WO2024094715A1 - Vorrichtung zum separieren von pflanzenfasern aus bastfaserpflanzen, verfahren hierzu, silageballen erhältlich davon, sowie verwendung der pflanzenfasern - Google Patents

Vorrichtung zum separieren von pflanzenfasern aus bastfaserpflanzen, verfahren hierzu, silageballen erhältlich davon, sowie verwendung der pflanzenfasern Download PDF

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WO2024094715A1
WO2024094715A1 PCT/EP2023/080395 EP2023080395W WO2024094715A1 WO 2024094715 A1 WO2024094715 A1 WO 2024094715A1 EP 2023080395 W EP2023080395 W EP 2023080395W WO 2024094715 A1 WO2024094715 A1 WO 2024094715A1
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WO
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bast
silage
unit
bands
degumming
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Application number
PCT/EP2023/080395
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Inventor
Erik HAGANDER
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Nettle Circle Gmbh
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/50—Obtaining fibres from other specified vegetable matter, e.g. peat, Spanish moss
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B9/00—Other mechanical treatment of natural fibrous or filamentary material to obtain fibres or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
    • D01C1/00—Treatment of vegetable material
    • D01C1/04—Bacteriological retting

Definitions

  • the invention relates to a device for separating plant fibers from bast fiber plants, a method for this purpose using the device, silage bales obtained by the method, and the use of the separated plant fibers obtained by the method for further processing.
  • Plant fibers for example from bast fiber plants such as flax or hemp, are used in a variety of industrial applications.
  • the bast fibers sclerenchyma plant fibers
  • the strengthening tissue i.e. in the outer layer of the plant stem, together with other components such as pectins, hemicelluloses and lignins, mostly as fiber or cell bundles.
  • the cell walls (primary and secondary cell walls) of the individual plant fiber cells consist mainly of cellulose and are connected by middle lamellae, primarily pectins, hemicelluloses and lignins, also known as gum substances, to plant fiber bundles that extend almost the entire length of the stem.
  • middle lamellae primarily pectins, hemicelluloses and lignins, also known as gum substances.
  • the amount of the individual gum components depends on the degree of maturity of the plants. If the plant fibers are to be processed into yarns using a short-staple spinning process, such as the cotton spinning process, the plant fiber bundles must first be freed of the gum components and then broken down into individual plant fibers by means of Lacization, for example by using diluted alkalis to dissolve the pectins.
  • the plant fibres In order to separate the plant fibres from the respective bast fibre plants, the plant fibres must not only be separated from the inside of the stem, i.e. the wood core, but also from the other components of the strengthening tissue.
  • the grown plants are pulled out of the ground with their roots, i.e. plucked or pulled out, and then subjected to retting in the field, particularly field retting, i.e. plants are left in the field for a certain period of time - usually four days to several weeks.
  • field retting i.e. plants are left in the field for a certain period of time - usually four days to several weeks.
  • bacteria and fungi break the bond between the plant fiber bundles and the surrounding tissue.
  • the predominant retting method is dew retting, also known as field retting, in which the flax straw is left in the fields. This process is environmentally friendly because, among other things, nutrients created during retting are partially returned to the soil.
  • the disadvantages of this process are its susceptibility to weather and the length of the retting process.
  • the fibres - and thus the entire harvest - can be destroyed, for example through microbial degradation of the plant fibres.
  • the weather also plays a critical role, as too much rain can have a very negative effect on the plant fibres.
  • the stalks are to be kept for later processing, i.e. stored, they must at least be dry. This shows how critical it is to find the right time to process the roses further.
  • the roasted plant stalks are dried and mechanically processed in the well-known process for bast fiber plants.
  • the wood cores are first broken and chopped into small pieces, so-called shives.
  • shives During the subsequent swinging, the chopped pieces of the wood core are separated from the bast, for example flax bast.
  • This also produces short flax plant fibers, called tow.
  • the flax is hackled and parallelized and further cleaned.
  • the flax plant fibers, also known as long plant fibers are then twisted into plaits and taken to spinning mills.
  • the short plant fibers either arise as a by-product during the long plant fiber extraction process, or the entire production is geared towards short plant fibers.
  • Nettle plants which also contain plant fibers and are also bast fiber plants, such as the large stinging nettle (Urtica dioica), the Himalayan nettle (Girardinia diversifolia), also known as the wild Himalayan nettle, the reed nettle (Urtica kioviensis) and the Siberian hemp nettle (Urtica cannabina) are plant species of the nettle family (Urticaceae). These nettles can be grown in Central Europe and have high-quality plant fibers.
  • Fine yarns can be made from them, which are very suitable as a starting material for the production of fabrics for various applications, such as clothing, blankets, cloths, sacks, etc., or for the production of ropes or similar longitudinal elements.
  • the resulting products are characterized in particular by increased durability, lightness, heat regulation, longevity, breathability, antimicrobial properties and moisture-regulating properties. These properties can also be individually adjusted by specifically processing the fibers.
  • the plant fibers of the large nettle (Urtica Dioica), the Himalayan nettle (Girardinia diversifolia), the reed nettle (Urtica kioviensis) and the Siberian hemp nettle (Urtica cannabina) differ from the plant fibers of other nettle species and from the plant fibers of other bast fiber plants such as flax in particular by the spin structure, which gives the products made from the plant fibers of the nettle plants their excellent properties. Therefore, the Plant fibers of the nettle plants mentioned are much more difficult to separate.
  • the nettle plants are cut just above the ground, i.e. usually mown and then left on the ground for 2-3 weeks for the "field retting". Depending on the weather conditions, this process is better or worse, although the yield and quality of the field retting can be subject to strong fluctuations due to the weather.
  • the stems are collected and dried in order to then extract the fibers in a mechanical process (e.g. hammer mill).
  • a mechanical process e.g. hammer mill
  • DE-A-10 2017 011 741 describes a process for an enzymatic-surfactant digestion of bast fibres, whereby bast strips or bast fibres or bundles of bast strips or bast fibres are held at one end by a holder, but are otherwise in a container or hanging in or down from a container.
  • This container is flooded or rinsed with water or a liquid.
  • the bast or bast fibres in the water or liquid are then subjected to a fermentation, decomposition, washing or rinsing process, or a combination of these. Air is passed into the container during the washing or rinsing process, i.e. the process takes place under aerobic conditions.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device and a method with which bast fiber plants can be harvested as easily as possible and processed in such a way that the plant fibers of the bast fiber plants can be easily separated from the other components in the bast fiber plant.
  • the device and the method should ideally also be able to be used for nettle plants, in particular stinging nettles, which are difficult to process using conventional methods.
  • the extraction and further processing of the plant fibers should be as independent of the weather as possible. It should also be possible to process the entire harvest, i.e. all cut nettle plants, into plant fibers without loss, even in critical and/or unfavorable weather conditions.
  • the plant fibers should be able to be stored during and/or after separation in such a way that they can be further processed, for example, months after the harvest, and thus at any later point in time.
  • the device according to the invention, the method according to the invention, the silage bales (7) obtainable according to the invention, and the use according to the invention can surprisingly be used not only for nettle plants, but generally for bast fiber plants (2).
  • Silage bales (7) are known in agriculture for storing cut grass. It is important that the grass is stored in such a way that it does not undergo any change, i.e. that no reaction occurs. Thus, the expert would not store the bast bands (4) in silage bales (7) for separating the plant fibers present in the bast bands (4), especially since, according to the method according to the invention, the silage bales (7) surprisingly also serve as a chemical or biochemical reactor. Not only is this not known, but the expert would therefore select an easily controllable container, for example an anaerobically sealable tank, as the reactor for separating the plant fibers and storing the resulting products, as is often described in the literature.
  • an easily controllable container for example an anaerobically sealable tank
  • the high-quality plant fibers contained in this plant can be extracted efficiently in the required quality and spun into yarns as a starting material for the production of materials for various applications, such as clothing, blankets, cloths, sacks, etc., or used for the production of ropes or similar longitudinal elements.
  • the device (9) according to the invention surprisingly allows simple mechanical processing of the bast fiber plants (2) into bast bands (4) and storage and separation of the plant fibers (1) from the other components of the bast bands (4) according to the method according to the invention. It is also possible to carry out the individual process steps in the field in a simple manner using the device (9) - either all together or in one or more partial steps.
  • the device (9) produces the silage bales (7) according to the invention, in which the plant fibers (1), also called bast fibers (1), are separated from the other components (5) of the bast bands (4).
  • the method according to the invention is particularly simple and robust in terms of environmental conditions, regardless of whether the bast fiber plants have been subjected to field retting or not.
  • the method without field retting has the great advantage that even in unfavorable weather conditions there is no need to fear a loss of the harvest - and thus of plant fibers (1). This also reduces the farmer's workload.
  • the Plant fibers (1) - after the minimum storage time - are available for further processing at any time, whereby the plant fibers (1) can also be stored for longer periods, ie months or years, without any problem. This means that there is no need for immediate further processing. Accordingly, the machines and equipment for further processing can be better utilized, for example throughout the whole year.
  • the anaerobic storage of the bast ribbons (4) also leads to a controlled breakdown of the plant fibers (1 ) without fermentation. This also allows the use of the plant fibers (1 ) obtained using the process and further processing of the plant fibers (1 ).
  • the process also allows the plant fibers (1) to be separated from the nettle plants in a simple manner. These are difficult to separate using conventional methods, which is no longer necessary.
  • the resulting plant fibres (1) can - particularly in the case of nettle plants - be used to produce particularly high-quality products such as yarns, textiles, ropes, fleeces, cords and strings.
  • particularly high-quality products such as yarns, textiles, ropes, fleeces, cords and strings.
  • the good thermal insulation, water vapour permeability and breathability, which make clothing made from such a material comfortable to wear, the tear and tensile strength of the yarns of this Urtica Dioica or Girardinia diversifolia are higher compared to other types of yarn, depending on the spinning process used.
  • silage bales can be (7).
  • the silage bales (7) are not only very easy to produce, but the biochemical reaction taking place in them is also extremely robust in relation to the ambient conditions, such as the ambient temperature. And since the silage bales (7) are packed airtight to enable an anaerobic reaction, the humidity during storage plays no or only a minor role.
  • a large number of nettle bands (4) can be packed and degummed in silage bales (7) in a surprisingly simple manner, i.e. the plant fibers (1) can be separated from the nettle bands (4). This is done without any manipulation, such as stirring, having to be carried out.
  • the nettle bands (4) - and after degumming also the separated plant fibers (1) - are stored in the silage bales (7) until further use.
  • the device (9) for separating the plant fibres (1) from bast fibre plants (2) comprising stems (3) comprises a dewooding and separation unit (C) for fresh dewooding and separation of the stems (3) into bast bands (4) and wood core (8), a silage and degumming unit (D) with a vessel for receiving a silage and degumming solution (6), and with means for contacting bringing the bast bands (4) into the silage and degumming unit (D) with silage and degumming solution (6), wherein the vessel is connected to the means for bringing into contact, a silage unit (E), with which the bast bands (4) brought into contact with the silage and degumming solution (6) can be compacted and packaged airtight by means of a film, whereby silage bales (7) are obtained, wherein the device (9) can be one-part or multi-part.
  • the dewooding and separating unit (C) can form a separate unit, or can be connected to the optional unit (B) for removing the tips and/or leaves from the stems, which can also be connected to the optional cutting or pulling unit (A) if necessary.
  • the resulting bast bands (4) are separated from the wood core (8) and then pressed into silage bales (7) with another unit comprising the silage and degumming unit (D) and the silage unit (E).
  • the dewooding and separation unit (C) of the device (9) preferably comprises a mechanical device for crushing, beating and/or scraping the stem (3), wherein the mechanical device in particular comprises at least one rotating cylinder with uniformly arranged blades and a crusher or scraper block and/or further rotating cylinders.
  • the mechanical device of the dewooding and separation unit (C) can also be designed in such a way that it additionally removes the leaves and, if necessary, if the seeds of the harvested bast fiber plant can be removed from the outer bark or bast layer (13) of the stem (3).
  • the latter form the bast bands (4) after dewooding.
