Polysaccharide - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 173

Trotz dieser uneinheitlichen Mengenangaben aufgrund der sehr schwer exakt bestimmbaren
Vorkommen der Biopolymere, ist die Annahme plausibel, dass Phytomasse an Land den größ-
ten Beitrag zu Bestand, Bildung und Zerfall von Biopolymeren liefert, so dass Polysaccharide
als Speicher- und Gerüstsubstanzen der Pflanzen die von der Menge her bedeutsamsten Biopo-
lymere sind.
4.1 Cellulose
In diesem Kapitel werden die Grundeigenschaften der Cellulose und ihrer Anwendungen, vor
allem in Form von Bekleidungsfasern, vorgestellt. Cellulose als Bestandteil von Holz wird
aufgrund seiner chemischen Natur als Polysaccharid auch in diesem Kapitel behandelt. Die
Anwendungen Papier, Celluloseregenerate, Wursthüllen aus Cellulose, Cellulose-Acetat, Cel-
luloid, Alkyl- und Alkoxy-Cellulose-Derivate, Naturfasern sowie halmgutartige Werkstoffe auf
Basis von Cellulose werden in den folgenden Kapiteln vorgestellt, danach folgen Hemicellulo-
sen. Der biogene Verbundwerkstoff Holz auf Basis von Cellulose als Faser und Lignin als
druckfester biogener Matrix mit dreidimensionaler Netzwerkstruktur [16] sowie Anwendungen
von Lignin werden in Kap. 6.2 unter „Biopolymere mit Netzwerkstruktur“ behandelt.
Herstellung / Vorkommen
Cellulose ist als Strukturpolysaccharid ein wesentlicher Bestandteil der Pflanzenzellwand [17],
[18] und wird hauptsächlich in Form von Baumwolle (nicht lignifiziert) sowie durch Auf-
schluss von Hölzern (lignifiziert, d. h. mit Lignin vergesellschaftet) gewonnen [16]. Bei
Baumwolle handelt es sich um die Samenhaare einer Strauchpflanze aus der Gattung der Mal-
vengewächse ( Gossypium ) [2]. Die Baumwollpflanze wird in tropischen und subtropischen
Regionen in Ostasien, Indien, Nordafrika und Amerika angebaut, so dass eine beliebige Expan-
sion des Anbaus nicht möglich ist (siehe auch Ökonomische Aspekte ). Je nach Region werden
bestimmte Arten bevorzugt ( Gossypium herbaceum L. und Gossypium arboreum L. in Europa,
Afrika und Asien; Gossypium hirsutum L . und Gossypium barbadense L. in Amerika). Die
Cellulose-Gehalte von Rohbaumwolle liegen bei 85-90 % und damit weit höher als in Hölzern.
Allerdings stehen Hölzer in wesentlich größerer Menge zur Verfügung (siehe Tabelle 79), so
dass beispielsweise die Papierherstellung auf deren Nutzung beruht. Die Zusammensetzung
verschiedener Weich- und Harthölzer zeigt Tabelle 35 [19] . Die Cellulose-Gehalte liegen meist
zwischen 30 und 50 %, im Mittel bei ca. 40 %; die Lignin-Gehalte zwischen 20 und 30 %, im
Mittel bei ca. 25 % (zu Cellulose und Baumwolle siehe auch Kap. 4.1.10).