HempFill

Nachhaltige Hanffasern als Füllstoff der Zukunft

Mitglied des Projekts:
Michel Finke

Studiengang/Fachbereich:
Master Agrar- und Lebensmittelwirtschaft

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

 

Wie viel Förderung hast du genutzt und wofür?
Ich habe 6.500€ Förderung genutzt für 

  • Einkauf Hanffasern 
  • Zerkleinerungsversuche 
  • Trennversuche
  • Pelletierversuche 

jeweils im Technikum eines geeigneten Maschinenherstellers.

 

Was war ursprünglich geplant – und was ist tatsächlich in den 6 Monaten passiert?
Zu Beginn des Projekts wurde planmäßig der Abfallstoff aus Hanfaufschlussanlagen eingekauft und im Technikum der Firma Pallmann auf verschiedenen Maschinen zerkleinert. Dabei erwies sich ein Großteil der getesteten Anlagen als ungeeignet. Lediglich eine Doppelstrommühle konnte das Material effizient zerkleinern. Ziel der Zerkleinerung war es, den im Fasergemisch enthaltenen Holzanteil stärker zu reduzieren als die Fasern, um anschließend eine bessere Abtrennung mittels Siebung zu ermöglichen. Dieses Ziel konnte jedoch nicht wie erwartet erreicht werden. 

Infolgedessen wurde ein zweiter Entwicklungspfad verfolgt, der nicht auf dem Abfallstoff, sondern auf Hanfstroh basiert, das direkt vom Landwirt bezogen wird. Hierfür wurde Faserhanfstroh eingekauft und in einer Hammerstrohmühle zerkleinert. Der Zerkleinerungsprozess verlief zwar vergleichsweise schwerfällig, die erzeugte Materialmenge war jedoch ausreichend für weiterführende Siebversuche. Dabei konnte beobachtet werden, dass sich das Holz durch die mechanische Beanspruchung teilweise von den Fasern löste. 

Anschließend wurden bei der Firma Rhewum Siebtechnik beide Materialien hinsichtlich ihrer Siebeignung untersucht. Der zuvor in der Doppelstrommühle zerkleinerte Abfallstoff zeigte eine zu homogene und feine Struktur, sodass keine ausreichende Trennschärfe zwischen Faser- und Holzanteilen erzielt werden konnte; beide Fraktionen wurden weitgehend gemeinsam ausgesiebt. Im Gegensatz dazu wies das zerkleinerte Hanfstroh deutlich bessere Siebeigenschaften auf: Die Fasern verblieben größtenteils auf dem Sieb, während ein Teil des Holzanteils hindurchfiel. Allerdings konnten größere Holzpartikel nicht ausreichend abgetrennt werden. Daraus ergab sich die Schlussfolgerung, einen zusätzlichen Zerkleinerungsschritt zu integrieren, der den Holzanteil gezielt und möglichst gleichmäßig auf etwa 10 mm reduziert, um die Trennleistung der Siebung zu verbessern. 

Im Anschluss wurde das Material mit den vielversprechendsten Eigenschaften in einem Pelletierversuch bei der Firma EcoKraft verdichtet, um die Dosierbarkeit der Fasern zu erhöhen. Die Pelletierung verlief ohne größere Komplikationen und lieferte ein akzeptables Ergebnis. Für Anwendungen in Papier oder Lederalternativen sind die erzielten Qualitäten derzeit jedoch noch nicht ausreichend, sodass weitere Versuche und Verfahrensoptimierungen erforderlich sind. Für den Einsatz in Kunststoffen hingegen ist die Materialqualität bereits geeignet. Entsprechende Prüfkörper werden in Kürze bei der Firma BioFed hergestellt, um die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. 

Parallel zu den technischen Versuchen wurde intensive Netzwerkarbeit betrieben. Dabei konnte ein Unternehmen identifiziert werden, das in der Lage ist, den eingekauften Abfallstoff aus Hanfaufschlussanlagen in seinem Prozess zu verarbeiten und zumindest für die Papieranwendung geeignete Qualitäten zu erzeugen. Auf Basis dieser Fasern konnte die Firma Kämmerer erfolgreich ein Hanfpapier herstellen. Im Rahmen eines Vor-Ort-Besuchs der Anlage konnten wertvolle Einblicke gewonnen werden, die in die weitere Verfahrensentwicklung einfließen werden. 

