllieferkette. Kokosfasern werden daher als mögliche alternative Zellulosequelle untersucht.

Zellulose Schritt für Schritt freilegen 

Die aktuelle Studie kombiniert zwei Vorbehandlungen. Bei der Autohydrolyse löst heißes Wasser vor allem Hemicellulosen heraus und macht die Faserstruktur für die weitere Aufarbeitung zugänglicher. Beim Organosolv-Verfahren kommen organische Lösungsmittel zum Einsatz, um insbesondere Lignin aus dem Faserverbund zu entfernen.  

Nach der Entfernung löslicher Begleitstoffe wurden die Fasern 20 Minuten bei 195 Grad Celsius mit Wasser behandelt. Danach folgte für zwei Stunden bei 185 Grad Celsius die Organosolv-Behandlung mit Ethanol, Wasser und Natronlauge. Eine Bleiche entfernte weiteres Lignin. Auf diese Weise stieg der Zelluloseanteil von 40 % in den unbehandelten Fasern auf etwa 79 % nach der Bleiche. Hemicellulosen wurden dabei nahezu vollständig entfernt. 

Unterschiedliche Prozessfolgen für CMC aus Kokosfasern 

Aus dem gewonnenen Zellstoff stellte das Team anschließend CMC her. Bei der sogenannten Carboxymethylierung werden Carboxymethylgruppen in die Zellulose eingebaut und verändern unter anderem deren Wasserlöslichkeit. Die CMC-Ausbeute entsprach knapp 31 % der eingesetzten gebleichten Zellstoffmasse.  

Im Juli 2026 hatte dieselbe Forschungsgruppe eine dreistufige Abfolge aus Autohydrolyse, alkalischer Extraktion und Organosolv untersucht. Nach der Bleiche erreichte der Zellstoff dort rund 86 % Zellulose, die CMC-Ausbeute lag bei etwa 38 %. In der September-Studie folgt auf die Autohydrolyse direkt das Organosolv-Verfahren. Die gemessenen Werte lagen niedriger. Beide Publikationen beruhen jedoch auf getrennten Versuchen und stellen keinen direkten experimentellen Vergleich der beiden Prozessfolgen dar.  

Weitere Forschung sollte zeigen, wie sich Vorbehandlung und CMC-Synthese optimieren lassen und ob das Verfahren auch in größerem Maßstab wirtschaftlich umsetzbar ist.  

mw