Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In der deutschen Holzwerkstoffindustrie werden etwa 20 Mio. m\u00b3 Holz pro Jahr verarbeitet. Als Bindemit-tel werden nahezu ausschlie\u00dflich synthetische auf Erd\u00f6l basierende Leime eingesetzt. Aus \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Gr\u00fcnden ist es erstrebenswert nat\u00fcrliche Bindemittel auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen einzusetzen. Hierzu z\u00e4hlen die kondensierten Tannine aus tropischen und subtropischen Holz- und Rindenarten (Quebracho- und Mimosatannin). Als Alternative bieten sich hierzulande die Rinden einheimischer Nadelholzarten, insbesondere die Fichtenrinde, f\u00fcr die Gewinnung von polyphenolhaltigen Extraktstoffen an. Die Fichtenrinde f\u00e4llt in gro\u00dfen Mengen zentral in der holzverarbeitenden Industrie an. Sie verf\u00fcgt \u00fcber einen hohen Extraktstoffgehalt mit einem nennenswerten Anteil an reaktiven Polyphenolen. Fichtenrinde wurde im Laborma\u00dfstab bereits extrahiert und die Extrakte erfolgreich f\u00fcr die Herstellung von Span- und Faserplatten eingesetzt (DBU-Projekt AZ 03934). Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es, Fichtenrinde unter optimierten Bedingungen im halbtechnischen Ma\u00dfstab in einer speziell daf\u00fcr gebauten Pilotanlage zu extrahieren. Dar\u00fcber hinaus sollen die Extrakte zur Herstellung von Spanplatten im industriellen Ma\u00dfstab und MDF im Pilot-Ma\u00dfstab eingesetzt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbauend auf den Ergebnissen des Projektes AZ 03934 wurde die Extraktion der Fichtenrinde weiter optimiert. Dar\u00fcber hinaus wurde im Labor die Rezeptur des Tanninharzes mit Fichtenrindenextrakten als Bestandteil weiterentwickelt. Neben den Laborversuchen wurde eine Pilotanlage f\u00fcr die Extraktion von Fichtenrinde und deren Aufbereitung im technischen Ma\u00dfstab errichtet und in Betrieb genommen.
\nEs wurden mitteldichte Faserplatten (MDF) nach dem Blowline-Verfahren mit Fichtenrindenextrakt als Bindemittelzusatz im Pilotma\u00dfstab hergestellt.
\nBei der Firma Lud. Kuntz GmbH wurde der industrielle Einsatz von Fichtenrindenextrakten f\u00fcr die Herstellung von Spanplatten erfolgreich erprobt. Hierf\u00fcr wurden Extrakte auf der Pilotanlage in ausreichender Menge hergestellt und f\u00fcr den Einsatz auf der Industrieanlage aufbereitet. Schlie\u00dflich erfolgte die industrielle Produktion von Spanplatten mit Fichtenrindenextrakten als Bindemittelbestandteil.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aus den Ergebnissen der Laborversuche geht hervor, dass die Extraktstoffausbeute und die Reaktivit\u00e4t der Extrakte durch Zugabe von bestimmten Chemikalien erheblich gesteigert werden k\u00f6nnen. Dies trifft insbesondere auf Natriumhydroxid, Natriumhydrogensulfit, Natriumsulfit und Harnstoff zu. Daraus resultiert, dass Holzspan- und Faserplatten (MDF), die mit Fichtenextrakt als Bindemittelzusatz hergestellt sind, eine h\u00f6here Biege- und Querzugfestigkeit aufweisen, wenn der Fichtenrindenextrakt mit Natriumsulfit als Additiv bei der Extraktion hergestellt wird. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die mit Tanninformaldehydharz gebundenen Holzspanplatten und Holzfaserplatten ihre Eigenschaften erheblich verbessern, wenn die Tannine in geringen Mengen Melaminzus\u00e4tze enthalten. Dies wurde sowohl im Laborma\u00dfstab als auch im technischen Ma\u00dfstab unter Beweis gestellt. Die Verbesserung betrifft nicht nur die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Platten sondern auch ihre Dickenquellung und Wasseraufnahme.
\nBei der Herstellung von Faserplatten (MDF) im Pilotma\u00dfstab nach dem Blowline-Verfahren lassen sich Fichtenextrakte zu etwa 50 % als Ersatz f\u00fcr Quebrachotannin einsetzen, ohne nennenswerten Verlust an Biegefestigkeit. Die Querzugfestigkeit der MDF nimmt durch eine Substitution von 50 % der Quebrachoextrakte durch Fichtenextrakte geringf\u00fcgig ab. Die Formaldehydabgabe der hergestellten MDF mit Fichtenrindenextrakt als Bindemittelbestandteil ist relativ niedrig.
\nBei der Produktion von Spanplatten im industriellen Ma\u00dfstab bereitet die Substitution von 10 % des Quebrachotannins durch 10 % Fichtenrindenextrakt keine technischen Schwierigkeiten. Die mit Fichten-rindenextrakt als Bindemittelzusatz in der Deckschicht hergestellten Platten erf\u00fcllen den Anforderungswert hinsichtlich der Biegefestigkeit gem. DIN 68763. Bez\u00fcglich der Kochquerzugfestigkeit (EN 1087-1) entsprechen sie fallweise sowohl den Anforderungswert der DIN 68763 (0,15 N\/mm\u00b2) als auch die An-forderungswerte f\u00fcr Platten des Typs P 3 (0,08 N\/mm\u00b2) u. P 5 (0,14 N\/mm\u00b2). Hinsichtlich der Dickenquellung (EN 317) erf\u00fcllten die Platten den Anforderungswert an den Plattentyp P 3 (14 % Dickenquellung).