Neben der technischen Entwicklung wurde zudem eine Analyse der Wertschöpfungskette durchgeführt, um strukturelle Herausforderungen zu identifizieren. Auf dieser Grundlage wurde ein Geschäftsmodell entwickelt und iterativ weiter ausgearbeitet. Dieses sieht ein dezentrales Netzwerk von Erstaufbereitungsanlagen im Franchise bei landwirtschaftlichen Betrieben vor, kombiniert mit zentral koordinierten Funktionen wie Vermarktung, Marketing, Forschung und Entwicklung, Qualitätsmanagement sowie gegebenenfalls Weiterverarbeitung. Der Fokus liegt dabei ausschließlich auf Kurzfasern sowie auf einem Aufbereitungsverfahren, das eine dezentrale Umsetzung ermöglicht. 

 

Was hast du gelernt (fachlich & persönlich)?
Im Verlauf des Projektes hat sich gezeigt, dass der ursprünglich geplante Ansatz, einen heterogenen Abfallstrom aus Hanfaufschlussanlagen durch reine Zerkleinerung und anschließende Siebung in verwertbare Fraktionen zu trennen, nur eingeschränkt geeignet ist. Insbesondere führte die zu homogene Zerkleinerung in der Doppelstrommühle dazu, dass keine ausreichende Trennschärfe zwischen Faser- und Holzanteilen erreicht werden konnte. Eine zentrale Erkenntnis war daher, dass nicht nur die eingesetzte Verfahrenstechnik, sondern insbesondere der Ausgangszustand des Materials entscheidend für die spätere Trennbarkeit ist. Der alternative Ansatz, direkt mit Hanfstroh zu arbeiten, zeigte deutlich bessere Ergebnisse, da sich hier durch die mechanische Beanspruchung eine natürlichere Trennung von Faser- und Holzbestandteilen einstellen konnte. Darauf aufbauend wurde deutlich, dass ein mehrstufiges Aufbereitungsverfahren notwendig ist, bei dem die Zerkleinerung gezielt so gesteuert wird, dass der Holzanteil auf eine definierte Korngröße gebracht wird, ohne die Fasern übermäßig zu schädigen. Die Kombination aus angepasster Zerkleinerung und Siebung stellt aktuell den vielversprechendsten Ansatz dar. 

Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die erzeugten Faserqualitäten für unterschiedliche Anwendungen stark variieren. Während die Anforderungen für Anwendungen wie Papier oder Lederalternativen aktuell noch nicht erfüllt werden, ist eine Nutzung als Kurzfaseradditiv in Kunststoffen bereits realistisch. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, Anwendungen und Qualitätsanforderungen frühzeitig mitzudenken und den Prozess darauf auszurichten. Zusätzlich wurde deutlich, dass bereits bestehende industrielle Prozesse existieren, die ähnliche Rohstoffe erfolgreich verarbeiten können. Der Austausch mit etablierten Akteuren entlang der Wertschöpfungskette hat wertvolle Einblicke geliefert und bestätigt, dass eine wirtschaftliche Nutzung grundsätzlich möglich ist. Die Analyse der Wertschöpfungskette hat gezeigt, dass die größten Herausforderungen weniger in einzelnen Prozessschritten, sondern vielmehr in der Struktur der Rohstoffbereitstellung und Logistik liegen. Insbesondere die geringe Wertdichte des Materials und die dezentralen Anfallorte sprechen gegen zentrale Großanlagen. Daraus entstand die Erkenntnis, dass ein dezentrales Aufbereitungskonzept, nahe am landwirtschaftlichen Ursprung, deutliche Vorteile bietet. Das entwickelte Geschäftsmodell eines dezentralen Netzwerks von Erstaufbereitungsanlagen mit zentral koordinierten Funktionen adressiert genau diese strukturellen Herausforderungen. 