  • Dewooding by the dewooding and separation unit (C) and during the process has the effect that not only the plant fiber (1) to be separated is present in a higher concentration, but also that fewer foreign bodies or contaminations are present due to the wood core.
  • the additives in the silage and degumming solution (6) can be dosed lower, as they have a more targeted effect.
  • the means of the silage and degumming unit (D), with which the bast bands (4) can be brought into contact with the silage and degumming solution (6) preferably comprise at least one nozzle and the vessel is connected to the nozzle via a hose or a pipe.
  • the silage and degumming unit (D), with which the bast bands (4) are brought into contact with the silage and degumming solution (6) preferably comprises a vessel for receiving the silage and degumming solution (6) and a device connected to the vessel for bringing the bast bands (4) into contact with the solution (6).
  • This device is advantageously a nozzle with which the bast bands (4) can be sprayed with the solution (6).
  • the silage unit (E) compacts the bast bands (4) that have been brought into contact with the silage and degumming solution (6) and packages them completely airtight using a film, thereby producing the silage bales (7). These can then be stored in a suitable location in a known manner, for example using a tractor with appropriate lifting equipment.
  • the film is preferably light in color, for example white, so that the stored bast bands (4) and separated plant fibers (1) do not heat up too much in the sun.
  • the silage unit (E) of the device (9) preferably comprises
  • a packaging unit comprising a receiving and unwinding means for receiving and unwinding the film, and a rotating means for receiving the compacted raffia tapes (4) and wrapping the compacted raffia tapes (4) with the film, wherein the receiving and unwinding means is rotatable about the rotating means and/or the rotating means is rotatable about the receiving and unwinding means, wherein the packaging unit is designed such that the compacted raffia tapes (4) can be packaged anaerobically, i.e. can be packaged.
  • the device (9) comprises an upstream cutting or pulling unit (A) for cutting or pulling out or plucking out, i.e. pulling out of the ground with the roots, the bast fiber plants (2), a unit (B) for removing the tips and/or defoliating the stems, wherein the unit (B) for removing the tips, pulling out and/or defoliating is preferably arranged upstream of the dewooding and separating unit (C) and, if present, downstream of the cutting or pulling unit (A), and/or
  • the receiving unit can, for example, be in the form of a rotatable axis on which outwardly directed metal rods are arranged.
  • the unit (B) is preferably arranged before the dewooding and separating unit (C) and, if present, after the cutting or stripping unit (A).
  • the unit (B) can be integrated into the cutting or stripping unit (A) or into the Dewooding and separation unit (C) integrated. This allows the stems (3) to be freshly dewooded directly after cutting or pulling out and/or defoliating the stems.
  • the cutting or pulling-out unit (A) preferably has at least one cutting device for cutting, in particular mowing, or a unit for pulling out or plucking out the bast fiber plants (2).
  • the cutting device is particularly advantageous if the bast fiber plant (2) is a perennial plant, such as the stinging nettle.
  • the cutting or stripping unit (A) can be part of the entire device (9) or part of the first part of the device (9), comprising, for example, the unit (B) for top-dressing and/or defoliating and/or the dewooding and separating unit (C).
  • the cutting or stripping unit (A) can also be a separate unit, for example in the form of a conventional mower.
  • the method according to the invention for separating plant fibers (1) from bast fiber plants (2) with stems (3) using the device (9) according to the invention comprises cutting or tearing out, as well as dewooding the stems (3), whereby at least one bast band (4) is obtained for each stem (3) - in addition to the wood core (8), wherein each bast band (4) contains the plant fibers (1) and further components (5), wherein the bast bands (4) are brought into contact with a silage and degumming solution (6), compacted and stored, wherein during storage the plant fibers (1) separate from the further components (5) of the bast bands (4), wherein the storage of the bast bands (4) with the silage and degumming solution (6) brought into contact with the bast bands (4) under anaerobic conditions in a silage bale (7).
  • the stems (3) can be stored directly after dewooding, i.e. the bast bands (4) are moist.
  • the bast bands (4) can be dried first and then brought into contact with the silage and degumming solution (6) and then stored.
  • the term «storage» also called «storage» refers to the anaerobic storage of the bast bands (4). During this storage of the bast bands (4), the other components (5) are broken down due to the presence of the silage and degumming solution (6) with additives which are contained in the solution (6) and/or are naturally present on the bast bands (4), whereby the plant fibres (1) can be separated in a simple manner.
  • the term «storage» therefore does not simply refer to the storage of the bast bands (4), but rather to the separation of the plant fibres (1) from the bast bands (4) by means of a biochemical reaction.
  • the bast fibre plants (2) are either o freshly cut and dewooded within 72 hours, preferably within 48 hours, in particular directly after cutting or pulling out, i.e. separated into bast bands (4) and wood core (8), or o subjected to field roasting for at least 73 hours, preferably at least 14 days, and then dewooded,
  • the resulting bast bands (4) are mixed with the silage and degumming solution (6) within 24 hours, preferably within 3 hours, especially directly after dewooding the stems (3) in brought into contact, compacted and wrapped in foil to form a silage bale (7) and then stored anaerobically.
  • the preferred bast fibre plants used in the process are hemp, flax, nettle, kenaf, mesta and/or jute.
  • the roots are preferably left in the ground so that the plant - if it is perennial - can grow again.
  • This step is particularly advantageous for the perennial nettle.
  • Other annual bast fiber plants such as flax, if not cut, are pulled out of the ground during harvesting, i.e. torn out.
  • the cut stems are then processed by dewooding. The aim of this is to ensure that the moisture content of the stems, which is around 70% of the total weight when unharvested, is not or only slightly below this level.
  • the bark or bast layer i.e. the bast bands (4), are divided into a number of bundles or bands, each of which contains a large number of plant fibers.
  • This dewooding of the stems is preferably carried out when they are wet and is subsequently referred to as fresh dewooding. This prevents mechanical damage to the plant fibers. It has been shown that known equipment that is used for dewooding other plant stems, such as hemp stems, can also be used for dewooding stems (3) of bast fiber plants (2), although the plant fibers (1) and thus also the bands (4) of bast fiber plants (2) differ significantly from those of other bast fiber plants. Alternatively, the stems (3) are dewooded after field roasting.
  • the stem (3) preferably has a moisture content of at least 50% by weight, preferably at least 60% by weight, when dewooded, whereby the stem (3) is bendable, ie flexible, and does not break, which can have negative effects on the plant fibers (1).
  • the moisture content is preferably determined as the relative weight difference of the moist to the dry stems (3), based on the moist stems (3).
  • the stems (3) are also de-leafed and de-tipped, i.e. beheaded, after cutting or tearing.
  • the de-leafing and/or de-tipping of the stems (3) is typically carried out mechanically in a manner known to the person skilled in the art.
  • the stems (3) of the bast fibre plants (2) are processed into bast bands (4) by deforestation, preferably during harvesting or within a short period of time after cutting or pulling out, de-topping, i.e. de-heading, and de-leafing.
  • de-topping i.e. de-heading
  • de-leafing i.e. de-heading
  • the stems must be shortened as necessary so that the bands do not wrap during deforestation.
  • the chopped wood core is removed from the bands by shaking, the epidermis by stripping and, if possible, loose and/or water-soluble components are removed by rinsing with water.
  • the release of the plant fibres (1) i.e. the separation of the plant fibres (1) from the other components (5) of the bast bands (4) is carried out with the silage and degumming solution (6) during storage in the silage bale (9) for a predetermined minimum period of time under anaerobic conditions.
  • the aqueous silage and degumming solution (6) can be applied to the bast bands (4) simply by spraying and/or dipping them into the liquid.
  • Such a treatment can also be carried out after fresh deforestation in order to remove as many of the loose components as possible, and/or after completion of the wet storage, ie storage in a wet state, or wet storage, in order to wash away the crushed gum substances and, if necessary, also the applied enzymes, lactic acid bacteria and bark parenchyma cells surrounding the plant fibers.
  • the silage and degumming solution (6) is an aqueous solution. It is possible that the solution (6) does not contain any further additives. It was found that the naturally present bacteria, fungi, etc. on and/or in the bast bands (4) are sufficient to separate the plant fibers (1) from the bast bands (4).
  • the silage and degumming solution (6) comprises at least one additive, in particular an acid, alkali, bacteria, an enzyme and/or a complexing agent, wherein the acid is preferably an organic acid, for example lactic acid or acetic acid, the alkali calcium oxide or calcium hydroxide, the bacteria lactic acid bacteria (Lactobacillales), the enzyme a gum-degrading enzyme, for example pectinase, hemicellulase, BioPrep® 3000L, novozymes®, Viscozyme®, and the complexing agent a calcium complexing agent, in particular ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), or a salt thereof.
  • the acid is preferably an organic acid, for example lactic acid or acetic acid, the alkali calcium oxide or calcium hydroxide, the bacteria lactic acid bacteria (Lactobacillales), the enzyme a gum-degrading enzyme, for example pectinase, hemicellulase, BioPrep® 3
  • the method according to the invention is thus environmentally friendly and the silage and degumming solution (6) can be used sustainably.
  • the silage and degumming solution (6) comprises at least one additive, the separation of the plant fibers (1) typically takes place more quickly than if only water is used.
  • the bast bands (4) obtained are typically, and in particular during fresh deforestation, brought into contact with the silage agents, ie additives, while still moist, ie impregnated, and then stored in a silage bale (7) using foil in an airtight manner, ie anaerobically.
  • the bast bands (4) brought into contact with the silage and degumming solution (6) are stored anaerobically for several weeks, but usually for at least 14 days, in particular for at least 21 days.
  • the desired degumming process i.e. the separation of the plant fibers (1) from the other components (5) of the bast bands (4), is usually completed after 4 to 6 weeks at the latest, depending on the type and amount of additives present in the silage and degumming solution (6).
  • the bast bands (4) comprising the plant fibers (1) can be stored without any loss of quality, for example, for up to 12 or 15 months or more, and/or at a minimum temperature of +1 °C or higher, whereby the temperature of 60 °C is preferably not exceeded.
  • the silage and degumming solution (6) is composed in such a way and has such a strength or concentration for separating the plant fibers (1 ) that it effectively dissolves, i.e. dissolves, the composite substances present in the middle lamellae, such as pectins, hemicelluloses and lignins, during storage, while leaving the cellulosic cell walls of the plant fibers (1 ), i.e. the bast fibers, intact, so that they remain intact as released, i.e. separated, plant fibers, which can be plant fiber bundles and/or individual plant fibers.
  • the silage and degumming solution (6) also advantageously consists of natural components, for example lactic acid, lactic acid bacteria and/or gum-degrading enzymes or similar.
  • the solution is (6) is diluted in such a way that it enables a homogeneous distribution of the ingredients on the belts.
  • different compositions of silage and degumming solution (6), also called impregnation solution can be used, by means of which different qualities can be achieved with regard to the plant fiber properties, such as their surface quality and tear resistance.
  • the concentration of the acid, the lactic acid bacteria, the enzyme or the complexing agent in the silage and degumming solution (6) is advantageously from 0.001 to 10 wt.%, preferably from 0.002 to 3 wt.%, in particular from 0.01 to 1 wt.%, based on the active content of the respective component or components.
  • the bast bands (4) are preferably brought into contact with 10 to 200 mg, in particular 20 to 150 mg, of silage and degumming solution (6) per gram (g) of bast band (4), with anaerobic storage subsequently taking place.
  • the bast bands (4) i.e. the bands (4), are advantageously brought into contact with the silage and degumming solution (6) by spraying, rolling, reversible dipping, and/or spraying.
  • the anaerobic storage of the bast bands (4) brought into contact with silage and degumming solution (6) takes place in a silage bale (7).
  • the silage bales (7) are preferably completely wrapped and packed with a plastic film so that anaerobic conditions prevail inside the silage bale (7).
  • the plastic film is preferably a commercially available, colored silage film, for example made of polyethylene (PE). This is a particularly simple and cost-effective storage method that can last for 12 months or longer.
  • PE polyethylene
  • the silage bales (7) can be opened at any time after the decomposition of the other components has been completed and the separated plant fibers (1) can be fed for preparation and, if necessary, further processing.
  • the silage bale (7) claimed according to the invention is obtainable according to the method according to the invention.
