POVLT afdeling Innovatie Ieperseweg 87 8800 Rumbeke België Tel: +32 (0) 51 27 32 00 Fax: +32 (0) 5124 00 20 E-mail: emilie.snauwaert@west-vlaanderen.be www.povlt.be Datum: 14-10-2010 GROENE GRONDSTOFFEN VEZELVLAS STATE-OF-THE-ART Auteur: Emilie Snauwaert Co-auteur: Greet Ghekiere De publicatie kadert in het Interreg project Groene Grondstoffen, innovatief gebruik van landbouwgewassen dat wordt gefinancierd door de Europese Unie en de provincie West-Vlaanderen.
Inhoudsopgave Voorwoord... 3 1 Vlasareaal... 4 2 Teeltaspecten... 4 3 Verwerking... 4 4 Toepassingen... 4 4.1 Vlasvezel... 4 4.1.1 Papier... 5 4.1.2 Isolatiemateriaal... 5 4.1.3 Vezelversterkte composieten... 7 4.1.4 Geotextiel... 11 4.2 Vlaslemen... 12 4.2.1 Stalstrooisel... 12 4.2.2 Constructiemateriaal... 13 4.2.3 Bodembedekking... 13 4.2.4 Filtermateriaal... 13 4.2.5 Bron voor groene energie... 13 4.2.6 Natuurlijke bestrijding van bodempathogenen... 14 5 Subsidieregeling in België... 14 6 Bronnen... 15 2
Voorwoord Vóór de economische crisis zagen we een enorme stijging van de olieprijzen door de alsmaar toenemende vraag naar aardolie. Bovendien komt stilaan het besef dat de voorraden beperkt zijn en de oliepiek (bijna) bereikt is. Gezien aardolie niet alleen voor energie wordt gebruikt, maar de basisbouwsteen is van heel wat materialen die we dagelijks gebruiken, wordt duidelijk dat we ons in de toekomst niet alleen op hernieuwbare energie moeten richten. Ook voor heel wat materialen moeten we actief op zoek naar alternatieve grondstoffen: groene grondstoffen. In het Interreg project Groene Grondstoffen worden de mogelijkheden van vezelgewassen zoals vlas als groene grondstof nagegaan binnen de grensregio Vlaanderen - Nederland (Zeeland). De informatie in dit document komt hoofdzakelijk uit de TIS-studie Teelt en verwerking van vlas voor een biobased economie in Vlaanderen die tot stand kwam door samenwerking van Centexbel, ILVO en CorrUGent. Deze studie werd in 2009 door Nele Defoirdt en Annick De Coster uitgevoerd. In volgend state-of-the-art document wordt nagegaan welke toepassingen van vlas, naast textiel, mogelijk zijn in de grensregio Vlaanderen Nederland (Zeeland). Naast Noordwest-Frankrijk staat België en Zuidwest-Nederland bekend als de beste vlasregio ter wereld door de geschikte grond, de gunstige klimatologische omstandigheden en de kennis en ervaring bij de telers. Naast afzet van de lange textielvezel is er echter ook nood aan afzet van de bijproducten zoals klodden (korte vezels) en lemen. Net als industriële hennep bestaan voor de bijproducten van vezelvlas tal van toepassingen. 3
1 Vlasareaal De vlassector heeft erg geleden onder de economische crisis. De omzet is tot 60 procent gedaald omdat de prijzen erg laag zijn geweest. In Frankrijk, België en Nederland werd in 2009 ongeveer 70.100 ha vezelvlas geteeld. Dat is een daling van 15 procent in vergelijking met het jaar 2008 (Agrarisch Dagblad, 2010). Tussen de jaren 2001 en 2005 schommelde het vlasareaal in België tussen 16.000 en 20.000 ha. Sindsdien werd het areaal stelselmatig afgebouwd, om voor de oogst 2009 uit te komen op 11.700 ha. Aan de basis van die evolutie lag de oproep tot matiging van de productie, met het doel het evenwicht op de vlasvezelmarkt te herstellen, en zo de negatieve prijsspiraal te stoppen (Algemeen Belgisch Vlasverbond, 2010). Momenteel zijn de vlasprijzen opnieuw aan het stijgen. 2 Teeltaspecten In het kader van duurzame landbouw kunnen enkele waardevolle eigenschappen van de vlasteelt aangehaald worden. Vlas is een ideale voorvrucht voor tarwe, laat gunstige onderbrekingen in de rotatie toe en vergt relatief weinig input. Vlas opnemen in de rotatie vergemakkelijkt de beheersing van parasieten en ongewenste planten. De vlasplant is wel veeleisend wat betreft waterbehoefte en is, vooral tijdens de bloei, gevoelig aan droogte. 