\nInsgesamt lassen die Untersuchungsergebnisse deutlich werden, dass bei der Herstellung von MDF Fichtenrindenextrakte zu erheblichen Teilen (etwa 50 %) das Quebrachotannin aus dem Ausland ersetzten k\u00f6nnen, ohne dass die physikalisch-technologischen Eigenschaften der hergestellten Platten merklich beeintr\u00e4chtigt werden. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass Fichtentannine als Ersatz f\u00fcr Quebrachotannin auch bei der Herstellung von Spanplatten industriell eingesetzt werden kann.
\nErg\u00e4nzend zu dem Bericht wurden im Rahmen eines Promotionsstipendiums der DBU (AZ 20000\/041) Untersuchungen zum Einsatz der extrahierten Rinde im Garten- und Pflanzenbau durchgef\u00fchrt. Neben der herk\u00f6mmlichen Verwendung als Rindenhumus oder Substartausgangsmaterial k\u00f6nnen sich durch die Zugabe stickstoffhaltiger Additive bei der der Extraktion der Rinde neue Anwendungen ergeben.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Roffael, E., Dix, B. und Okum, J. (2000): Use of spruce tannin as a binder in particleboards and medium density fibreboards (MDF). Holz als Roh- und Werkstoff 58: 301-305
\nRoffael, E., Dix, B. und Schneider, T. (2002): Zur Verwendung von Tanninen als Bindemittel in der Holz-werkstoffindustrie. Forstarchiv 73 (1): 15-22Roffael, E., Dix, B. und Schneider, T. (2002): Verleimung mit polyphenolischen Extraktstoffen. Holz-Zentralblatt 128 (5): 68
\nK\u00f6nig, B. Roffael, E. (2002): Zur Reaktivit\u00e4t von Tanninen in Abh\u00e4ngigkeit vom Kambialalter. Holz als Roh- und Werkstoff 60: 258
\nK\u00f6nig, B. Roffael, E. (2003): Zur Extraktion von Fichtenrinde mit Harnstoff und Harnstoff-Formaldehyd-Polymeren. Holz als Roh- und Werkstoff 61: 206-212
\nK\u00f6nig, B., Rosamah, E., Roffael, E. (2005): Einfluss von Additiven bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit Tannin. (geplante Ver\u00f6ffentlichung)
\nK\u00f6nig, B., E., Roffael, E. (2005): Industrieversuche mit Fichtentannin. (geplante Ver\u00f6ffentlichung)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Nutzung der Fichtenrinde als nachwachsender, einheimischer Rohstoff f\u00fcr Bindemittel in der Holzwerkstoffindustrie, stellt eine hochwertige stoffliche Verwertung der Rinde dar. Im Blowline-Verfahren lassen sich Mitteldichte Faserplatten (MDF) mit Fichtenrindenextrakt als Bindemittelzusatz f\u00fcr Quebrachotannin im Pilotma\u00dfstab herstellen. Hier sind jedoch weitere Optimierungen in der Bindmittelzusammensetzung und der Beleimungstechnik sinnvoll, um die Platteneigenschaften bei m\u00f6glichst hohem Anteil an Fichtenextrakten im Bindemittel zu verbessern. Dar\u00fcber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass die Inhaltsstoffe der Fichtenrinde sich im industriellen Ma\u00dfstab als Bindemittelbestandteil in der Spanplattenindustrie einsetzten lassen. Eine Umsetzung der Projektinhalte in die Industrie ist m\u00f6glich. Die durchgef\u00fchrten Gro\u00dfbetriebsversuche haben zum einen die Eignung der Fichtenrindenextrakte als Bindemittelzusatz bewiesen und zum anderen die Notwendigkeit der Optimierung des Extraktionsprozesses deutlich werden lassen. F\u00fcr eine Erweiterung der industriellen Einsatzm\u00f6glichkeiten der Inhaltsstoffe der Fichtenrinde ist es von besonderer Bedeutung eine Verfahrenstechnik zu entwickeln, die es erm\u00f6glicht, mit geringem Energieaufwand Extrakte mit hoher Stoffdichte herzustellen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens In der deutschen Holzwerkstoffindustrie werden etwa 20 Mio. m\u00b3 Holz pro Jahr verarbeitet. Als Bindemit-tel werden nahezu ausschlie\u00dflich synthetische auf Erd\u00f6l basierende Leime eingesetzt. Aus \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Gr\u00fcnden ist es erstrebenswert nat\u00fcrliche Bindemittel auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen einzusetzen. Hierzu z\u00e4hlen die kondensierten Tannine aus tropischen und subtropischen […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[64,51],"class_list":["post-20719","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"08237\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-08237.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"298.189,52","dbu_projektdatenbank_firma":"Georg-August-Universit\u00e4t G\u00f6ttingenInstitut f\u00fcr Holzbiologie und -technologie","dbu_projektdatenbank_strasse":"B\u00fcsgenweg 4","dbu_projektdatenbank_plz_str":"37077","dbu_projektdatenbank_ort_str":"G\u00f6ttingen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2000-01-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2004-05-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 5 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0551\/393542","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"10","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20719","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20719\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33722,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20719\/revisions\/33722"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20719"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20719"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20719"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}