  • the silage bale (7) initially comprises bast bands (4) containing plant fibers (1) and other components (5) which are present within the silage bale (7) in compacted form and treated with silage and degumming solution (6). After the silage bale (7) is anaerobically sealed, degumming begins, i.e. the biochemical degradation of the other components (5) and thus the separation of the plant fibers (1) from the bast bands (4). After the end of the reaction, the silage bale (7) serves as a storage room in which the resulting plant fibers (1) are stored with the degradation products.
  • the silage bale (7) can first be considered as a biochemical reactor, including reactants, and then as a storage space, including the resulting products.
  • the film with which the compacted bast bands (4) are wrapped to obtain the silage bale (7) is typically the same film that is also used in agriculture to produce agricultural silage bales. It has been shown that the low concentration of additives in the silage and degumming solution (6) in particular does not damage the film.
  • the silage bales (7) in which the anaerobic storage of the bast bands (4) brought into contact with the silage and degumming solution (6) takes place can be provided with a control device by which, for example, the temperatures in the room in which the silage bales (7) can be stored are controlled or regulated. This enables optimization and, if necessary, shortening of the minimum storage time of the plant fibers.
  • Silage bales (7) should not be confused with silage tubes.
  • the latter are often dozens of meters long and cannot be transported, as is the case with silage bales (7).
  • their transportability is a great advantage, as they can be made directly in the field, for example, and then transported to a suitable location.
  • silage tubes are filled with ensiled, i.e. finely chopped, products, which typically consist of a solid and therefore thicker layer of plastic. Since the biochemical degradation of the other components (5) usually produces gases, there is a great risk when stored in a silage tube that the excess pressure caused by the gases will destroy the silage tube and allow it to escape. This in turn means that oxygen can penetrate, which leads to undesirable fermentation.
  • the silage bale (7) is made by repeatedly wrapping the compressed bast bands (4) with a 1 to 2 meter wide thin silage film This allows the gases that are created to escape easily if there is a slight overpressure. However, air cannot enter from the outside.
  • the plant fibers (1) separated by the method according to the invention can advantageously be further processed into a yarn, surface textile, rope, fleece, cord and/or string.
  • the separated plant fibers (1) obtained by the process according to the invention can be used particularly well for further processing into a yarn, flat textile, rope, fleece, cord and/or string.
  • the products obtained in this way have the advantages mentioned.
  • a spinning process can also be used during further processing if required.
  • the moist and enzymatically degummed tapes (4) or the plant fibers (1) separated in this way are typically rinsed with water after storage, preferably washed with cleaning agents and refined.
  • the temperature of the washing process can range from room temperature to temperatures, for example in an autoclave, of over 100° Celsius.
  • the cleaned and separated plant fibres (1 ) After washing and drying the cleaned and separated plant fibres (1 ), they can be refined in the conventional way. For example, they can be mechanically opened or separated, i.e. completely separated from each other and processed into a yarn through a spinning process.
  • grown nettle plants (2) in the form of the large stinging nettle were cut in a field in July with a motor mower and manually defoliated. This resulted in stems (3) with a length of approx. 1.4 meters.
  • the stems (3) were defoliated within 12 hours of cutting using a commercially available bast fiber defoliation machine, whereby the nettle bands (4), i.e. the bast bands (4) of nettle plants, comprising the plant fibers (1), were obtained.
  • the wood core (8) was separated from the nettle bands (4) and collected in the form of shives.
  • silage and degumming solutions 1 to 3 were prepared and added to the nettle bands (4):
  • a silage and degumming solution 1 consisting of 65.33 ml of water, 1 ml of a 0.5 wt. % aqueous lactic acid solution and 0.33 ml of a commercially available enzymatic solution (BioPrep® 3000L from novozymes®) were used.
  • Viscozyme® L contains beta-glucanase (endo-1,3(4)-) in a concentration of 1-5 wt.%.
  • Experiment 3 of Examples 1 and 2 Experiment 1 was repeated omitting the addition of the lactic acid solution to obtain an ensiling and degumming solution 3.
  • 500 g of the nettle strips (4) obtained in this way also called dewooded fresh bast
  • 500 g of the nettle strips (4) obtained in this way were then stuffed into an airtight container (jar) with a capacity of 500 ml using a lever press, i.e. within 3 hours of dewooding.
  • the moisture content of the bast strips (4) was between 63.2 and 73.4% by weight, measured with an Agreto HFM II moisture meter.
  • the bast strips (4) were stuffed in layers, with a portion of the silage and degumming solution (6) from the respective experiments being added to each layer. Depending on the experiment, up to 70 ml of solution (6) was added.
  • the pressed bast strips (4) were removed from the container with a spatula and completely wrapped several times with a green-colored, commercially available silage film from the Tenospin® brand made of polyethylene (PE) so that no air could enter.
  • the resulting silage bale (7) in the form of a misshapen ball had a diameter of about 10 cm.
  • the silage bale (7) was stored at room temperature for 21 days.
  • the foil was then removed and the bast bands (4) stored in it were taken out. In all cases, the plant fibers (1) separated from the other components (5) of the bast bands (4), whereby the remaining degradation products of the other components (5) could be easily separated.
  • the separated plant fibers (1) have a length that corresponds - at least approximately - to the original length, which is a clear advantage over the state of the art.
  • silage and degumming solutions (6) with different compositions and proportions could be presented.
  • the solution could also contain at least one acid without enzymes, in which case a similar proportion would be used as in the above examples. More than one acid or more than one enzyme could also be contained in the solution (6).
  • Fig. 1 shows a partial cross-section of an enlarged stem (3) of the large stinging nettle (Urtica Dioica), i.e. a representative of the bast fiber plants (2) which are found in many places around the world.
  • the cross-sections of the other bast fiber plants (2) are of comparable composition.
  • the stem (3) has an outer bark or bast layer (13), comprising the plant fibers (1 ) (sclerenchyma fiber strands) extending longitudinally therein.
  • the latter are arranged between an outer covering tissue (15) and a ring-shaped reinforcing wood structure or wood core (8) (central cylinder) and are embedded in the bark parenchyma.
  • the bast and individual fibers (1 ) as well as the plant fiber bundles of the bark layer (13) are surrounded by the covering tissue (15) (bark parenchyma), the plant cells of which are removed by deforestation, since they sometimes have a negative effect on the spinning processes as dust.
  • Other components (5) such as pectins, hemicelluloses and lignin are arranged between the plant fibers (1). Not all components of the stem (3) shown are explained, only those in connection with the invention.
  • the outer region of the stem (3) which after dewooding is present as a bast band (4), is separated from the wood core (8).
  • the bast band (4) encloses the final tissue (15), called the epidermis.
  • the final tissue (15) is removed so that the gum-degrading enzymes in the silage and degumming solution (6) can better penetrate to the middle lamellae between the individual plant fiber cells of the plant fibers (1), but also between the plant fiber cells and the cells of the bark parenchyma, in order to break down the pectins and hemicelluloses during storage.
  • the plant cells of the bark parenchyma (dust) are then only removed during the washing process, which is carried out after storage, or during the subsequent mechanical opening, i.e. the separation of the plant fibers.
  • Fig. 2 shows the schematic representation of the device (9) comprising the optional cutting or pulling-out unit (A), the optional unit (B) for removing tips and/or leaves from the stems, the dewooding and separating unit (C), the silage and degumming unit (D), and the silage unit (E).
  • the device (9) is shown as a single part by way of example.
  • the dashed lines with arrows show the processing direction through which the bast fiber plants (2) and their products pass.
  • the optional cutting or pulling unit (A) cuts the bast fiber plant (2) so that the roots of the bast fiber plants (2) - here using the example of the nettle - remain in the soil and can sprout again.
  • the cut bast fiber plants (2) essentially the stems (3) with leaves, can then be de-tipped and/or defoliated in the optional unit (B), so that only the stems (3) are processed further.
  • These are de-wooded in the dewooding and separation unit (C), whereby the wood cores (8) are separated from the resulting bast bands (4).
  • the latter are brought into contact with the silage and degumming solution (6) from the silage and degumming unit (D) and then compacted in the silage unit (E) and processed into bales, which are packed airtight using a film and thus processed into silage bales (7).
  • the plant fibers (1) contained in the bast bands (4) of the bast fiber plants (2) are then separated from the bast fiber plants (2) in the resulting silage bales (7) during the anaerobic storage of the bast bands (4).

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (9) zum Separieren der Pflanzenfasern (1) aus Bastfaserpflanzen (2) umfassend Stängel (3), beansprucht, umfassend - eine Entholzungs- und Trenneinheit (C) zur Frisch-Entholzung und Trennen der Stängel (3) in Bast-Bänder (4) und Holzkern (8), - eine Silier- und Degummiereinheit (D) mit einem Gefäss zur Aufnahme einer Silier- und Degummierlösung (6), und mit Mittel zum in Kontaktbringen der Bast-Bänder (4) mit in der Silier- und Degummiereinheit (D) einbringbaren Silier- und Degummierlösung (6), wobei das Gefäss mit den Mitteln zum in Kontaktbringen verbunden ist, - eine Silagiereinheit (E), mit welcher die mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) kompaktiert und mittels einer Folie luftdicht verpackt werden können, wodurch Silageballen (7) erhalten werden. Beansprucht wird auch ein Verfahren zum Separieren von Pflanzenfasern (1) aus Bastfaserpflanzen (2) mit Stängel (3) mit der Vorrichtung (9), nach dem Verfahren erhältliche Silageballen (7), sowie die Verwendung der nach dem Verfahren separierten Pflanzenfasern (1).

Description

Vorrichtung zum Separieren von Pflanzenfasern aus Bastfaserpflanzen, Verfahren hierzu, Silageballen erhältlich davon, sowie Verwendung der Pflanzenfasern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Separieren von Pflanzenfasern aus Bastfaserpflanzen, ein Verfahren hierzu mit der Vorrichtung, nach dem Verfahren erhaltene Silageballen, sowie die Verwendung der nach dem Verfahren erhaltenen separierten Pflanzenfasern zur Weiterverarbeitung.
Pflanzenfasern, beispielsweise von Bastfaserpflanzen wie Flachs oder Hanf, werden industriell vielfältig genutzt. Dabei liegen die Bastfasern (Sklerenchym Pflanzenfasern), d.h. die Pflanzenfasern der Bastfaserpflanzen, im Festigungsgewebe, d.h. in der äusseren Schicht des Pflanzenstängels zusammen mit weiteren Komponenten, wie Pektinen, Hemicellulosen und Ligninen, zumeist als Faser- resp. Zellenbündel vor.
Die Zellwände (Primär- und Sekundärzellwände) der einzelnen Pflanzenfaserzellen bestehen zur Hauptsache aus Zellulose und sind mittels Mittellamellen, primär Pektine, Hemicellulosen und Lignine, gleichsam Gum- substanzen genannt, zu nahezu über die gesamte Stängellänge reichende Pflanzenfaserbündeln verbunden. Die Menge der einzelnen Gumbestandteile ist abhängig vom Reifegrad der Pflanzen. Sollen die Pflanzenfasern beispielsweise mittels Kurzstapelspinnverfahren, wie beim Baumwollspinnverfahren, zu Garnen verarbeitet werden, müssen die Pflanzenfaserbündel zunächst von den Gumbestandteilen befreit und anschliessend u.a. durch Kotonisierung in Einzel-Pflanzenfasern zerlegt werden, beispielsweise durch den Einsatz von verdünnten Laugen zum Auflösen der Pektine.
Um die Pflanzenfasern aus den jeweiligen Bastfaserpflanzen zu separieren, müssen daher die Pflanzenfasern nicht nur vom Inneren des Stängels, d.h. dem Holzkern, befreit werden, sondern auch von den weiteren Komponenten des Festigungsgewebes.