3 Verwerking Vlas laat men meestal op het veld dauwroten, waarbij de pectines door micro-organismen worden vernietigd en de vezel los komt van de lemen. Het vlas moet voor textieltoepassingen gebrakeld (gebroken), gezwingeld (lemen verwijderen), gehekeld (recht gelegd zoals kammen) en gekaard worden om de lange vezels klaar te maken voor het spinnen en weven. Tot op vandaag worden de vezels voor technische toepassingen afgeleid uit deze voor de textieltoepassingen (nl. de klodden of korte vezels die bij de verwerking worden bekomen). Voor technische (niet-textiel-) toepassingen zou een vezellengte van 1 à 2 cm reeds volstaan. Industriële interesse in het gebruik van vlas is vooral gebaseerd op de milieuvriendelijkheid en de unieke vezeleigenschappen. De vlasvezel heeft een hoge treksterkte, lage elasticiteit en lage taaiheid. De belangrijkste functie die van de vlasvezel wordt verwacht, is versterking van het materiaal waarin het wordt gebruikt. 4 Toepassingen 4.1 Vlasvezel Het vezelvlas werd historisch geteeld voor textieltoepassingen. Zoals eerder vermeld, worden tot op vandaag de vezels voor technische toepassingen afgeleid uit deze voor de textieltoepassingen (nl. de klodden of korte vezels die naast de lange textielvezel bij de verwerking bekomen worden). Onderzoek naar alternatieve teelttechnieken en verwerking met enkel de technische toepassingen tot doel is schaars tot onbestaande. 4
Figuur 1 en Figuur 2 geven een overzicht van de toepassingen voor vlasvezels in 2003. Recentere gegevens zijn niet beschikbaar, maar men verwacht dat het aandeel dat naar composietmaterialen en isolatie gaat, inmiddels gegroeid is (Carus et al., 2008). Figuur 1: Afzetmarkten voor Europese lange en korte vezel in 2003 (op basis van afzethoeveelheid) (Carus et al., 2008) Figuur 2: Afzetmarkten voor Europese korte vezel in 2003 (op basis van afzethoeveelheid) (Carus et al., 2008) Hieronder worden de verschillende technische toepassingen voor de korte vlasvezel besproken. 4.1.1 Papier Papier (bankbiljetten, bijbelpapier, sigarettenpapier) is reeds lang een belangrijke niettextieltoepassing voor de korte vlasvezel dankzij de hoge scheursterkte, goede structuur en ondoorzichtigheid. Vlaspulp kan tot drie keer zo duur zijn als Kraft pulp van naaldhout; dit belet dat vlaspulp in grotere volumes wordt gebruikt voor deze toepassing. 4.1.2 Isolatiemateriaal Tegenwoordig is een van de meest voorkomende technische toepassingen van korte vlasvezels de productie van isolatiemateriaal. Vlasvezels zijn uitermate geschikt voor deze toepassing door hun poreuze structuur en lage dichtheid. 5
Ten opzichte van klassieke isolatiematerialen hebben ze een aantal grote voordelen: natuurlijke vezels veroorzaken geen huidirritaties tijdens de verwerking. vlasisolatie is zowel thermisch als akoestisch isolerend en absorbeert trillingen beter. De open structuur zorgt er bovendien voor dat luchtbeweging (geluidstrillingen) door wrijving wordt omgezet in warmte. Vlasproducten worden bijvoorbeeld veel gebruikt als vormdelen in de automobielindustrie en in geluidsstudio s vanwege de hoge geluidsabsorptie. vlasisolatie heeft een veel hogere warmteopslagcapaciteit dan klassieke isolatiematerialen. De tijd die de warmte (energie) nodig heeft om door het isolatiemateriaal heen te komen, is viermaal zo lang als bij andere materialen. de vochtregulerende werking van de vlasvezel zorgt ervoor dat het vocht wordt geabsorbeerd als binnen een hoge relatieve luchtvochtigheid heerst en dat het vocht opnieuw vrijkomt bij een lage relatieve luchtvochtigheid. Het gebruik van vlasisolatie heeft dus een positieve invloed op het binnenklimaat. de materialen zijn milieuvriendelijk en hebben een positieve CO 2 -balans. Er zijn echter ook een aantal nadelen verbonden aan het gebruik van vlasvezels als isolatiemateriaal: vlasisolatie is niet brandwerend. Net als bij andere cellulose gebaseerde isolatiematerialen zoals papierisolatie moeten er additieven toegevoegd worden (15-20%) om te voldoen aan de gestelde eisen m.b.t. brandveiligheid. vlasmaterialen zijn gevoelig voor de impact van micro-organismen. Bovendien zijn ze zeer hygroscopisch en absorberen ze vrij makkelijk vocht. Vochtige omstandigheden zullen aantasting door micro-organismen in de hand werken. Om de levensduur te verlengen, worden dan ook vaak antimicrobiële producten