Untersuchungen zum hydrolytischen Abbau von Kohlenhydraten während des Aufschlusses von Buchenholz zur Herstellung von MDF

Institut für Holzbiologie und Holztechnologie, Universität Göttingen, Lehrbereich Holzchemie und Holtechnologie; Az.: Göttingen 13/03

Zielsetzung:

Laubhölzer weisen einen höheren Anteil an Hemicellulosen, insbesondere Pentosen, auf als Nadelhölzer. Der molekulare Aufbau der Hemicellulosen bedingt, dass sie im Gegensatz zur Cellulose unter Hydrolysebedingungen leichter in einfache Zucker und Zuckerfolgeprodukte abgebaut werden. Aufgrund des vergleichsweise hohen Polyosegehalts, insbesondere Pentose, von Buchenholz ist davon auszugehen, dass die Pentosen zu niedermolekularen Zuckern sowohl bei Thermohydrolyse im Kocher als auch bei Zerfaserung im Refiner abgebaut werden. Dieser Gehalt an niedermolekularen Zuckern könnte bei der Herstellung von MDF nach thermo-mechanischem Aufschlußverfahren (TMP) sowohl zur Bindung der Platte beitragen als auch als Nahrungsquelle für Pilze dienen. Es soll daher festgestellt werden, inwieweit sich eine nach dem Faserstoffaufschluss nachträgliche Auswaschung des Buchen-TMP´s auf die Eigenschaften daraus hergestellte MDF auswirkt.

Material und Methoden:

Hackschnitzel aus Buchenholz wurden nach dem TMP-Verfahren zu Fasern aufgeschlossen, ein Teil ausgewaschen und die wasserlöslichen Bestandteile analysiert. Ebenfalls wurde der Einfluss des Auswaschens der Fasern auf die physikalisch-technologischen Eigenschaften der daraus mit UF- und TF-Harz gebundenen MDF ermittelt. Ferner wurden an den MDF die Formaldehydabgabe und die Furfurolabgabe bestimmt sowie die biologische Dauerhaftigkeit der MDF verfolgt.

Ergebnisse:

• Während des Aufschlusses des Buchenholzes mit dem TMP-Verfahren tritt ein deutlicher Abbau an Kohlenhydraten ein. Der Pentosangehalt der Buchenfasern nimmt um 4,3 % ab bezogen auf den Pentosangehalt der Hackschnitzel.
• Der Pentosangehalt nimmt durch Auswaschen der Fasern um weitere 4,4 % ab.
• Das Auswaschen der Fasern führt bei den hergestellten MDF bei Verwendung von HF-Harzen als Bindemittel zu verschlechterter Querzugfertigkeit sowie erhöhter Dickenquellung und Wasseraufnahme. Die Biegefestigkeit ist geringfügig beeinträchtigt.
• Bei der Herstellung von MDF mit alkalisch härtendem TF-Harz wird die Querzugfestigkeit verbessert und Dickenquellung sowie Biegefestigkeit geringfügig verschlechtert.
• Die Formaldehydabgabe wird durch das Auswaschen der Abbauprodukte wesentlich reduziert.
• Der biologische Abbau der MDF-Platten wird zur Zeit untersucht.