Energiegeladen: Erstes wissenschaftliches Symposium und Ideation Workshop der MFP

„Hier steckt richtig Energie drin“, sagte eine Teilnehmerin des ersten Wissenschaftlichen Mini-Symposiums und Ideation Workshop des Forschungsclusters Modellfabrik Papier (FOMOP). Forschende aus unterschiedlichen Disziplinen und Instituten aus ganz Europa trafen sich mit Experteninnen und Experten aus der Papierindustrie, um gemeinsam über die Zukunft nachhaltiger Papierproduktion nachzudenken – und neue Forschungsideen zu entwickeln.

Ein gelungener Auftakt beim Get-together

Bereits am Vorabend brachte eine lebendige Poster-Session die Teilnehmenden zusammen. Sieben Forschungsgruppen aus dem FOMOP-Schwerpunkt „Maßgeschneiderte Rohstoffe“ präsentierten ihre Arbeiten. Vertreten waren Forschende der Modellfabrik Papier und der FOMOP-Forschungspartner MAP (TU Darmstadt), TU Dresden, PTS Institut für Fasern und Papier, Institut für Pflanzenwissenschaften IBG-2 am Forschungszentrum Jülich. In entspannter Atmosphäre entwickelten sich spannende Gespräche und erste Verbindungen – ein idealer Start, der auch den geladenen Keynote-Speakern wertvolle Einblicke in ihr Publikum bot.

Impulse aus ganz Europa

Das Mini-Symposium selbst bot ein vielseitiges Programm mit Expertinnen und Experten aus verschiedenen europäischen Forschungseinrichtungen. Sie beleuchteten das Tagungsthema “Tailor-made raw materials and fibers for significant energy savings in the papermaking process” und zeigten mit der Vorstellung ihrer Forschungsthemen die Bandbreite der Fragestellung auf.

• Dr. Clàudia Esteves, Wissenschaftlerin am RISE in Schweden, zeigte Wege auf, wie sich in der Hygienepapierproduktion Energie einsparen lässt. Ihre Forschung konzentriert sich auf das Kraftverfahren und die Frage, wie der Einsatz von Sauerstoff als Oxidationsmittel im Faseraufschluss dazu beiträgt, auf aggressive Chemikalien und hohe Temperaturen verzichten zu können. Nachweislich wirkt sich die Sauerstoffdelignifizierung zugleich positiv auf die mechanischen Fasereigenschaften wie die Nassfestigkeit aus. Ihre Botschaft: „Ungebleichte Fasern sind sehr viel nachhaltiger: Braun ist das neue Grün.“
• Prof. Dr. Markus Biesalski, Leiter des Instituts Makromolekulare und Papierchemie MAP an der TU Darmstadt und Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats der MFP, gab Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen Fasern und Wasser und stellte neue chemische Verfahren zur Verbesserung der Bindungskraft im Fasernetzwerk vor – etwa um die Wiederaufschlussfähigkeit von Fasern zu verbessern. Ein weiteres Beispiel: Die Verbesserung der Nassfestigkeit mithilfe von biobasierten funktionellen Cellulose-Polymere, die überdies gesundheits- und umweltfreundlicher als klassische Additive sind.

  