toegevoegd. De kwaliteit wordt bepaald door de morfologische structuur en de chemische samenstelling van de vezels die in isolatiematerialen worden aangewend. De variatie in eigenschappen van deze vezel kan vele oorzaken hebben o.a. weersomstandigheden tijdens de groei, rotingsgraad, manier van verwerking, enz. Er is echter weinig gekend over de relatie tussen de kwaliteitsvariaties van de vezels en de eigenschappen van het isolatiemateriaal dat ermee wordt gemaakt. De meest relevante karakteristieken voor het maken van isolatiematerialen zijn: rotingsgraad: het roten van vlas heeft een duidelijke kwaliteitsverbetering tot gevolg. capillariteit en vochtgehalte: de capillariteit in natuurlijke isolatiematerialen is veel groter dan bij minerale wol of glasvezels. De aanwezigheid van vocht in isolatiematerialen veroorzaakt een daling in het isolerend vermogen. Ongerote materialen hebben doorgaans een hoger vochtgehalte dan gerote materialen bij eenzelfde relatieve vochtigheid. Dit wordt toegeschreven aan het verdwijnen van pectine tijdens het roten. 6
zuiverheid: de aanwezigheid van lemen en stof, die doorgaans een hoger percentage lignine bevatten en minder cellulose, zal een duidelijke invloed hebben op de vochtopname van het isolatiemateriaal en dus ook indirect op het isolerend vermogen. microbiële densiteit en asgehalte: vlasvezels bevatten steeds een aanzienlijke hoeveelheid sporenelementen die tijdens gebruik van de isolatiematerialen tot problemen kunnen leiden. Vooral de aanwezigheid van vocht in het isolatiemateriaal zal aantasting door microorganismen in de hand werken; de relatieve vochtigheid van de omgeving is hieraan een ondergeschikte parameter. Wanneer tijdens de verwerking echter voldoende aandacht besteed wordt aan het vermijden van mogelijke contaminaties van micro-organismen, kan het risico voldoende beperkt worden. vezellengte: wanneer de variatie van de vezellengte te groot is, kunnen in het isolatiemateriaal plaatsen ontstaan met een parallelle vezeloriëntatie en hierdoor zal de luchtdoorlaatbaarheid en dus ook het isolerend vermogen dalen. Momenteel is het Nederlandse isolatiebedrijf Isovlas Oisterwijk reeds bezig met productie van vlasisolatie alsook vlasvilt voor de auto-industrie (zie volgende paragraaf). Isolatiematerialen uit vlas en hennep vertegenwoordigen momenteel echter slechts een klein deel van de isolatiemarkt ondermeer door de hogere kostprijs en het ontbreken van duidelijke gegevens omtrent de relatie tussen vezeleigenschappen en de karakteristieken van het isolatiemateriaal. 4.1.3 Vezelversterkte composieten Kenmerken vlasvezels voor composietmaterialen De cellen van natuurlijke vezels hebben een langwerpige vorm en een dikke celwand, waardoor ze sterk en stijf zijn en uitermate geschikt voor het gebruik als versterkingsmateriaal in polymeren. Het gebruik van vezelversterkte composieten op basis van natuurlijke vezels zoals vlas is dan ook een reeds gekende toepassing. De voordelen voor gebruik van natuurlijke vezels als versterkingsmateriaal zijn voornamelijk: - de specifieke eigenschappen van de vezels - de kostprijs van de vezels - het uitsluiten van gezondheidsrisico s tijdens de verwerking tot composieten - de recyclagemogelijkheden 7
Vlas is veruit de meest gebruikte natuurlijke vezel voor de versterking van composieten waarbij vlas omwille van zijn goede vezeleigenschappen glasvezel kan vervangen (Figuur 3). Figuur 3: Eigenschappen vlasvezel t.o.v. andere natuurlijke vezels (Defoirdt & De Coster, 2009) De stijfheid van vlasvezels is minstens evengoed als deze van glasvezels en door hun lager soortelijk gewicht is het ook mogelijk om lichtere composieten te maken met vergelijkbare eigenschappen. Het gebruik van vlasvezels in vezelversterkte composieten is dus vooral aangewezen voor toepassingen die optimale stijfheid bij een minimaal gewicht vereisen. Er zijn echter twee belangrijke parameters die ervoor zorgen dat het maken van vezelversterkte composieten veel moeilijker is dan men op basis van de vezeleigenschappen zou aannemen. De gemeten treksterkte van de vlasvezel kan zeer sterk variëren