Proteine - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 133

3.5 Weitere Bindemittel auf Proteinbasis
In Analogie zu dem im Kap. 3.3 Sojaprotein und Kap. 3.4 Casein dargestellten Einsatz dieser
Proteine als Bindemittel für Holzwerkstoffplatten können in dieser Anwendung auch andere
Proteine verwendet werden, die teilweise besser geeignet sind als die erstgenannten. Die Bin-
demittel werden oft in die vier Gruppen unterteilt: Albumine (wasserlösliche tierische Proteine,
z. B. Blut- oder Eiweißalbumin), Glutine (tierische Proteine aus dem Bindegewebe, also Kol-
lagen oder Gelatine), Caseine und pflanzliche Proteine (aus Soja, Mais oder Weizen) [80]. Eine
Zusammenstellung der umfangreichen Arbeiten, die auf diesem Gebiet vorgenommen worden
sind, findet sich z. B. in [11], [80], [86] und [97].
Bild 86 Verfügbarkeit von pflanzlichen Proteinen (links) und tierischen Proteinen (rechts) in Europa. Die
Gesamtmenge pflanzlicher Proteine wird auf 1,5 Mio t/a geschätzt, die der tierischen Proteine auf
150.000 t/a. Zitiert in [86].
Die für diese Anwendungen zur Verfügung stehenden Proteine sind begrenzt wie Bild 86 zeigt
[86], so dass ein Ersatz der etablierten petrochemischen Bindemittel in der Breite ohnehin nicht
möglich ist (zu Produktionsmengen von Holzfaserplatten siehe Bild 235 in Kap. 6.2.3).
Proteinmehle, die durch einen Auflösungs- und Fällungsprozess bei verschiedenen pH-Werten
durch Trocknung schließlich als Pulver gewonnen werden können sind sehr teuer, Proteinisola-
te sind günstiger. Auch die Verwendung minderwertiger Mehle ist möglich oder die Beimi-
schung der Proteine zu petrochemischen Bindemittel in Form von Protein-Phenol-Harzen oder
Protein-Melamin-Harnstoff-Harzen.
Die tierischen Proteine entstammen letztlich einem Veredelungsprozess, der auf Pflanzen auf-
baut, so dass die tierischen Proteine als ökologisch weniger sinnvoll eingeschätzt werden als
die pflanzlichen Proteine. Allerdings wurden Mischungen aus pflanzlichen Proteinen und tieri-
schen Albuminen in den USA lange als Bindemittel für das Heißpressen von Furnieren ver-
wendet [70]. Untersucht wurde auch die Verwendung von Mischungen aus Kollagen und
Ei-Albumin, um die Feuchtigkeitsbeständigkeit von Sperrholz zu erhöhen, das mit Harnstoff-
Formaldehyd-Harz gebunden wurde (zitiert in [80]).
Besonders gut geeignet erscheinen Weizenproteine (hauptsächlich Weizen-Gluten), die z. B. in
Form einer Dispersion verwendet werden können, die als Nebenprodukt der Glucosesirupher-
stellung entsteht [80]. Damit erfolgt eine werkstoffliche Nutzung eines Reststoffstroms aus der
Lebensmittelherstellung, bei der 14 % des Ausgangsmaterials in Form von Weizenprotein-
Dispersion (mit 8 % Wasser und 85 % Rohprotein) anfallen [35], [80]. Das Weizengluten, das
sehr viskoelastisch ist, besteht aus Glutelin (44 %) und Gliadin (56 %). Gliadin bildet den nie-
dermolekularen Anteil, der für das viskose Verhalten verantwortlich ist; die Gliadin-Einheiten
sind in die höhermolekularen Glutelin-Einheiten eingebettet. Diese besitzen hoch- und nieder-