Bei der traditionellen Pflanzenfaseraufarbeitung von Bastfaserpflanzen, wie zum Beispiel bei Flachs, werden die gewachsenen und Pflanzen mit den Wurzeln aus dem Boden gezogen, d.h. ausgerupft resp. ausgerissen, und anschliessend auf dem Feld einer Röste, insbesondere einer Feldröste, unterworfen, d.h. Pflanzen werden für eine gewisse Zeit - in der Regel vier Tage bis mehrere Wochen - auf dem Feld liegen gelassen. Bei der Röste wird durch Bakterien und Pilze die Bindung zwischen den Pflanzenfaserbündeln und dem sie umgebenden Gewebe gelöst. Die vorherrschende Röstmethode ist die Tauröste, auch Feldröste genannt, bei dem das Flachsstroh auf den Feldern liegengelassen wird. Dieses Verfahren ist umweltfreundlich, da u.a. während der Röste entstehende Nährstoffe teilweise wieder in den Boden zurück gelangen. Bei diesem Verfahren ist aber die Witterungsanfälligkeit und die lange Dauer der Röste nachteilig. So ist es möglich, dass beispielsweise bei zu langem Rösten und ungünstigem Wetter die Fasern - und somit die ganze Ernte - zerstört werden, beispielsweise mittels mikrobiellen Abbaus der Pflanzenfasern. Auch spielt das Wetter eine kritische Rolle, da zu viel Regen sich äusserst negativ auf die Pflanzenfasern auswirken kann. Und falls die Stängel für eine spätere Verarbeitung aufbewahrt, d.h. eingelagert, werden sollten, müssen diese zumindest trocken sein. Dies zeigt, wie kritisch es ist, den richtigen Zeitpunkt für die Weiterverarbeitung der Röse zu finden.
Nach der Röste werden beim bekannten Verfahren für Bastfaserpflanzen die gerösteten Pflanzenhalme getrocknet und mechanisch weiterverarbeitet. Dabei werden die Holzkerne zunächst gebrochen und in kleine Stücke, sogenannte Schäben, zerkleinert. Beim anschliessenden Schwingen werden die zerkleinerten Stücke des Holzkerns vom Bast, beispielsweise Flachsbast, getrennt. Dabei fallen auch kurze Flachs-Pflanzenfasern, genannt Schwingwerg, an. Der Flachs wird gehechelt und dabei parallelisiert und weiter gereinigt. Die Flachs Pflanzenfasern, auch als Lang-Pflanzenfasern bezeichnet, werden danach zu Zöpfen gedreht und so in Spinnereien gebracht. Die Kurz-Pflanzenfasern fallen entweder bei der Lang-Pflanzen- fasergewinnung als Nebenprodukt an, oder die gesamte Produktion ist auf Kurz-Pflanzenfasern ausgerichtet.
Die ebenfalls Pflanzenfasern aufweisenden Nesselpflanzen, die auch zu den Bastfaserpflanzen gehören, wie die grosse Brennnessel (Urtica dioica), die Himalayanessel (Girardinia diversifolia), auch bekannt als wilde Himalaya- nessel, die Röhricht-Brennnessel (Urtica kioviensis) sowie die Sibirische Hanfnessel (Urtica cannabina) sind Pflanzenarten der Gattung der Brennnesselgewächse (Urticaceae). Diese Brennnesseln können u.a. in Mitteleuropa angepflanzt werden und weisen hochwertige Pflanzenfasern auf. Daraus können u.a. feine Garne hergestellt werden, welche beispielsweise sehr gut als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Stoffen für verschiedene Anwendungen, wie Bekleidungen, Decken, Tücher, Säcke etc., oder auch für die Herstellung von Seilen oder ähnlichen Längselementen eignen. Dabei zeichnen sich die erhalten Produkte insbesondere durch eine erhöhte Strapazierfähigkeit, Leichtigkeit, Wärmeregulierung, Langlebigkeit, Atmungsaktivität, antimikrobielle Eigenschaften, sowie feuchtigkeitsregulierende Eigenschaften aus. Mittels spezifischer Verarbeitung der Fasern können diese Eigenschaften auch individuell eingestellt werden.
Die Pflanzenfasern der grossen Brennnessel (Urtica Dioica), die Himalayanessel (Girardinia diversifolia), die Röhricht-Brennnessel (Urtica kioviensis) sowie die Sibirische Hanfnessel (Urtica cannabina) unterscheiden sich von den Pflanzenfasern der anderen Brennnesselarten sowie von den Pflanzenfasern anderer Bastfaserpflanzen wie Flachs insbesondere durch die Spin- Struktur, welche den aus den Pflanzenfasern der Nesselpflanzen hergestellten Produkte die hervorragenden Eigenschaften gibt. Deshalb sind die Pflanzenfasern der genannten Nesselpflanzen deutlich schwieriger zu Separieren.
Allerdings ist es bekannt, dass es - im Gegensatz zu anderen Bastfaserpflanzen wir Flachs - äusserst herausfordernd ist, die Pflanzenfasern aus den genannten Brennnesseln zu gewinnen. Dabei ist ein wichtiger Unterschied, dass die Pflanzenfasern der geeigneten Nesselpflanzen wie die grosse Brennnessel einen Spin, d.h. eine Spiralform, aufweisen, wobei die Pflanzenfasern der anderen Bastfaserpflanzen wie Flachs gerade, d.h. zylinderförmig, sind. Aufgrund dieser Struktur zerknittern Produkte basierend auf Flachsfasern schnell, während Produkte aus Nesselpflanzenfasern dehn- und biegbar sind und dadurch wesentlich weniger zerknittern. Aufgrund der Spin-Struktur der Nesselpflanzenfasern - zusammen mit der im Vergleich zu Flachsfasern kürzeren Länge - sind die aus der Herstellung der Flachsfasern bekannten Verfahren für Pflanzenfasern der Nesselpflanze nicht geeignet.
Bei der traditionellen Vorgehensweise werden die Nesselpflanzen knapp über dem Boden abgeschnitten, d.h. in der Regel gemäht und dann auf dem Boden für 2-3 Wochen für die «Feldröste» liegen gelassen. Je nach Wetterbedingungen verläuft dieser Prozess besser oder schlechter, wobei der Ertrag und die Qualität der Feldröste wetterbedingt starken Schwankungen unterliegen kann. In den weiteren Verarbeitungsschritten werden die Stängel eingesammelt und getrocknet, um dann die Fasern in einem mechanischen Prozess (z. B. Hammermühle) zu extrahieren. Bei dieser mechanischen Verarbeitung der trockenen Stängel zeigt die Erfahrung, dass viel der feinen Pflanzenfasern typischer Nesselpflanzen gebrochen werden und zu einer ungünstigen Faserlängenverteilung beim Endprodukt führt (zu hoher Kurzfaseranteil), was die Verspinnbarkeit deutlich einschränkt.
Die DE-A-10 2017 011 741 beschreibt ein Verfahren für einen enzymatisch- tensidischen Aufschluss von Bastfasern, wobei Baststreifen oder Bastfasern oder Bündel von Baststreifen oder Bastfasern an einem Ende durch eine Halterung gehalten werden, ansonsten sich aber in einem Behälter befinden oder in einen Behälter hinein oder herab hängen. Dieser Behälter wird mit Wasser oder einer Flüssigkeit geflutet oder gespült. Die im Wasser oder der Flüssigkeit befindlichen Bast oder Bastfasern unterliegen nun einem Fermentations-, Zersetzungs-, Wasch- oder Spülprozess oder einer Kombination aus diesen. Dabei wird während dem Wasch- oder Spühlvorgang Luft in den Behälter geleitet, d.h. der Prozess findet unter aeroben Bedingungen statt. Da die Fasern bei geeigneten Nesselpflanzen wie der grossen Brennnesseln wie der Urtica Dioica kurz sind und bei deren vollständigen Separierung, d.h. Auslösung, aus der Halterung fallen und nur noch lose im Tank herumschwimmen würden, ist dieser Ansatz für Brennnesselfasern nicht oder höchstens eingeschränkt anwendbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, mit welcher Bastfaserpflanzen möglichst einfach geerntet und so verarbeitet werden können, dass die Pflanzenfasern der Bastfaserpflanzen auf einfache Art und Weise von den weiteren Komponenten in der Bastfaserpflanze separiert werden können. Dabei soll die Vorrichtung und das Verfahren idealerweise auch für Nesselpflanzen, insbesondere Brennnesseln, verwendet werden können, welche mit herkömmlichen Verfahren nur schwer verarbeitet werden können. Dabei soll die Gewinnung und Weiterverarbeitung der Pflanzenfasern möglichst unabhängig vom Wetter sein. Auch soll es möglich sein, auch bei kritischen und/oder ungünstigen Wetterverhältnissen, die ganze Ernte, d.h. alle geschnittenen Nesselpflanzen, ohne Verlust zu Pflanzenfasern weiter verarbeiten zu können. Zudem sollen die Pflanzenfasern während und/oder nach dem Separieren, so eingelagert werden können, dass sie beispielsweise auch Monate nach der Ernte, und somit zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt, weiterverarbeitet werden können. Diese herausfordernde Aufgabe wurde erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 , 8, 14 und 15 gelöst.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, das erfindungsgemässe Verfahren, die erfindungsgemäss erhältlichen Silageballen (7), sowie die erfindungsgemässe Verwendung kann überraschenderweise nicht nur für Nesselpflanzen, sondern allgemein für Bastfaserpflanzen (2) verwendet werden.
Silageballen (7) sind in der Landwirtschaft für das Lagern von geschnittenem Gras bekannt. Dabei ist es wichtig, dass das Gras so aufbewahrt wird, dass es keine Veränderung erfährt, d.h. dass keine Reaktion erfolgt. Somit würde der Fachmann die Bast-Bänder (4) zum Separieren der in den Bast-Bändern (4) vorhandenen Pflanzenfasern nicht in Silageballen (7) einlagern, zumal gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren die Silageballen (7) überraschenderweise auch als chemischer resp. biochemischer Reaktor dienen. Dies ist nicht nur nicht bekannt, sondern der Fachmann würde deshalb als Reaktor zum Separieren der Pflanzenfasern und Aufbewahrung der erhaltenen Produkte einen gut kontrollierbaren Behälter, beispielsweise einen anaerob verschliessbaren Tank, auswählen, wie dies in der Literatur vielfach beschrieben ist. Im Gegensatz dazu sind die Bedingungen der in Silageballen (7) aufbewahrten Bast-Bänder (4) nicht oder nur schwierig zu kontrollieren, was den Fachmann von dieser Lösung abhält. So wurde wider Erwarten gefunden, dass eine solche - auf den ersten Blick unkontrollierbare - Reaktion sehr wohl und zudem auf äusserst einfache Art und Weise durchgeführt werden kann.
Auch ist es überraschenderweise auf einfache Art und Weise möglich, die Pflanzenfasern (1 ) der grossen Brennnesseln, genannt Urtica Dioica, der Himalayanessel, genannt Girardinia diversifolia, der Röhricht-Brennnessel (Urtica kioviensis) sowie der Sibirischen Hanfnessel (Urtica cannabina), auch Hanf-Brennnessel genannt, - trotz den obgenannten naturbedingten schwierigen Verarbeitungseigenschaften - vom Rest der Nesselpflanze zu separieren, wobei die vorzüglichen Materialeigenschaften der Pflanzenfasern (1 ) für eine vielseitige Verwendung erhalten bleiben. Dadurch können die Pflanzenfasern (1 ) beispielsweise direkt zu einem Gewebe oder mittels einer industriellen Weiterverarbeitung zu einem qualitativ hochstehenden Garn, beispielsweise für die Textilindustrie, weiterverarbeitet werden. So können aus dieser Pflanze ihre enthaltenden hochwertigen Pflanzenfasern auf effiziente Weise in der erforderlichen Qualität gewonnen werden und diese zu Garnen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Stoffen für verschiedene Anwendungen, wie Bekleidungen, Decken, Tücher, Säcke etc. zu spinnen oder auch für die Herstellung von Seilen oder ähnlichen Längselementen zu nutzen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung (9) erlaubt überraschenderweise eine einfache maschinelle Verarbeitung der Bastfaserpflanzen (2) zu Bast-Bänder (4) und Aufbewahrung sowie Separierung der Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten der Bast-Bänder (4) gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren. Auch ist es mittels der Vorrichtung (9) auf einfache Art und Weise möglich, die einzelnen Verfahrensschritte auf dem Feld durchzuführen - sei es alle gemeinsam oder in einem oder mehreren Teilschritten. Zudem stellt die Vorrichtung (9) die erfindungsgemässen Silageballen (7) her, in welchen die Pflanzenfasern (1 ), auch Bastfasern (1 ) genannt, von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4) separiert werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders einfach, robust in Bezug auf Umweltbedingungen, unabhängig ob die Bastfaserpflanzen einer Feldröstung unterworfen wurden oder nicht. Das Verfahren ohne Feldröstung weist den grossen Vorteil auf, dass auch bei unvorteilhaftem Wetter kein Verlust der Ernte - und somit von Pflanzenfasern (1 ) befürchtet werden muss. Dies reduziert zudem auch die Arbeitslast des Bauers. Auch stehen die Pflanzenfasern (1 ) - nach der minimalen Aufbewahrungszeit - jederzeit zur Weiterverarbeitung zur Verfügung, wobei die Pflanzenfasern (1 ) problemlos auch länger, d.h. Monate bis Jahre, gelagert werden können. So besteht keine Notwendigkeit für die sofortige weitere Verarbeitung. Dementsprechend können die Maschinen und Apparaturen für die Weiterverarbeitung besser ausgelastet werden, beispielsweise über das ganze Jahr.