Auf persönlicher Ebene war die wichtigste Erkenntnis, wie entscheidend es ist, Annahmen frühzeitig praktisch zu überprüfen. Mehrere ursprünglich plausibel erscheinende Ansätze konnten im Versuch nicht bestätigt werden, was eine schnelle Anpassung der Strategie erforderlich machte. Zudem hat sich gezeigt, wie wertvoll der direkte Austausch mit Maschinenherstellern und Industriepartnern ist. Der Zugang zu technischem Know-how und praktischer Erfahrung hat die Entwicklung maßgeblich beschleunigt und zu realistischeren Einschätzungen geführt. Ein weiteres Learning war der Umgang mit Unsicherheit und iterativen Entwicklungsprozessen. Anstelle eines linearen Vorgehens hat sich ein flexibler, hypothesengetriebener Ansatz als deutlich effektiver erwiesen. Grade in diesem Stadium sind langfristige Pläne häufig schon nach wenigen Monaten hinfällig, da neue Erfahrungen und Einflüsse zur regelmäßigen Anpassung und Überarbeitung der Pläne führen und teilweise zu komplett neuen Ansätzen.  

 

Wie geht es mit deiner Idee jetzt weiter, bzw. soll es überhaupt mit der Idee weitergehen?
Um das Verfahren weiter zu optimieren, wurde ein EIP-projekt beantragt, das genehmigt wurde und am 1.04.2026 startet. Ziel dieses Projektes ist es gemeinsam mit verschiedenen Forschungsinstituten, Landwirten und Industriepartnern aus den Bereichen Leder und Papier ein Verfahren zu entwickeln, dass genau die geforderten Qualitäten für die geplanten Anwendungsgebiete liefert. Dabei soll die gesamte Wertschöpfungskette vom Anbau beim Landwirt bis zur Anwendung in der Industrie berücksichtigt werden. Die Kick-Start-Förderung war dabei sehr hilfreich, um erste Hypothesen zu testen, Erfahrungen zu sammeln und eine grundsätzliche Machbarkeit festzustellen.  

Des Weiteren wurde der Kontakt zu einem Konstruktionsbüro aufgenommen, mit dem zusammen der Bau einer Prototypenanlage geplant ist. In die Planung und den Bau sollen die Erfahrungen des EIP-Projektes einfließen. Für die Ausführung werden noch Finanzierungsmöglichkeiten geprüft.  

 

Warum würdest du anderen empfehlen, sich für KickStart zu bewerben?
Kick-Start bietet eine gute Möglichkeit mit einer Idee im sehr frühen Stadium erste Erfahrungen zu sammeln, auszuprobieren und in die Startup-Welt von Osnabrück hineinzuschauen. Es besteht kein Druck am Ende ein fertiges Produkt oder bestimmte Meilensteine erreicht zu haben. Der Fokus liegt auf dem Ausprobieren, Fehler zu machen und Erfahrungen zu sammeln.  Die Anmeldung/ Bewerbung ist sehr einfach und niedrigschwellig und das Umfeld fördert das Entwickeln von Ideen und Kreativität. Man bekommt interessanten Input durch die Workshops, gute Unterstützung für die ersten Schritte von den RISE-Mitarbeitern und Kontakte in das Startup-Netzwerk von Osnabrück.

 

Warum würdest du anderen empfehlen, die Unterstützungsangebote des RISE in Anspruch zu nehmen?
Im Grunde dieselbe Antwort wie in Frage 6. Vielleicht noch ergänzend: Das RISE bietet einige interessante Workshops rund um das Thema Gründung an. Außerdem hat man mit dem RISE einen Ort, an dem man durch die Werkstatt und die Unterstützung der Mitarbeiter die Möglichkeit hat, viele Dinge auszuprobieren. Zudem steht das RISE bei Fragen immer zur Verfügung oder kann innerhalb des Ökosystems in Osnabrück vernetzen und so Türen öffnen.