Bauen und Wohnen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Einsatz von Mediatoren bei der enzymatischen Aktivierung der fasereignen Bindungskräfte zur Herstellung von enzymgebundenen, bindemittelfreien Holzwerkstoffen

Anschrift
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Forstbotanik und Baumphysiologie
Büsgenweg 2
37077 Göttingen
Kontakt
Prof. Dr. Alireza Kharazipour
Tel: +49 551 39-3488
E-Mail: akharaz@gwdg.de
FKZ
22010603
Anfang
01.04.2005
Ende
31.03.2008
Ergebnisdarstellung
Mit der Verwendung von 200 U/ml Laccase und 10 mM Mediator 4-Hydroxybenzoesäure (HBA) ist es möglich, im Pilotmaßstab 8 mm starke MDF-Platten mit einer Rohdichte von 800 kg/m³ bei einer Presstemperatur von 200 °C und einer Pressdauer von 5 Minuten herzustellen, die so hohe Querzug- und Biegefestigkeiten, sowie niedrige Dickenquellwerte erreichen, um die entsprechenden EN-Normen zu erfüllen. Dazu sollten die Fasern in einem Schritt besprüht (100 %), kurz inkubiert, danach unmittelbar getrocknet und verpresst werden. Die Ergebnisse aus den analytischen Untersuchungen (z. B. GPC, REM, ESR, NMR und FTIR) zum Laccase-Mediator-System, bei der eine optimale Inkubationszeit von 2 Stunden ermittelt wurde, dienen zur modellhaften Interpretation des Laccase-Mediator-Systems. In der praktischen Anwendung des Laccase-Mediator-Systems zur Herstellung enzymgebundener, bindemittelfreier MDF-Platten stellte sich heraus, dass eine Inkubationszeit von 2 Stunden nicht erforderlich ist, sondern die Inkubation nur wenige Minuten betragen kann. Als weiterer Schritt sollte eine Übertragung der gewonnen Ergebnisse und Erfahrungen vom Pilotmaßstab in den Industriemaßstab erfolgen. Eine Übertragung der Plattenproduktion vom Pilot- in den Industriemaßstab wird als wichtiges Vorhaben angesehen. Sind die Ergebnisse des Pilotmaßstabs auch im Industriemaßstab reproduzierbar, kann in einem weiteren Schritt eine industrielle Applikation Laccase-Mediator gebundener, bindemittelfreier MDF-Platten angestrebt werden. Des Weiteren könnte neben dem erfolgreichen Einsatz des Laccase-Mediator-Systems bei der Produktion von MDF-Platten auch über eine Anwendung in der Holzfaserdämmstoffindustrie nachgedacht werden. Entsprechende Versuche in diesem Projekt haben gezeigt, dass durch die enzymatische Aktivierung der fasereigenen Bindekräfte Holzfaserdämmplatten mit guter Qualität hergestellt werden können.
Aufgabenbeschreibung
Das Vorhaben dient der Entwicklung und Optimierung eines Systems von Enzymen und Mediatoren mit dem Ziel des Erreichens einer höheren Reaktivität bei der Aktivierung der fasereigenen Bindekräfte zur Herstellung von enzymgebundenen, bindemittelfreien Faserplatten. Das Projekt zielt darauf ab, auf der Basis nachwachsender Rohstoffe bzw. holzfasereigener Lignine mit Hilfe von Mediatoren und maßgeschneiderten Biokatalysatoren kostengünstig die Herstellung umweltverträglicher Holzwerkstoffe zu ermöglichen. Ausgehend von Laboruntersuchungen an der Universität Göttingen sollen die Bedingungen für die Enzymherstellung, die Inkubation der Fasern mit dem Laccase/Mediator-System, die Faservliesbildung, das Heißpressen und die MDF-Eigenschaften untersucht werden. Im Ergebnis sollen die Prozessdaten für Technikumsuntersuchungen vorliegen. Mit den Untersuchungen dort sollen Erkenntnisse Versuche auf einer industriellen Anlage bei der Fa. Pfleiderer und über die Steuerung der Platteneigenschaften gewonnen werden. Darüber hinaus sollen Daten zur Wirtschaftlichkeit ermittelt werden.

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