naargelang de gebruikte methode en vooral de gebruikte inklemafstand omdat vlasvezels samengestelde vezels zijn. Een vlasvezel is namelijk opgebouwd uit elementaire vezels. De treksterkte van de technische vlasvezels neemt toe bij afnemende inklemafstand. De sterkte van de elementaire vezel is ongeveer twee keer zo groot als deze van de technische vlasvezel bij gebruik van de eenzelfde inklemafstand. Ten tweede zijn de vezels erg gevoelig voor het ontstaan van kinken in de elementaire vezel tijdens het ontbasten van de vezels (losmaken van de vezels van de rest van de plant). Vooral onder druk- of buigbelasting kunnen dergelijke knikken zeer frequent ontstaan. De verschillende technieken Vlasvezels worden zowel met thermoplastische (bv. PE, PP) als thermohardende (PU, PES, epoxy) polymeren aangewend. Elk van de technieken en processen heeft zijn voor- en nadelen en zijn specifieke toepassingen. De toepassing van technische vlasvezels (unidirectioneel) in thermohardende versterkte epoxycomposieten leidt tot materialen met een redelijke treksterkte, maar een slechte compressiesterkte. Deze tegenvallende compressiesterkte wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door de aanwezigheid van kinken in de elementaire vezels. Composieten kunnen ook gemaakt worden uit matten van korte vlasvezels of non-wovens die worden geïmpregneerd met een thermoplastische polymeer zoals polypropyleen (PP). Deze composieten worden in toenemende mate gebruikt in de automobielindustrie (zie verder). 8
Bij gecompoundeerde vlas-pp composieten worden geen vezelmatten gebruikt, maar worden de vezels geïsoleerd tot elementaire vezels tijdens de inmenging in de PP-matrix. Bij deze verwerkingsstap worden de vezels opgebroken tot kleine segmentjes, net zoals dat bij glasvezels gebeurt. Ondanks de zeer geringe vezellengte hebben de gecompoundeerde materialen vergelijkbare eigenschappen als composieten op basis van vezelmatten, hun slagvastheid is zelfs beter. Het is ook mogelijk om voor deze vlas-pp composieten goede mechanische en brandwerende eigenschappen te bekomen. Door de toevoeging van Mg(OH) 2 kunnen vlas-pp composieten worden bekomen met een beperkte ontbrandbaarheid, een lage rookontwikkeling en voldoende hoge mechanische eigenschappen. Versterking van composieten kan ook op basis van vlasweefsels, breisels, enz. Meestal gaat het om technisch textiel dat gesponnen wordt uit korte vlasvezels en dat al dan niet via diverse behandelingen wordt geoptimaliseerd voor gebruik als vormgevend en versterkend element in composietstructuren. Zo produceert het bedrijf Libeco Lagae (Meulebeke) technisch vlastextiel dat bij het bedrijf Lineo tot prepregs (met epoxyhars) verwerkt wordt voor toepassing in sportbenodigdheden (fiets, tennisracket, enz.), transport, muziekinstrumenten, enz. Toepassing in auto-industrie Eén van de belangrijkste toepassingen van vlasvezelversterkte composieten is de automobielsector. Zowel thermoplastische als thermohardende composieten worden hier ingezet. De meest gebruikte techniek is de impregnatie van vernaalde matten van korte vlasvezels of non-wovens met een thermoplastische polymeer zoals PP. Deze geïmpregneerde non-woven wordt opgewarmd tot het smeltpunt van het polymeer en dan onder druk in de juiste vorm geperst tot een 3-D composiet (thermoforming). De basisonderdelen worden dan verder afgewerkt tot o.a. vormdelen voor autodeuren, dashboards, autoschuifdaken, autostoelzittingen, enz. Vlasmatten worden ook in combinatie met thermohardende polymeren gebruikt. In dit geval wordt de vlasmat in een verwarmde vorm gebracht, besproeid met het polymeer en dan onder druk tot de gewenste vorm geperst. Naast de klassieke thermohardende polymeren zoals PES, epoxy en PU worden steeds vaker nieuwe, veelal natuurlijke polymeren zoals PLA getest die een betere hechting met de vlasvezel hebben. Door het gebruik van vlasmatten worden vormdelen lichter, veiliger en optimaal isolerend. De eigenschappen van deze composieten zijn in grote mate afhankelijk van de verwerkingsfase waaruit de vezels komen. Matten gemaakt van gezwingeld vlas