Zudem verhindert das Verfahren - sofern keine Feldröstung durchgeführt wird - eine ungewollte Gärung der Bastfaserpflanzen (2) und damit auch eine unerwünschte Beeinträchtigung der Pflanzenfasern (1 ) und deren Qualität. Auch führt die anaerobe Aufbewahrung der Bast-Bänder (4) zu einem kontrollierten Aufschluss der Pflanzenfasern (1 ) ohne Gärung. Dies erlaubt zudem die Verwendung der nach dem Verfahren erhaltenen Pflanzenfasern (1 ) sowie Weiterverarbeitung der Pflanzenfasern (1 ).
Ist die Bastfaserpflanze (2) eine Nesselpflanze, erlaubt das Verfahren auch auf einfache Art und Weise das Separieren der Pflanzenfasern (1 ) aus den Nesselpflanzen. Diese sind mit herkömmlichen Verfahren schwierig zu separieren, was nun wegfällt.
Die erhalten Pflanzenfasern (1 ) können - insbesondere im Fall von Nesselpflanzen - zu besonders hochwertigen Produkten wie Garnen, Textilien, Seilen, Vliesen, Kordeln und Schnüren. So sind beispielsweise nebst dem Wärme- bzw. Wasserdampfdurchgangswiderstand, die gute Wärmeisolation, Wasserdampfdurchlässigkeit und Atmungsaktivität, welche ein angenehmes T ragen einer Bekleidung aus einem solchen Stoff ermöglichen, die Reiss- bzw. Zugfestigkeit der Garne dieser Urtica Dioica oder Girardinia diversifolia im Vergleich zu anderen Garnsorten je nach verwendetem Spinnverfahren höher.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung (9) und dem erfindungsgemässen Verfahren können auf einfache Art und Weise eine grosse Anzahl Silageballen (7) hergestellt werden. Diese bilden einen überraschend einfach herstellbaren biochemischen Reaktor, in welchem der biochemische Abbau der in den Bast- Bänder (4) befindlichen weiteren Komponenten (5) durchgeführt wird, wodurch die Pflanzenfasern (1 ) aus den Bast-Bänder (4) unter anaeroben Bedingungen - und ohne weitere Aktion wie Rühren oder Zugabe von Agentien - separiert werden. Dabei hat sich gezeigt, dass die Silageballen (7) nicht nur sehr einfach hergestellt werden können, sondern die darin ablaufende biochemische Reaktion ist auch äusserst robust ist in Bezug auf die Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur. Und da die Silageballen (7) luftdicht verpackt sind, um eine anaerobe Reaktion zu ermöglichen, spielt die Luftfeuchtigkeit während der Aufbewahrung keine, oder nur eine untergeordnete Rolle.
Mit einer solchen Vorrichtung (9) kann überraschenderweise auf einfache Art und Weise eine grosse Anzahl von Nessel-Bändern (4) in Silageballen (7) verpackt und degummiert, d.h. die Pflanzenfasern (1 ) von den Nessel-Bändern (4) separiert, werden. Dies geschieht ohne dass irgendwelche Manipulationen, wie beispielsweise Rühren, vorgenommen werden müssen. Zudem werden die Nessel-Bänder (4) - und nach dem Degummieren auch die separierten Pflanzenfasern (1 ) - in den Silageballen (7) bis zur Weiterverwendung aufbewahrt.
Die Vorrichtung (9)
Die erfindungsgemässe Vorrichtung (9) zum Separieren der Pflanzenfasern (1 ) aus Bastfaserpflanzen (2) umfassend Stängel (3), umfasst eine Entholzungs- und Trenneinheit (C) zur Frisch-Entholzung und Trennen der Stängel (3) in Bast-Bänder (4) und Holzkern (8), eine Silier- und Degummiereinheit (D) mit einem Gefäss zur Aufnahme einer Silier- und Degummierlösung (6), und mit Mittel zum in Kontakt- bringen der Bast-Bänder (4) mit in der Silier- und Degummiereinheit (D) einbringbaren Silier- und Degummierlösung (6), wobei das Gefäss mit den Mitteln zum in Kontaktbringen verbunden ist, eine Silagiereinheit (E), mit welcher die mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) kompaktierbar und mittels einer Folie luftdicht verpackbar sind, wodurch Silageballen (7) erhalten werden, wobei die Vorrichtung (9) ein- oder mehrteilig sein kann.
Anstelle des Begriffs «Separieren von Pflanzenfasern» werden vom Fachmann oft auch die Worte «Extrahieren von Pflanzenfasern» verwendet.
Ist die Vorrichtung (9) mehrteilig, ist eine zwei- oder dreiteilige Vorrichtung oft von Vorteil. So kann beispielsweise die Entholzungs- und Trenneinheit (C) eine separate Einheit bilden, oder zusammen mit der optionalen Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern der Stängel verbunden sein, wobei gegebenenfalls diese auch mit der optionalen Schneid- oder Ausreisseinheit (A) verbunden sein können. In der Entholzungs- und Trenneinheit (C) werden die resultierenden Bast-Bänder (4) vom Holzkern (8) getrennt und anschliessend mit einer anderen Einheit umfassend die Silier- und Degummiereinheit (D) sowie die Silageeinheit (E) zu Silageballen (7) gepresst.
Die Entholzungs- und Trenneinheit (C) der Vorrichtung (9) umfasst bevorzugt eine mechanische Vorrichtung zum Zerkleinern, Schlagen und/oder Schaben des Stängels (3), wobei die mechanische Vorrichtung insbesondere mindestens einen rotierenden Zylinder mit gleichmässig angeordneten Klingen und einem Brecher- oder Schaberblock und/oder weiteren rotierenden Zylindern umfasst.
Die mechanische Vorrichtung der Entholzungs- und Trenneinheit (C) kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie zusätzlich die Blätter und gegebenen- falls die Samen der geernteten Bastfaserpflanze von der äusseren Rinden- resp. Bastschicht (13) des Stängels (3) entfernen kann. Letztere bilden nach dem Entholzen die Bast-Bänder (4). Das Entholzen durch die Entholzungs- und Trenneinheit (C) sowie beim Verfahren hat den Effekt, dass nicht nur die zu separierende Pflanzenfaser (1 ) in einer höheren Konzentration vorliegen, sondern dass auch weniger Fremdkörper resp. Verunreinigungen durch den Holzkern anwesend sind. Somit können aufgrund des Entholzens auch die Additive in der Silier- und Degummierlösung (6) geringer dosiert werden, da diese gezielter wirken.
Die Mittel der Silier- und Degummiereinheit (D), mit welchen die Bast-Bänder (4) mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht werden können, umfassen bevorzugt mindestens eine Düse und dass das Gefäss ist mit der Düse über einen Schlauch oder ein Rohr verbunden.
Die Silier- und Degummiereinheit (D), mit welcher die Bast-Bänder (4) mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht werden, umfasst bevorzugt ein Gefäss zur Aufnahme der Silier- und Degummierlösung (6) sowie eine mit dem Gefäss verbundene Vorrichtung zum in Kontaktbringen der Bast-Bänder (4) mit der Lösung (6). Diese Vorrichtung ist vorteilhafterweise eine Düse, mit welcher die Bast-Bänder (4) mit der Lösung (6) besprüht werden können.
Mit der Silagiereinheit (E) werden die mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) kompaktiert und mittels einer Folie vollständig luftdicht verpackt, wodurch die Silageballen (7) erhalten werden. Diese können anschliessend, beispielsweise mit einem Traktor mit entsprechendem Hebewerkzeug, auf bekannte Art und Weise an einem geeigneten Ort, gelagert werden. Die Folie weist bevorzugt eine helle, beispielsweise weisse, Farbe auf, damit sich die aufbewahrten Bast-Bänder (4) und separierten Pflanzenfasern (1 ) an der Sonne nicht zu stark erhitzen. Demzufolge umfasst die Silagiereinheit (E) der Vorrichtung (9) bevorzugt
- einen Kompakter zum Kompakteren der mit der Silier- und Degum- mierlösung (6) in Kontakt gebracht Bast-Bänder (4), und
- eine Verpackungseinheit umfassend ein Aufnahme- und Abrollmittel zur Aufnahme und Abrollen der Folie, sowie ein Rotationsmittel zur Aufnahme der kompaktierten Bast-Bänder (4) und Umwickeln der kompaktierten Bast-Bänder (4) mit der Folie, wobei das Aufnahme- und Abrollmittel um das Rotationsmittel und/oder das Rotationsmittel um das Aufnahme- und Abrollmittel drehbar ist, wobei die Verpackungseinheit derart ausgestaltet ist, dass die kompaktierten Bast-Bänder (4) anaerob verpackbar sind, d.h. verpackt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung (9) umfasst diese eine vorgelagerte Schneid- oder Ausreisseinheit (A) zum Schneiden oder Ausreissen resp. Ausrupfen, d.h. mit den Wurzeln aus dem Boden ziehen, der Bastfaserpflanzen (2), eine Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern der Stängel, wobei die Einheit (B) zum Entspitzen, Ausreissen und/oder Entblättern bevorzugt vor der Entholzungs- und Trenneinheit (C) und, falls vorhanden, nach der Schneid- oder Ausreisseinheit (A) angeordnet ist, und/oder
- eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen der geschnittenen oder ausgerissenen Bastfaserpflanzen (2) und Einführen in die Einheit (B) oder (C). Die Aufnahmeeinheit kann beispielsweise in Form einer rotierbaren Achse vorliegen, an welcher nach aussen gerichtete Metallstäbe angeordnet sind.
Dabei ist die Einheit (B) bevorzugt vor der Entholzungs- und Trenneinheit (C) und, falls vorhanden, nach der Schneid- oder Ausreisseinheit (A) angeordnet. Alternativ ist die Einheit (B) in die Schneid- oder Ausreisseinheit(A) oder in die Entholzungs- und Trenneinheit (C) integriert. Dadurch können die Stängel (3) direkt nach dem Schneiden oder Ausreissen, und/oder Entblättern der Stängel, frischentholzt werden.
Die Schneid- oder Ausreisseinheit (A) weist bevorzugt mindestens eine Schneidvorrichtung zum Schneiden, insbesondere Mähen, oder eine Einheit zum Ausreissen resp. Ausrupfen, der Bastfaserpflanzen (2) auf. Dabei ist die Schneidvorrichtung besonders vorteilhaft, wenn die Bastfaserpflanze (2) eine mehrjährige Pflanze, wie beispielsweise die Brennnessel, ist.
Die Schneid- oder Ausreisseinheit (A) kann Teil der ganzen Vorrichtung (9) oder Teil des ersten Teils der Vorrichtung (9) sein, umfassend beispielsweise die Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern und/oder die Entholzungs- und Trenneinheit (C). Alternativ kann die Schneid- oder Ausreisseinheit (A) auch eine separate Einheit sein, beispielsweise in Form eines herkömmlichen Mähers.
