Gepresst, verwachsen und verkohlt

Bei der Herstellung von Hanfsamenöl bleibt ein großer Teil der Samen als Presskuchen zurück. Aus 100 Tonnen Hanfsamen entstehen etwa 60 bis 70 Tonnen dieses festen Rückstands. Er enthält weiterhin Fette, Proteine und Pflanzenfasern und wird unter anderem als Tierfutter sowie zur Herstellung von Lebensmitteln wie Hanfmehl oder Hanfprotein genutzt. Ein Forschungsteam hat nun untersucht, wie sich der Hanfpresskuchen noch weiterverwerten lässt. Die Studie erschien im Fachjournal Biotechnology for Biofuels and Bioproducts.

Pilz wertet den Presskuchen auf

Zunächst ließen die Forschenden den wärmeliebenden Pilz Thermomyces lanuginosus zehn Tage lang auf angefeuchtetem Hanfpresskuchen wachsen. Dabei veränderte der Pilz den Presskuchen und bildete zwei Enzyme: Lipase, die Fette spaltet, und Xylanase, die Bestandteile pflanzlicher Zellwände abbaut. In dem fermentierten Material fanden sie anschließend mehr lösliche Proteine und freie Aminosäuren, also einzelne Eiweißbausteine. Die Studie beschreibt dies als Verbesserung der ernährungsphysiologischen Eigenschaften des Materials. Ob es sich dadurch besser als Lebens- oder Futtermittel eignet, wurde jedoch nicht untersucht.

Aus dem Rest wird Hydrokohle

Im Anschluss verarbeiteten die Forschenden die feste Restbiomasse weiter. Dafür mischten sie den fermentierten Presskuchen mit Wasser und erhitzten ihn fünf Stunden lang bei 250 Grad Celsius in einem geschlossenen Behälter. Weil der Wasserdampf nicht entweichen kann, steigt der Druck und das Wasser bleibt auch bei dieser hohen Temperatur größtenteils flüssig. Bestandteile der Pflanzenmasse werden dabei abgebaut, während sich Kohlenstoff im festen Rest anreichert. So entsteht ein kohleähnliches Material, die sogenannte Hydrokohle.

Rund 40 Prozent der eingesetzten trockenen Biomasse blieben als Hydrokohle zurück. Ihr Brennwert lag bei rund 29 Megajoule pro Kilogramm, gegenüber etwa 19 Megajoule beim Hanfpresskuchen. Damit kommt sie grundsätzlich als fester Brennstoff infrage.

Neben der Hydrokohle bleibt nach dem Abkühlen nährstoffhaltiges Prozesswasser zurück. Darin haben sich unter anderem Stickstoff und Kalium aus der Biomasse angesammelt. Die Forschenden sehen deshalb Potenzial für eine Nutzung als Dünger. Dafür müsste die Flüssigkeit jedoch zunächst weiterbehandelt oder verdünnt und die geeignete Einsatzmenge bestimmt werden.

Neu ist vor allem die Kombination der Verarbeitungsschritte. Nach Angaben des Teams wurde Hanfpresskuchen bislang nicht erst mit T. lanuginosus zur Enzymproduktion genutzt und anschließend zu Hydrokohle und nährstoffhaltiger Flüssigkeit weiterverarbeitet. Die Versuche fanden im Labormaßstab statt. Für eine praktische Anwendung müssen die Prozesse weiter optimiert und ihre Wirtschaftlichkeit sowie Umweltbilanz untersucht werden.

js