hebben een lagere sterkte dan matten gemaakt van gehekelde vezels, die zuiverder en fijner zijn. Gehekelde vlasvezels zijn net zo effectief in het overbrengen van hun sterkte aan de composiet als glasvezels. De maximale sterkte van vlasvezelversterkte composieten is wel lager dan deze van glasvezelversterkte composieten omdat de sterkte van vlasvezels lager is. De stijfheid is echter voor beide materialen vergelijkbaar bij eenzelfde vezel-volumefractie. Aangezien vlasvezels een lagere dichtheid dan glasvezels hebben, is het dus mogelijk om lichtere composieten te maken zolang stijfheid het belangrijkste criterium is. Naast het gebruik van vlasmatten kunnen de vlasvezels ook gemengd worden met thermoplastische polymeren om ze dan via extrusie of injectie tot meer complexe vormen en structuren om te zetten. 9
De Europese automerken zoals Mercedes, BMW en Audi verwerken al jaren vlasproducten in hun interieurs. Vlasvilt absorbeert door zijn natuurlijke vezelstructuur de energie die vrijkomt bij een botsing en er ontstaan geen scherp kanten of splinters waaraan een inzittende zich zou kunnen verwonden. Ook het geluidsisolerend vermogen is een voordeel voor toepassingen in de autoindustrie. De meeste technologieën die in de auto-industrie worden aangewend, kunnen ook worden ingezet voor productie van o.a. meubels, sportartikelen, reiskoffers, muziekinstrumenten, enz. Voor de meeste van deze toepassingen waar glasvezel wordt gebruikt, kan men een alternatief op basis van vlasvezels ontwikkelen. Knelpunten gebruik vlasvezels als versterking in composieten Een van de belangrijkste knelpunten is de moeilijke hechting tussen vlasvezels en de polymeermatrix. Natuurlijke vezels bevatten namelijk pectines en hemicellulose die de binding verstoren. De vezels worden daarom eerst met NaOH behandeld dat het pectine en hemicellulose oplost. Momenteel worden door de K.U. Leuven nieuwe methodes gezocht om de behandeling en impregnatie van vlasvezels op een continue wijze te laten verlopen. Op die manier wordt de variabiliteit die voorkomt tijdens de productie van natuurlijke vlascomposieten zo veel mogelijk vermeden. Verder wordt ook naar nieuwe vezelbehandelingen gezocht om de eigenschappen van de vlasvezelcomposiet te optimaliseren (fiche K.U. Leuven). Om vlas-pp composieten te maken, kan volgens Defoirdt en De Coster (2009) beter maleïnezuur anhydride gemodificeerde PP worden gebruikt. Naast de mechanische eigenschappen moet ook aandacht gaan naar de emissies die ontstaan tijdens zowel de productie als het gebruik van de natuurlijke vezelversterkte composieten. De geur correleert niet of weinig met de basiscomponenten van de vezel, maar veeleer met de complexe interactie tussen de ontelbare vluchtige plantenbestanddelen. De rotingsgraad heeft een belangrijke invloed op de geur, vooral overrote materialen zorgen voor grote problemen. Ook de veroudering van de composieten kan de hoeveelheid aan emissies en geur beïnvloeden. Meestal is het wel zo dat de CO2-emissies en de fogging resultaten beneden de gestelde limieten blijven, maar de limieten m.b.t. geurhinder overschreden worden. Het is dan ook nodig om tijdens de productie van de composieten een aantal maatregelen in acht te nemen: - gebruik maken van vezels met een goede kwaliteit, i.e. optimale rootgraad, weinig onzuiverheden, enz. - gebruik van lage-emissie processen, i.e. processen bij lagere temperatuur, korte cyclustijden, goede ventilatie, enz. - toevoegen van geurremmers - gebruik maken van afgekookte of gebleekte vezels 10