Das Verfahren
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Separieren von Pflanzenfasern (1 ) aus Bastfaserpflanzen (2) mit Stängel (3) mit der erfindungsgemässen Vorrichtung (9) umfasst das Schneiden oder Ausreissen, sowie das Entholzen der Stängel (3), wodurch je Stängel (3) - neben dem Holzkern (8) - mindestens ein Bast-Band (4) erhalten wird, wobei jedes Bast-Band (4) die Pflanzenfasern (1 ) sowie weitere Komponenten (5) enthält, wobei die Bast- Bänder (4) mit einer Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht, kompaktiert und aufbewahrt werden, wobei während der Aufbewahrung sich die Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4) separieren, wobei die Aufbewahrung der mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) unter anaeroben Bedingungen in einem Silageballen (7) erfolgt.
Die Stängel (3) können nach dem Entholzen, d.h. die Bast-Bänder (4) direkt, und somit feucht, der Aufbewahrung zugeführt werden. Alternativ können die Bast-Bänder (4) zunächst getrocknet werden und anschliessend mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht werden und anschliessend der Aufbewahrung zugeführt werden.
Der Begriff «Aufbewahrung», auch «Einlagerung» genannt, bezieht sich auf das anaerobe Lagern der Bast-Bänder (4). Während dieser Aufbewahrung der Bast-Bänder (4) werden die weiteren Komponenten (5) aufgrund der Anwesenheit der Silier- und Degummierlösung (6) mit Additiven, welche in der Lösung (6) enthalten sind und/oder sich naturbedingt auf den Bast-Bändern (4) befinden, abgebaut, wodurch die Pflanzenfasern (1 ) sich auf einfache Art und Weise separieren lassen. Somit beinhaltet der Begriff «Aufbewahrung» nicht das reine Aufbewahren der Bast-Bänder (4), sondern eine durch eine biochemische Reaktion bedingte Separierung der Pflanzenfasern (1 ) aus den Bast-Bändern (4).
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die
- die Bastfaserpflanzen (2) entweder o frisch geschnitten und innerhalb von 72 Std. , bevorzugt innerhalb von 48 Std., insbesondere direkt, nach dem Schneiden oder Ausreissen entholzt, d.h. in Bast-Bänder (4) und Holzkern (8) getrennt, oder o während mindestens 73 Std., bevorzugt mindestens 14 Tagen, einer Feldröstung unterworfen, und anschliessend entholzt,
- oder die erhaltenen Bast-Bänder (4) werden innerhalb von 24 Std., bevorzugt innerhalb von 3 Std., insbesondere direkt nach dem Entholzen der Stängel (3) mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht, kompaktiert und mit Folie zu einem Silageballen (7) verarbeitet und anschliessend anaerob aufbewahrt.
Als Bastfaserpflanzen werden im Verfahren bevorzugt Hanf, Flachs, Brennnessel, Kenaf, Mesta und/oder Jute eingesetzt.
Beim Schneiden, d.h. typischerweise Mähen, der Stängel werden vorzugsweise die Wurzeln in der Erde belassen, sodass die Pflanze - sofern sie mehrjährig ist - erneut wachsen kann. Dieser Schritt ist insbesondere bei der mehrjährigen Brennnessel von Vorteil. Andere, einjährige, Bastfaserpflanzen wie Flachs werden, wenn sie nicht geschnitten werden, bei der Ernte aus dem Boden gezogen, d.h. oder ausgerissen. Anschliessend werden die geschnittenen Stängel durch Entholzung verarbeitet. Es wird damit bezweckt, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Stängel, der im ungeernteten Zustand ca. 70% des Gesamtgewichtes beträgt, nicht oder nur geringfügig unterschritten wird. Nach dem Entholzen wird die Rinden- resp. Bastschicht, d.h. die Bast- Bänder (4), in eine Anzahl von Bündeln bzw. Bändern geteilt, welche jeweils eine Vielzahl der Pflanzenfasern enthalten. Diese Entholzung der Stängel erfolgt bevorzugt im feuchten Zustand und wird in der Folge als Frischentholzung bezeichnet. Dadurch wird eine mechanische Schädigung der Pflanzenfasern verhindert. Dabei hat sich gezeigt, dass bekannte Apparaturen, die zur Entholzung von anderen Pflanzenstängel, wie beispielsweise Hanfstängel, bekannt sind, auch zur Entholzung von Stängeln (3) der Bastfaserpflanzen (2) eingesetzt werden können, obwohl sich die Pflanzenfasern (1 ) und somit auch die Bänder (4) der Bastfaserpflanzen (2) von denjenigen der anderen Bastfaserpflanzen deutlich unterscheiden. Alternativ werden die Stängel (3) nach der Feldröstung entholzt.
Bei der Frischentholzung wird durch die kurze Zeitdauer vom Schneiden oder Ausreissen bis nach dem Entholzen erreicht, dass die Pflanzenfasern ihren Feuchtigkeitsgehalt - am Beispiel der Brennnessel - im ungeernteten Zustand von ca. 70% des Gesamtgewichts nicht resp. nicht signifikant unterschreiten. Dabei weist der Stängel (3) beim Entholzen bevorzugt einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, auf, wodurch der Stängel (3) biegbar, d.h. flexibel, ist und nicht zerbricht, was für die Pflanzenfasern (1 ) negative Auswirkungen haben kann. Der Feuchtigkeitsgehalt wird bevorzugt als relative Gewichtsdifferenz der feuchten zu den trockenen Stängeln (3), bezogen auf die feuchten Stängel (3), bestimmt.
Vorteilhafterweise werden die Stängel (3) nach dem Schneiden resp. Ausreissen auch entblättert und entspitzt, d.h. geköpft. Das Entblättern und/oder Entspitzen der Stängel (3) erfolgt typischerweise auf für den Fachmann bekannte Art und Weise maschinell.
Die Stängel (3) der Bastfaserpflanzen (2) werden bei der Frischentholzung bevorzugt bei der Ernte direkt oder innerhalb einer kurzen Zeitdauer nach dem Schneiden oder Ausreissen, Entspitzen, d.h. Entköpfen, und Entblättern durch Entholzung zu Bast-Bändern (4) verarbeitet. Je nach Auslegung des verwendeten Entholzungssystems müssen die Stängel soweit nötig eingekürzt werden, damit die Bänder während der Entholzung nicht wickeln. Beim Entholzungsprozess wird der kleingehackte Holzkern durch Ausschütteln, die Epidermis durch Abstreifen und gegebenenfalls lose und/oder wasserlösliche Bestandteile falls möglich durch Spülen mit Wasser von den Bändern entfernt.
Das Auslösen der Pflanzenfasern (1 ), d.h. das Separieren der Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4) erfolgt mit der Silier- und Degummierlösung (6) während der Aufbewahrung im Silageballen (9) über eine vorgegebene Mindestzeitdauer unter anaeroben Bedingungen.
Im Prinzip kann die wässerige Silier- und Degummierlösung (6) einfach durch Besprühen und/oder durch Eintauchen in die Flüssigkeit auf die Bast-Bänder (4) aufgebracht werden. Es könnte auch eine zusätzliche Behandlung durch Wasser und/oder Luft, insbesondere ein Wasser- und/oder Luftstrahl unter Druck, welcher auf die Stängel bzw. Bänder gerichtet wird, erfolgen. Eine solche Behandlung kann auch im Anschluss an die Frischentholzung ausgeführt werden, um bereits möglichst viele der losen Bestandteile zu entfernen, und/oder nach Abschluss der Feuchteinlagerung, d.h. Aufbewahrung im feuchten Zustand, resp. Feuchtaufbewahrung, um neben dem Wegwaschen der zerkleinerten Gumsubstanzen gegebenenfalls auch die aufgebrachten Enzyme, Milchsäurebakterien und die Pflanzenfasern umgebenden Rindenparenchymzellen wegzuwaschen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stellt die Silier- und Degummierlösung (6) eine wässrige Lösung dar. Dabei ist es möglich, dass die Lösung (6) keine weiteren Additive enthält. So wurde gefunden, dass die natürlich vorhandenen Bakterien, Pilze etc. auf und/oder in den Bast-Bändern (4) genügen, um die Pflanzenfasern (1 ) aus den Bast-Bändern (4) zu separieren. Oft ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Silier- und Degummierlösung (6) mindestens ein Additiv, insbesondere eine Säure, Lauge, Bakterien, ein Enzym und/oder ein Komplexbildner umfasst, wobei bevorzugt die Säure eine organische Säure, beispielsweise Milchsäure oder Essigsäure, die Lauge Calciumoxid oder Calciumhydroxid, die Bakterien Milchsäurebakterien (Lactobacillales), das Enzym ein Gum-abbauendes Enzym, beispielsweise Pektinase, Hemicellulase, BioPrep® 3000L, novozymes®, Viscozyme®, und der Komplexbildner ein Calcium-Komplexbildner, insbesondere Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), oder ein Salz davon, darstellt. Somit ist das erfindungsgemässe Verfahren umweltverträglich und die Silier- und Degummierlösung (6) nachhaltig einsetzbar. Umfasst die Silier- und Degummierlösung (6) mindestens ein Additiv, erfolgt das Separieren der Pflanzenfasern (1 ) typischerweise schneller, als wenn nur Wasser verwendet wird. Somit werden die erhaltenen Bast-Bänder (4) typischerweise, und insbesondere bei der Frischentholzung, noch in feuchtem Zustand mit den Siliermitteln, d.h. Additiven in Kontakt gebracht, d.h. imprägniert, anschliessend in einem Silageballen (7) mittels Folie luftdicht, d.h. anaerob, aufbewahrt.
Dabei erfolgt die anaerobe Aufbewahrung der mit Silier- und Degummier- lösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) während mehrerer Wochen, jedoch in der Regel mindestens 14 Tagen, insbesondere während mindestens 21 Tagen. Dabei ist der gewünschte Degummierprozess, d.h. das Separieren der Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4), je nach Art und Menge der in der Silier- und Degummierlösung (6) vorhandenen Additive in der Regel spätestens nach 4 bis 6 Wochen abgeschlossen. Die Aufbewahrung der Bast-Bänder (4) umfassend die Pflanzenfasern (1 ) kann ohne Qualitätsverlust beispielsweise bis zu 12 oder 15 Monate oder mehr erfolgen, und/oder bei einer Mindesttemperatur von +1 °C oder höher erfolgt, wobei bevorzugt die Temperatur von 60°C nicht überschritten wird.
Die Silier- und Degummierlösung (6) ist derart zusammengesetzt und weist eine solche Stärke bzw. Konzentration für das Separieren der Pflanzenfasern (1 ) auf, dass sie die in den Mittellamellen vorhandenen Verbundstoffe, wie Pektine, Hemicellulosen und Lignine, während der Aufbewahrung wirksam löst, d.h. auflöst, und dabei aber die zellulosischen Zellwände der Pflanzenfasern (1 ), d.h. der Bastfasern, unversehrt lässt, so dass diese als ausgelöste, d.h. separierte, Pflanzenfasern intakt verbleiben, bei denen es sich um Pflanzenfaserbündel und/oder einzelne Pflanzenfasern handeln kann.
Die Silier- und Degummierlösung (6) besteht zudem vorteilhafterweise aus natürlichen Bestandteilen, zum Beispiel aus Milchsäure, Milchsäurebakterien und/ oder Gum abbauenden Enzymen oder ähnliches. Dabei ist die Lösung (6) derart verdünnt, dass sie eine homogene Verteilung der Inhaltsstoffe auf den Bändern ermöglicht. Selbstverständlich können unterschiedliche zusammengesetzte Silier- und Degummierlösung (6), auch Imprägnierlösung genannt, verwendet werden, mittels denen verschiedene Qualitäten hinsichtlich der Pflanzenfasereigenschaften erzielt werden können, wie unter anderem ihre Oberflächengüte und Reissfestigkeiten.
Die Konzentration der Säure, der Milchsäurebakterien, des Enzyms oder des Komplexbildners in der Silier- und Degummierlösung (6) beträgt vorteilhafterweise von 0.001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0.002 bis 3 Gew.-%, insbesondere von 0.01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf den Aktivgehalt der jeweiligen Komponente oder Komponenten.
Die Bast-Bänder (4) werden bevorzugt mit 10 bis 200 mg, insbesondere 20 bis 150 mg, Silier- und Degummierlösung (6) je Gramm (g) Bast-Band (4) in Kontakt gebracht, wobei die anaerobe Aufbewahrung anschliessend erfolgt.