• Dr. Antti Paajanen, Wissenschaftler am VTT (Technical Research Centre) in Finnland, schilderte die Wechselwirkung von Wasser und Faserwandpolymeren und deren Modifikation auf molekularer Ebene. Der Experte für computergestützte Materialphysik erläuterte anhand einiger Beispiele aus aktuellen Projekten, wie rechnergestützte Methoden die Grenzen experimenteller Forschung sprengen: „Die Modellierung hilft uns, besser zu verstehen, was auf der Ebene der Feinstruktur der Zellulosefasern geschieht, und bietet einen noch besseren Ausgangspunkt für die Steuerung der damit verbundenen Prozesse.“
• Prof. Dr. Jahel Labidi, Leiter des Fachbereichs Chemie- und Umwelttechnik an der Universität des Baskenlandes (UPV/EHU) in Spanien und Leiter der Forschungsgruppe Biorefinery Processes (BioRP), erläuterte, wie Bioraffinerie-Konzepte in der Papierproduktion der Zukunft eine zentrale Rolle spielen könnten. Seine These: „Durch Nutzung und Umwandlung von bislang ungenutzten Nebenströmen werden Papiermühlen zu Drehscheiben der Bioökonomie. Mit einem erweiterten Portfolio wie der Herstellung von Biokraftstoffen oder neuen Lignin-basierten Materialien.“
• Prof. Dr. Julien Bras vom Grenoble Institute of Technology – Pagora (UGA) und Leiter der Gruppe „Multiscale Biobased Materials” am LGP2 war der Tagung online zugeschaltet. Der Experte für chemische Oberflächenmodifizierung und Materialfunktionalisierung sprach über die Entwicklung biobasierter aktiver Verpackungen mit antimikrobiellen, barrierebildenden und leitfähigen Eigenschaften: „Der Einsatz von Nanocellulose ist eine entscheidende Weichenstellung zu energieeffizienteren Prozessen für die nachhaltige Produktion von Verpackungsmaterialien.“

Die Vorträge des Vormittags machten deutlich: Nachhaltigkeit in der Papierindustrie entsteht durch interdisziplinäres Denken und den Mut, bekannte Wege zu verlassen. „Das Potenzial neuer Technologien für eine nachhaltigere Papierproduktion ist groß“, sagte MFP-Forschungsgruppenleiter Dr. Jan-Lukas Schäfer. „Mit Blick auf Energieeinsparung und sich verändernde Produktnutzen stellen sich uns offene Forschungsfragen. Zum Beispiel: Wie lassen sich alternative Faserquellen in etablierte Herstellungsprozesse einfügen? Oder wie können die Entwässerungseigenschaften von Fasern gezielt gesteuert werden, ohne dass dabei die Papiereigenschaften/Produkteigenschaften oder die Rezyklierbarkeit dieser stark beeinträchtigt wird?“

Kreativität im Ideation Workshop

Der Nachmittag war daher dem gemeinsamen Entwickeln neuer Ideen und Forschungsansätze gewidmet. Beim mehrteiligen „Ideation Workshop“ nahmen die Teilnehmenden unter der Leitung von Philipp Wichert und Hanna Greiner von TIM Consulting an einer kreativen Denkwerkstatt teil, die bewusst mit gewohnten Denkmustern brach. In bunt gemischten Gruppen arbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus unterschiedlichen Disziplinen mit Praktikern und Expertinnen aus der Industrie zusammen, um neue Ansätze für reale Herausforderungen der Papierindustrie zu entwerfen.

Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Mehr als 20 neue Ideen entstanden in wenigen Stunden – von technischen Innovationen bis hin zu konzeptionellen Forschungsansätzen. 16 davon wurden von den Teilnehmenden in einer Bewertungsrunde priorisiert. Der Ideenpool wird nun intern weiterentwickelt und bewertet, um zu entscheiden, welche sich besonders gut für eine künftige Umsetzung in der Modellfabrik Papier-Forschung eignen.

Ein vielversprechender Auftakt

„Unser erstes wissenschaftliches Symposium war ein echter Erfolg“, freut sich Dr. Jihène Jerbi, MFP-Vernetzungsmanagerin Innovationsscouting Wissenschaft. Die Vorträge und der Ideation Workshop zeigten eindrucksvoll, wie fruchtbar der Austausch zwischen Disziplinen und Institutionen sein kann. „Ein starkes Netzwerk, das von einem „Open Innovation“-Gedanken getragen wird, beschleunigt Innovation. Seien es chemische Prozesse, die wir in der Grundlagenforschung besser in Bezug auf Energieeinsparungspotenziale verstehen lernen oder neue Technologieentwicklungen, die bis zur Industrieanwendung skaliert werden können.“

Mit neuen Kontakten, inspirierenden Impulsen und einer Fülle an Ideen blicken alle Beteiligten auf die gemeinsame Arbeit zurück. Die große Bandbreite der Ideen macht zugleich deutlich, dass es einen engen Schulterschluss zwischen Industrie und Wissenschaft braucht, um den Wissenstransfer ausbauen und in weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit nachhaltiger Technologien zu investieren.