Naast het probleem van slechte adhesie en de mogelijk geurhinder bij natuurlijke vezelversterkte composieten verdienen ook een aantal andere vezeleigenschappen de nodige aandacht: - de intrinsieke variatie in vezeleigenschappen - de aanwezigheid van lemen, stof en andere onzuiverheden - een te grote variatie in de vezellengte en vooral een asymmetrische vezellengteverdeling - de gevoeligheid voor vochtopname - het brandgedrag - het samenklitten van vezels en de aantasting door micro-organismen Toepassing in betonmaterialen Aan de UGent werden reeds twee masterproeven geschreven over het gebruik van vlasvezels als versterking in cementgebonden materialen. Alvorens de vezels verwerkbaar zijn in beton, worden deze verknipt tot een lengte van 10-50 mm. De vezellengte is een belangrijke parameter in het nascheurgedrag (Daems & De Coninck, datum onbekend). Problemen die voorkwamen bij gebruik van vlasvezels waren een moeilijke menging en een slechte verdeling van de vezels in het materiaal. Natuurlijke vezels zijn ook alkaligevoelig; beton heeft echter een ph-waarde van ongeveer 13 (Degrauwe, 2005). Hiernaar is dus nog verder onderzoek nodig. Momenteel loopt aan de Universiteit Gent een doctoraat (Pieter De Jonghe) over zelfhelend beton waarbij o.a. natuurlijke vezels (vlas/hennep) gebruikt zouden kunnen worden om de scheurwijdte van het beton te beperken. 4.1.4 Geotextiel Een aantal jaren geleden werd biologisch afbreekbaar geotextiel geïntroduceerd. Het gebruik van natuurlijke vezels en dus ook vlas situeert zich hoofdzakelijk in LLG s of de zogenaamde Limited Life Geotextiles. Deze materialen zijn ontworpen voor gebruik in situaties waarbij na verloop van tijd de noodzaak aan functionaliteit en stabiliteit afneemt en dus ook het geotextiel dient te verdwijnen, meestal door biodegradatie. Specifieke toepassingen van dergelijke materialen situeren zich in het domein van: filtratie: het geotextiel staat de doorgang van vloeistoffen, gassen en kleine gronddeeltjes toe en voorkomt dat grotere delen uit de bodem kunnen wegvloeien. separatie: het geotextiel wordt aangewend als scheidingsmiddel en voorkomt dat fijne en grovere delen van de bodem met elkaar vermengd raken, maar het laat wel toe dat water doorheen beide lagen stroomt. erosiecontrole en absorptie: het geotextiel wordt bovenop de bodem gelegd en zorgt er op die manier voor dat de grond niet kan wegspoelen of wegwaaien. Vegetatie kan door het geotextiel groeien. Bovendien is geotextiel door het goed absorberend vermogen ook in staat om grote hoeveelheden vocht vast te houden en zo de groei van planten te stimuleren. Eens de vegetatie voldoende ontwikkeld is om zelf in te staan voor de voorkoming van erosie verdwijnen de doeken via biodegradatie. 11
versterkingsmateriaal: het geotextiel wordt aangewend ter versterking van de ondergrond bij de bouw van wegen of dijken in zachte ondergrond. Na verloop van tijd zal door migratie van water de bodem sterk genoeg worden en de nood aan versterking door het geotextiel zal verdwijnen. Een knelpunt bij gebruik van natuurlijke materialen is de beperkte duurzaamheid wanneer ze in contact zijn met de omgeving (combinatie temperatuur, vochtigheid, zuurtegraad, enz.). Na vergelijking van de belangrijkste karakteristieken die geotextiel vereist voor diverse natuurlijke vezels en polyestervezels blijkt dat: - de meeste natuurlijke vezels een vergelijkbare sterkte hebben - de breukverlenging van natuurlijke vezels lager is - de spanningsrek een stuk hoger is voor natuurlijke vezels en toeneemt bij verzadiging door vocht Naast deze mechanische eigenschappen dient bij de ontwikkeling van geotextiel op basis van natuurlijke vezels vooral aandacht te worden geschonken aan de mogelijke aantasting van het materiaal door micro-organismen. Heel wat geotextiel wordt uit vernaalde matten of non-wovens gemaakt. Uit een vergelijkende studie tussen dergelijke materialen op basis van polyester en vlasvezels blijkt dat, voor non-wovens gemaakt via eenzelfde proces en met een vergelijkbare densiteit van 0,093 g/cm³, de sterkte van de PES non-wovens 3 à 4 keer hoger is, maar dat de permeabiliteit van de vlasvezel non-wovens een stuk hoger is en ook de kleinste poriegrootte groter is. Momenteel is er één Nederlandse producent Isovlas Oisterwijk bv die geotextiel uit vlasvezel maakt. 4.2 Vlaslemen Een vlasstengel bevat 45-55% lemen. Lemen vormen de holle houtachtige pijp van de stengel. De samenstelling van lemen verschilt van deze van de vezels en lijkt meer op de samenstelling van houtvezels. Lemen kunnen gebruikt worden in leemplaten, als strooisel, voor energieopwekking, als oesterzwamsubstraat, voor productie van actieve kool, enz. Voor enkele van deze toepassingen wordt hieronder verdere informatie gegeven. 