Die Bast-Bänder (4), d.h. die Bänder (4), werden vorteilhafterweise mit der Silier- und Degummierlösung (6) durch Aufsprühen, Rollen, reversiblem Eintauchen, und/oder Bespritzen in Kontakt gebracht.
Die anaerobe Aufbewahrung der mit Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) erfolgt erfindungsgemäss in einem Silageballen (7).
Dabei werden die Silageballen (7) bevorzugt vollständig mit einer Kunststoff- Folie umwickelt und verpackt, sodass innerhalb des Silageballen (7) anaerobe Bedingungen herrschen. Die Kunststoff-Folie ist bevorzugt eine kommerziell erhältliche, eingefärbte Silagierfolie, beispielsweise aus Polyethylen (PE). Dies ist eine besonders einfache und kosteneffiziente Lagerung, die auch 12 Monate und länger dauern kann. Dabei können die Silageballen (7), gegebenenfalls überdacht, an einem geeigneten, insbesondere geschützten, Ort gelagert werden. Die Silageballen (7) können, nachdem der Abbau der weiteren Komponenten abgeschlossen ist, jederzeit geöffnet und die separierten Pflanzenfasern (1 ) der Aufbereitung und gegebenenfalls der Weiterverarbeitung zugeführt werden.
Die anaerobe Aufbewahrung der mit Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) erfolgt
- während mindestens 14 Tagen, insbesondere während mindestens 21 Tagen, und beispielsweise bis 12 Monaten oder mehr, und/oder
- bei einer Mindesttemperatur von +1 °C oder höher, wobei bevorzugt die Temperatur von 60°C nicht überschritten wird.
Der Silageballen (7)
Der erfindungsgemäss beanspruchte Silageballen (7) ist erhältlich gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren.
Der Silageballen (7) umfasst zu Beginn Bast-Bänder (4) enthaltend Pflanzenfasern (1 ) und weitere Komponenten (5), welche innerhalb des Silageballen (7), in kompaktierter Form und mit Silier- und Degummierlösung (6) behandelt, vorliegen. Nachdem der Silageballen (7) anaerob verschlossen ist, beginnt die Degummierung, d.h. der biochemische Abbau der weiteren Komponenten (5) und somit die Separierung der Pflanzenfasern (1 ) aus den Bast-Bändern (4). Nach Ende der Reaktion dient der Silageballen (7) als Lagerraum, in welchem die erhaltenen Pflanzenfasern (1 ) mit den Abbauprodukten gelagert werden.
Somit kann der Silageballen (7) zunächst als biochemischen Reaktor, inkl. Reaktanden, und anschliessend als Lagerraum, inkl. der erhaltenen Produkte, betrachtet werden. Die Folie, mit welcher die kompaktierten Bast-Bänder (4) umwickelt werden um den Silageballen (7) zu erhalten, ist typischerweise die gleiche Folie, welche auch in der Landwirtschaft zur Herstellung der landwirtschaftlichen Silageballen verwendet wird. Dabei hat sich gezeigt, dass insbesondere die geringe Konzentration der Additive in der Silier- und Degummierlösung (6) die Folie nicht beschädigt.
Die Silageballen (7), in welchen die anaerobe Aufbewahrung der mit Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) erfolgt, kann mit einer Steuerungseinrichtung versehen sein, durch welche beispielsweise die Temperaturen im Raum, in welchem die Silageballen (7) aufbewahrt werden können, gesteuert bzw. geregelt wird. Dies ermöglicht eine Optimierung und gegebenenfalls Verkürzung der minimalen Aufbewahrungszeit der Pflanzenfasern.
Silageballen (7) sind nicht zu verwechseln mit Silageschläuche. Letztere sind oft dutzende Meter lang und können nicht transportiert werden, wie dies bei Silageballen (7) der Fall ist. Die Transportierbarkeit ist jedoch ein grosser Vorteil, da sie dadurch beispielsweise direkt auf dem Feld erstellt und anschliessend an einen geeigneten Ort transportiert werden können. Zudem werden in Silageschläuchen silierte, d.h. fein gehäckselte, Produkte in den Silageschlauch, welcher typischerweise aus einer festen, und somit dickeren Schicht Kunststoff besteht, eingefüllt. Da beim biochemischen Abbau der weiteren Komponenten (5) in der Regel Gase entstehen, besteht bei einer Aufbewahrung in einem Silageschlauch die grosse Gefahr, dass der durch die entstehenden Gase entstehende Überdruck den Silageschlauch zerstört, um entweichen zu können. Dies wiederum hat zur Folge, dass auch Sauerstoff eindringen kann, was zu einer unerwünschten Gärung führt. Im Gegensatz dazu wird der Silageballen (7) durch mehrfaches Umwickeln der komprimierten Bast-Bänder (4) mit einer 1 bis 2 Meter breiten dünnen Silagierfolie erhalten. Dies erlaubt bei leichtem Überdruck das einfache Entweichen von entstehenden Gasen. Ein Lufteintritt von aussen ist jedoch nicht möglich.
Die Verwendung
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren separierten Pflanzenfasern (1 ) können vorteilhafterweise zu einem Garn, Flächentextil, Seil, Vlies, einer Kordel und/oder Schnur weiterverarbeitet werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen separierten Pflanzenfasern (1 ) können besonders gut zur Weiterverarbeitung zu einem Garn, Flächentextil, Seil, Vlies, einer Kordel und/oder Schnur verwendet werden. Die so erhaltenen Produkte weisen die genannten Vorteile auf. Dabei kann bei der Weiterverarbeitung bei Bedarf auch ein Spinnvorgang zur Anwendung kommen.
Die feucht aufbewahrten und enzymatisch degummierten Bänder (4) resp. die so separierten Pflanzenfasern (1 ) werden nach der Aufbewahrung typischerweise mit Wasser gespült, vorzugsweise mit Reinigungsmitteln gewaschen und veredelt. Die Temperatur des Waschvorgangs kann dabei von Raumtemperatur bis zu Temperaturen, beispielsweise in einem Autoklav, von oberhalb 100° Celsius betragen.
Möglich wäre zusätzlich auch eine mechanische Nassbehandlung (Quetschwalzen) und/oder Avivage, die an sich bekannt sind und nicht näher im Detail erläutert sind.
Nach dem Reinwaschen und Trocknen der so gereinigten separierten Pflanzenfasern (1 ) können sie auf herkömmliche Weise veredelt werden. Beispielsweise können sie mechanisch geöffnet resp. vereinzelt, d.h. voneinander vollständig separiert, und durch einen Spinnvorgang zu einem Garn verarbeitet werden.
Beispiele
Bei konkreten Ausführungsbeispielen wurden mit gewachsenen Nesselpflanzen (2) in Form der grossen Brennnessel (Urtica Dioica) auf einem Feld im Juli mit einem Motormäher geschnitten und manuell entblättert. Es resultierten Stängel (3) von einer Länge von ca. 1 .4 Meter. Die Stängel (3) wurden innerhalb von 12 Stunden nach dem Schneiden mit einer kommerziell erhältlichen Bastfaserentholzungsmaschine entholzt, wodurch die Nessel- Bänder (4), d.h. die Bast-Bänder (4) von Nesselpflanzen, umfassend die Pflanzenfasern (1 ) erhalten wurden. Der Holzkern (8) wurde von den Nessel- Bändern (4) getrennt und in Form von Schäben eingesammelt.
Herstellung von Silier- und Degummierlösungen (6):
Es wurden die folgenden Silier- und Degummierlösungen 1 bis 3 hergestellt, welche den Nessel-Bändern (4) zugegeben wurden:
Bei Versuch 1 der Beispiele 1 und 2 wurden 66.66 ml einer Silier- und Degummierlösung 1 bestehend aus 65.33 ml Wasser, 1 ml einer 0.5 Gew.- %igen wässrigen Milchsäurelösung und 0.33 ml einer kommerziell erhältlichen enzymatischen Lösung (BioPrep® 3000L von novozymes®) verwendet.
Bei Versuch 2 der Beispiele 1 und 2 wurden 70 ml einer Silier- und Degummierlösung 2 bestehend aus 68.8 ml Wasser, 1 ml einer 0.5 Gew.- %igen wässrigen Milchsäurelösung und 0.2 ml einer kommerziell erhältlichen enzymatischen Lösung (Viscozyme® L von novozymes®), verwendet. Viscozyme® L enthält Beta-glucanase (endo-1 ,3(4)-) in einer Konzentration von 1 -5 Gew.-%.
Bei Versuch 3 der Beispiele 1 und 2 wurde Versuch 1 wiederholt, wobei die Zugabe der Milchsäurelösung weggelassen wurde, wodurch eine Silier- und Degummierlösung 3 erhalten wurde.
Ausführungsbeispiel:
500 g der so erhaltenen Nessel-Bänder (4), auch entholzter Frischbast genannt, wurden anschliessend, d.h. innerhalb von 3 Stunden nach dem Entholzen, mittels einer Hebelpresse in einen luftdicht verschliessbaren Behälter (Weckglas) mit einem Fassungsvermögen von 500 ml gestopft. Der Feuchtigkeitsgehalt der Bast-Bänder (4) betrug zwischen 63.2 bis 73.4 Gew.- %, gemessen mit einem Feuchtigkeitsmessgerät Agreto HFM II. Das Stopfen der Bast-Bändern (4) erfolgte schichtweise, wobei mit jeder Schicht ein Teil der Silier- und Degummierlösung (6) der jeweiligen Versuche hinzugegeben wurde. Dabei wurden je nach Versuch bis zu 70 ml Lösung (6) zugegeben. Die zusammengepressten Bast-Bänder (4) wurden nach dem Stopfen mit einem Spachtel aus dem Behälter herausgenommen und mit einer grün eingefärbten kommerziell erhältlichen Silagierfolie der Marke Tenospin® aus Polyethylen (PE) mehrmals vollständig umwickelt, sodass kein Luftzutritt möglich war. Der so erhaltene Silagierballen (7) in Form von einer unförmigen Kugel wies einen Durchmesser von ca. 10 cm auf. Der Silagierballen (7) wurde während 21 Tagen bei Raumtemperatur aufbewahrt. Anschliessend wurde die Folie entfernt und die darin aufbewahrten Bast-Bänder (4) herausgenommen. In allen Fällen haben sich die Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4) separiert, wodurch die noch vorhandenen Abbauprodukte der weiteren Komponenten (5) auf einfache Art und Weise abgetrennt werden konnten. Dies erfolgte durch manuelles Waschen mit handwarmem Wasser, welchem 0.2 Gew.-% eines kommerziellen Flüssigwaschmittels («Total» der Migros) zugegeben wurde. Anschliessend wurden die so separierten Pflanzenfasern (1 ) mittels Zentrifuge von der Wasserphase getrennt. In einem nächsten Schritt wurde auf die so erhaltenen Pflanzenfasern (1 ) eine Avivage enthaltend Weichspüler aufgetragen, die Pflanzenfasern (1 ) abzentrifugiert und bei 40°C bis 50°C trocknen gelassen.
Es hat sich bei allen Versuchen mit den oben angegebenen spezifischen Silier- und Degummierlösungen 1 bis 3 eine ausreichende Degummierung der Pflanzenfasern (1 ) für ein erfolgsreiches Weiterverarbeiten zu Garnen ergeben.
Die Versuche zeigen eindrücklich, dass die Pflanzenfasern (1 ) der Bastfaserpflanzen (2) auf äusserst einfache Art und Weise vom Stängel (3) und den darin enthaltenden weiteren Komponenten (5) separiert werden können. Da beim erfindungsgemässen Verfahren keine Feldröste durchgeführt werden muss - jedoch eine solche durchgeführt werden kann, ist die Ausbeute bei der Frischentholzung bei den so separierten Pflanzenfasern (1 ) äusserst hoch, d.h. praktisch alle Pflanzenfasern (2) des Bast-Bänder (4) - und somit der Stängel (3), resp. der Bastfaserpflanze (2) - können mit diesem Verfahren separiert und anschliessend weiterverarbeitet werden.
Zudem weisen die separierten Pflanzenfasern (1 ) eine Länge auf, die - zumindest annähernd - der ursprünglichen Länge entspricht, was ein deutlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist.
Erste Versuche zeigten, dass aus den so separierten Pflanzenfasern (1 ) u.a. sehr feine Garne und Mischgarne mit anderen Pflanzenfasern hergestellt werden können, welche beispielsweise zu hochwertigen Stoffen für verschiedenste Anwendungen weiterverarbeitet werden können. So weisen beispielweise daraus hergestellte Kleider einen sehr hohen Tragkomfort mit hoher Atmungsaktivität, Feuchtigkeitsregulierung, Strapazierfähigkeit, Langlebigkeit, gute antimikrobielle Eigenschaften und hervorragende Wärmeregulierung, sowie einem geringen Gewicht auf.
Selbstverständlich könnten im Rahmen der Erfindung noch weitere Beispiele von Silier- und Degummierlösung (6) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Mengenanteilen dargetan werden. So könnte beispielsweise die Lösung auch nur wenigstens eine Säure ohne Enzyme beinhalten, bei dem ein ähnliches Mengenverhältnis wie bei den obigen Beispielen genommen würde. Auch könnten jeweils mehr als eine Säure bzw. mehr als ein Enzym in der Lösung (6) enthalten sein.
Die folgenden Figuren sind nicht eingeschränkt auszulegen und werden als Bestandteil der Beschreibung verstanden. Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt eines vergrössert dargestellten Stängels (3) der grossen Brennnessel (Urtica Dioica), d.h. einem Vertreter der Bastfaserpflanzen (2), welche weltweit vielerorts vorkommt. Die Querschnitte der anderen Bastfaserpflanzen (2) sind vergleichbar zusammengesetzt.
Der Stängel (3) weist dabei eine äussere Rinden- resp. Bastschicht (13) auf, umfassend die darin in Längsrichtung erstreckenden Pflanzenfasern (1 ) (Sklerenchym-Faserstränge). Letztere sind zum einen zwischen einem äusseren Abschlussgewebe (15) und einem ringförmigen verstärkenden Holzgefüge bzw. Holzkern (8) (Zentralzylinder) angeordnet und sind im Rindenparenchym eingebettet. Die Bast- und Einzelfasern (1 ) sowie die Pflanzenfaserbündel der Rindenschicht (13) sind durch das Abschlussgewebe (15) (Rinden parenchym) umgeben, deren Pflanzenzellen durch die Entholzung entfernt werden, da sie die Spinnprozesse mitunter als Staub negativ beeinflussen. Zwischen den Pflanzenfasern (1 ) sind weitere Komponenten (5) wie Pektine, Hemicellulosen und Lignin angeordnet. Es sind nicht alle Bestandteile des gezeigten Stängels (3) erläutert, sondern nur diejenigen im Zusammenhang mit der Erfindung.
Bei der Entholzung geht es darum, den äusseren Bereich des Stängels (3), welcher nach der Entholzung als Bast-Band (4) vorliegt, vom Holzkern (8) zu trennen. Dabei umfasst das Bast-Band (4) das Abschlussgewebe (15), genannt Epidermis. Bei der Entholzung wird das Abschussgewebe (15) entfernt, so dass die Gum abbauenden Enzyme der Silier- und Degummierlösung (6) besser zu den Mittellamellen zwischen den einzelnen Pflanzenfaserzellen der Pflanzenfasern (1 ), aber auch zwischen die Pflanzenfaserzellen und die Zellen des Rindenparenchym Vordringen können, um die Pektine und Hemicellulosen während der Aufbewahrung abzubauen. Die Pflanzenzellen des Rindenparenchyms (Staub) werden dann erst durch den Waschprozess, welcher nach der Einlagerung durchgeführt wird, bzw. während dem anschliessenden mechanischen Öffnen, d.h. dem Vereinzeln der Pflanzenfasern, entfernt.
Fig. 2 die schematische Darstellung der Vorrichtung (9) umfassend die optionale Schneid- oder Ausreisseinheit (A), die optionale Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern der Stängel, die Entholzungs- und Trenneinheit (C), die Silier- und Degummiereinheit (D), sowie die Silagiereinheit (E). Die Vorrichtung (9) ist beispielhaft einteilig dargestellt. Die gestrichelten Linien mit Pfeilen zeigen die Verarbeitungsrichtung, welche die Bastfaserpflanzen (2) und deren Produkte durchlaufen.
Die optionale Schneid- oder Ausreisseinheit (A) schneidet die Bastfaserpflanze (2), sodass die Wurzeln der Bastfaserpflanzen (2) - hier am Beispiel der Brennnessel - weiterhin im Boden bleiben und wieder austreiben können. Die geschnittenen Bastfaserpflanzen (2), im Wesentlichen die Stängel (3) mit Blättern, können anschliessend in der optionalen Einheit (B) entspitzt und/oder entblättert werden, sodass nur die Stängel (3) weiterverarbeitet werden. Diese werden in der Entholzungs- und Trenneinheit (C) entholzt, wobei die Holzkerne (8) von den erhaltenen Bast-Bänder (4) getrennt werden. Letztere werden mit der Silier- und Degummierlösung (6) aus der Silier- und Degummiereinheit (D) in Kontakt gebracht und anschliessend in der Silagiereinheit (E) kompaktiert und zu Ballen verarbeitet, welche mittels einer Folie luftdicht verpackt und so zu Silageballen (7) verarbeitet werden.
Die in den Bast-Bänder (4) der Bastfaserpflanzen (2) befindlichen Pflanzenfasern (1 ) werden anschliessend in den erhaltenen Silageballen (7) während der anaeroben Aufbewahrung der Bast-Bänder (4) aus den Bastfaserpflanzen (2) separiert.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (9) zum Separieren der Pflanzenfasern (1 ) aus Bastfaserpflanzen (2) umfassend Stängel (3), umfasst eine Entholzungs- und Trenneinheit (C) zur Frisch-Entholzung und Trennen der Stängel (3) in Bast-Bänder (4) und Holzkern (8), eine Silier- und Degummiereinheit (D) mit einem Gefäss zur Aufnahme einer Silier- und Degummierlösung (6), und mit Mittel zum in Kontaktbringen der Bast-Bänder (4) mit in der Silier- und Degummiereinheit (D) einbringbaren Silier- und Degummierlösung (6), wobei das Gefäss mit den Mitteln zum in Kontaktbringen verbunden ist, eine Silagiereinheit (E), mit welcher die mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) kompaktierbar und mittels einer Folie luftdicht verpackbar sind, wodurch Silageballen (7) erhalten werden, wobei die Vorrichtung (9) ein- oder mehrteilig sein kann.
2. Vorrichtung (9) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9) eine eine vorgelagerte Schneid- oder Ausreisseinheit (A) zum Schneiden oder Ausreissen der Bastfaserpflanzen (2), eine Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern der Stängel (3), wobei die Einheit (B) zum Entspitzen und/oder Entblättern bevorzugt vor der Entholzungs- und Trenneinheit (C) und, falls vorhanden, nach der Schneid- oder Ausreisseinheit (A) angeordnet ist, und/oder
- eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen der geschnittenen oder ausgerissenen Bastfaserpflanzen (2) und Einführen in die Einheit (B) oder (C).
3. Vorrichtung (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entholzungs- und Trenneinheit (C) eine mechanische Vorrichtung zum Zerkleinern, Schlagen und/oder Schaben des Stängels (3) umfasst, wobei die mechanische Vorrichtung bevorzugt mindestens einen rotierenden Zylinder mit gleichmässig angeordneten Klingen und einem Brecher- oder Schaberblock und/oder weiteren rotierenden Zylindern umfasst.
4. Vorrichtung (9) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel der Silier- und Degummiereinheit (D), mit welchen die Bast-Bänder (4) mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht werden können, mindestens eine Düse umfasst und dass das Gefäss mit der Düse mit einem Schlauch oder Rohr verbunden ist.
5. Vorrichtung (9) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Silagiereinheit (E)
- einen Kompakter zum Kompakteren der mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht Bast-Bänder (4), und
- eine Verpackungseinheit umfassend ein Aufnahme- und Abrollmittel zur Aufnahme und Abrollen der Folie, sowie ein Rotationsmittel zur Aufnahme der kompaktierten Bast-Bänder (4) und Umwickeln der kompaktierten Bast-Bänder (4) mit der Folie, wobei das Aufnahme- und Abrollmittel um das Rotationsmittel und/oder das Rotationsmittel um das Aufnahme- und Abrollmittel drehbar ist, wobei die Verpackungseinheit derart ausgestaltet ist, dass die kompaktierten Bast-Bänder (4) anaerob verpackbar sind.
6. Vorrichtung (9) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid- oder Ausreisseinheit (A) mindestens eine Schneidvorrichtung zum Schneiden, insbesondere Mähen, oder zum Ausreissen der Bastfaserpflanzen (2) aufweist. Verfahren zum Separieren von Pflanzenfasern (1 ) aus Bastfaserpflanzen (2) mit Stängel (3) mit der Vorrichtung (9) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend das Schneiden oder Ausreissen und Entholzen der Stängel (3), wodurch je Stängel (3) mindestens ein Bast- Band (4) erhalten wird, wobei jedes Bast-Band (4) die Pflanzenfasern (1 ) sowie weitere Komponenten (5) enthält, wobei die Bast-Bänder (4) mit einer Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht, kompaktiert und aufbewahrt werden, wobei während der Aufbewahrung sich die Pflanzenfasern (1 ) von den weiteren Komponenten (5) der Bast-Bänder (4) separieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbewahrung der mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) unter anaeroben Bedingungen in einem Silageballen (7) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bastfaserpflanzen (2) entweder o frisch geschnitten und innerhalb von 72 Std., bevorzugt innerhalb von 48 Std., insbesondere direkt, nach dem Schneiden oder Ausreissen entholzt werden, oder o während mindestens 73 Std., bevorzugt mindestens 14 Tagen, einer Feldröstung unterworfen werden, und anschliessend entholzt werden,
- oder die erhaltenen Bast-Bänder (4) innerhalb von 24 Std., bevorzugt innerhalb von 3 Std., insbesondere direkt nach dem Entholzen der Stängel (3) mit der Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebracht, kompaktiert und mit Folie zu einem Silageballen (7) verarbeitet und anschliessend anaerob aufbewahrt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bastfaserpflanzen Hanf, Flachs, Brennnessel, Kenaf, Mesta und/oder Jute sind.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Silier- und Degummierlösung (6) eine wässrige Lösung darstellt umfassend mindestens ein Additiv, insbesondere eine Säure, Lauge, Bakterien, ein Enzym und/oder ein Komplexbildner, wobei bevorzugt die Säure eine organische Säure, beispielsweise Milchsäure oder Essigsäure, die Lauge Calciumoxid oder Calciumhydroxid, die Bakterien Milchsäurebakterien (Lactobacillales), das Enzym ein Gum- abbauendes Enzym, beispielsweise Pektinase, Hemicellulase, BioPrep® 3000L, novozymes®, Viscozyme®, und der Komplexbildner ein Calcium- Komplexbildner, insbesondere Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), oder ein Salz davon, darstellt.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bast-Bänder (4) mit 10 bis 200 mg, insbesondere 20 bis 150 mg, Silier- und Degummierlösung (6) je g Bast- Band (4) in Kontakt gebracht werden, wobei die anaerobe Aufbewahrung anschliessend erfolgt.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die anaerobe Aufbewahrung der mit Silier- und Degummierlösung (6) in Kontakt gebrachten Bast-Bänder (4) während mindestens 14 Tagen, insbesondere während mindestens 21 Tagen, und beispielsweise bis 12 Monaten oder mehr erfolgt, und/oder
- bei einer Mindesttemperatur von +1 °C oder höher erfolgt, wobei bevorzugt die Temperatur von 60°C nicht überschritten wird.
13. Silageballen (7) erhältlich gemäss Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 12.
14. Verwendung der nach dem Verfahren nach Anspruch 7 bis 12 erhaltenen separierten Pflanzenfasern (1) zur Weiterverarbeitung zu einem Garn, Flächentextil, Seil, Vlies, einer Kordel und/oder Schnur.
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