4.2.1 Stalstrooisel Lemen worden als strooisel gewaardeerd omdat door het hoge absorberend vermogen de bovenste laag van het strooisel droog blijft aanvoelen. Lemen absorberen immers tot 450%, dit is meer dan houtkrullen en zelfs 12 keer meer dan stro. Vlaslemen zijn ook sterk ammoniakbindend zodat de geurhinder beperkter is. Het mestafval vermindert met 75%. De mest composteert in 8 weken tot een compostmest met een neutrale ph-waarde. Vlaslemen zijn uitermate geschikt voor dieren met allergische luchtwegen. De lemen die verkocht worden als strooisel worden eerst gereinigd en ontstoft. De lemen vormen ten slotte ook geen proppen in de hoeven van paarden en gaan niet in de staart of manen zitten. Zo legt o.a. het vlasbedrijf Delinco (Olsene) zich sinds het jaar 2000 toe op de verwerking van vlaslemen tot paardenstalstrooisel. 12
4.2.2 Constructiemateriaal Sanopan (Frankrijk) produceert platen op basis van geperste vlaslemen. Eerst moeten de lemen gereinigd worden (met Duvex-systeem), d.w.z. verwijdering van stof, klodden en vezels. Vervolgens worden de lemen gedroogd om een goede binding met de thermohardende lijm te verkrijgen. Het bedrijf Unilin (België) is een producent van vlasleemplaten; in Nederland is er het bedrijf Linex Pro-Grass. Unilin gebruikt deze platen als meubelplaten, maar vooral in deuren (i.p.v. karton). De voordelen van gebruik van vlaslemen in platen is voornamelijk de geluidsdemping en de brandveiligheid (lemen branden moeilijker dan karton) (Unilin, 2010). 4.2.3 Bodembedekking Vlaslemen bieden verschillende voordelen als natuurlijke bodembedekker: geen onkruid, grond kan vocht vasthouden, planten groeien beter door de natuurlijke voedingsstoffen die in de lemen zitten, enz. (Demeulenaere NV, 2010). 4.2.4 Filtermateriaal Geplette en verwerkte plantaardige materialen zoals geplette maïskolven, turf, enz. zijn reeds gebruikt om olie van oppervlaktes te adsorberen. In een onderzoek van Pasila (2004) werden de bastvezels van vlas en hennep door een hamermolen verwerkt, waarna de lemen werden gebruikt voor het maken van adsorptie filters. Dergelijke adsorptiefilters zijn bruikbaar bij laag viskeuze oliën. In de filters wordt meer olie dan water geadsorbeerd. Bij hoog viskeuze olie is het beter het adsorptiemateriaal los over het oppervlak van de olievlek te verspreiden. Pasila (2004) benadrukt wel dat het economisch gezien weinig waarschijnlijk is dat men voorraden van deze plantenmaterialen aanlegt tot zich een olieramp voordoet. Men zou het materiaal echter wel kunnen halen bij bioenergiecentrales, het inzetten voor adsorptie en dan terugbrengen naar die centrales voor verbranding. 4.2.5 Bron voor groene energie Lemen hebben een energie-inhoud van 4000-4200 kcal/kg, wat meer is dan deze van droog hout (2600-3000 kcal/kg) en meer dan de helft van de energie-inhoud van steenkool (6000-7200 kcal/kg). Lemen zouden dus als grondstof kunnen dienen voor biomassaverbranding in elektriciteitscentrales, maar hiervoor wordt echter geen goede prijs betaald. Verder kan men de lemen ook in blokken en pellets persen voor gebruik in een kleine huishoudelijke verbrandingsketel (Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit, 2004). Door het grote volume van de lemen is de opslag van de lemen moeilijk en is het transport ervan enkel rendabel als de afstand minder dan 200 km bedraagt. Als voorbeeld kan het Franse Lycée d Enseignement Professionnel Agricole Gilbert Martin in le Neubourg aangehaald worden. Zij gebruiken een installatie waarin 300 ton vlaslemen per jaar worden verbrand (Biomasse Normandie 2008). Ook in het Franse Dieppe werden de nieuwe gebouwen van het lyceum Emulation Dieppoise voorzien van een verwarmingsinstallatie die met vlaslemen (300-350 ton/jaar) wordt gevoed en zo 13 000 m² lokalen kan verwarmen. De verbranding van vlaslemen resulteert in een grotere hoeveelheid as dan bij de verbranding van hout, maar de 13
vlascoöperatieve die de lemen levert, komt ook de assen terug ophalen om deze als bemesting terug op de akkers te brengen (Biomasse Normandie, 2006). 4.2.6 Natuurlijke bestrijding van bodempathogenen In september 2010 start de Universiteit Gent (Labo Fytopathologie, Vakgroep Gewasbescherming - binnen het doctoraat van Sarah Van Beneden) het project Beheersing van Rhizoctonia solani bij bladgewassen door het bevorderen van de bodemweerbaarheid in samenwerking met het Proefstation voor Groenteteelt Sint-Katelijne-Waver, PCG vzw en POVLT. De bestrijding van bodemziektes van sla en bladgewassen in het algemeen steunt voornamelijk op chemische controle. Uit onderzoek is gebleken dat Rhizoctonia solani een van de belangrijkste bodemgebonden pathogenen is in de teelt van sla en bladgewassen. Dankzij zijn overlevingstructuren, scleroten genaamd, kan deze bodempathogeen verscheidene jaren in de bodem overleven en teelt na teelt voor problemen zorgen. Men stelt vast dat wanneer ligninerijk organisch materiaal aan de bodem wordt toegevoegd, de concurrerende micro-organismen van deze pathogene schimmels frequenter voorkomen en de leefbaarheid van de scleroten afneemt. De veronderstelling luidt dat micro-organismen die lignine afbreken daartoe gestimuleerd worden wanneer ze meer lignine ter beschikking hebben en dat deze micro-organismen bovendien ook melanine kunnen afbreken omdat lignine en melanine sterk op elkaar lijken. Zo wordt de beschermingslaag van de scleroten aangetast en hebben ze minder weerstand tegen concurrerende micro-organismen, extreme temperaturen, uitdroging, enz. Onderzoek aan het labo Fytopathologie heeft aangetoond dat Rhizoctonia solani scleroten geparasiteerd en afgedood worden na het inwerken in de bodem van zuivere lignine afkomstig van de papierindustrie. Ook andere ligninerijke nevenproducten, zoals vlaslemen en vlasstof, bleken dit ziekte-onderdrukkend effect te bezitten. 5 Subsidieregeling in België Vlastelers kunnen een toeslagrecht aanvragen. Het bedrag is afhankelijk van de streek, maar bedraagt ongeveer 370 euro/ha. Vlasverwerkers kunnen een verwerkingssteun krijgen; deze bedraagt 200 euro/ton voor lange vezel en 90 euro/ha voor korte vezel indien deze voor 92% zuiver is (bij een lagere zuiverheid daalt de steunpremie evenredig met de zuiverheid). Op de verwerkingssteun staat evenwel een quotum waardoor in België tot 2012 een maximumhoeveelheid voor de verwerking van 13800 ton lange en 10350 ton korte vezel vastligt waarvoor nog steun wordt uitgereikt. Afhankelijk van het rendement kan men verkiezen de steun voor korte vezel om te zetten en uit te betalen voor lange vezel. De vroegere aanvullende steun is afgeschaft. Vandaag is het zo dat de landbouwer die vlas teelt het toeslagrecht krijgt, de vlasverwerker de verwerkingstoeslag, en een vlasser (die zowel teelt als verwerkt) beide steunbedragen kan aanvragen. Vanaf juli 2012 zou de steun ontkoppeld worden en verrekend in het toeslagrecht, waardoor alle steun dus naar de landbouwer zal gaan. Dit zal aanleiding geven tot ongelijkheid binnen Europa, gezien een Belgische vlasser als landbouwer wordt beschouwd, terwijl dit in Frankrijk en Nederland niet het geval is. Deze regeling moet echter nog op Europees niveau beslist worden (Ministerie Landbouw en Visserij, mondelinge communicatie). 14
6 Bronnen Algemeen Belgisch Vlasverbond (2010). Het belang van de Belgische vlasindustrie. http://sites.google.com/site/vlasverbond/belang-van-vlas. Agrarisch Dagblad (2010). Vlassector pleit voor interventie en areaalbeheersing. Vilt, 23 juni 2010. http://www.vilt.be/vlassector_pleit_voor_interventie_en_areaalbeheersing. Biomasse Normandie (2006). Le lycée HQE Emulation Dieppoise chauffé aux anas de lin. http://www.biomasse-normandie.org/img/pdf/fiche_dieppe.pdf Biomasse Normandie (2008). Le lycée agricole Gilbert Martin du Neubourg chauffé depuis plus de 20 ans aux anas de lin. http://www.biomasse-normandie.org/img/pdf/le_neubourg.-bd.pd Defoirdt, N. & De Coster, A. (2009). Thematische InnovatieStimulering. Teelt en verwerking van vlas voor een bio-based economie in Vlaanderen. State-of-the-art. Demeulenaere NV (2010). Vlaslemen. http://www.lemen.be/nl/index.php 15