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Einfluss der Technologie und verfahrenstechnischer Parameter auf die Pilzresistenz und die chemischen Eigenschaften von industriell wärmebehandeltem Nadel- und Laubholz

Quelle: Forstarchiv 84; 3, 81-92 (2013)
Autor(en): KRACKLER V, UNGER W, RICHTER S, WETZIG M, HOFMANN T, RETFALVI T, NIEMZ P

Kurzfassung: An in Normalklima (20 °C, 65 % relative Luftfeuchte) konditionierten nach verschiedenen Verfahren industriell thermisch modifizierten Holzproben (TMT) wurde der Einfluss der Technologie (Autoklav-Wasserdampfatmosphäre (H2O), Auotklav- Stickstoffatmosphäre (N2), Vakuum-Press-Trocknung (Vacu³)) und Prozessführung auf die biologische Resistenz und die chemischen Eigenschaften untersucht. Das Probenmaterial aus Fichte (Picea abies [L.] Karst.), Buche (Fagus sylvatica L.) und Esche (Fraxinus excelsior L.) unterlag neben dem Prüfverfahren nach DIN EN 113 mit 16-wöchiger Inkubationszeit ebenso in einem 8-wöchigen Screening mit kleinen Proben (15 x 10 x 4 mm³) den holzzerstörenden Pilzen Coniophera puteana, Trametes versicolor und Oligoporus placenta. Die Probengröße ermöglichte nach dem Pilzangriff die Biegefestigkeit mithilfe eines Dynstat-Gerätes zu bestimmen. Bestandteil der chemischen Analyse waren die Ermittlung der VOC-Emissionen sowie der antioxidativen Wirkung des TMTs mittels modifiziertem DPPH-Test. Durch die thermische Modifizierung wird eine Verbesserung der Pilzresistenz gegenüber unbehandeltem Holz erreicht. Die Intensität eines Pilzbefalls wird jedoch maßgeblich von verfahrenstechnischen Parametern beeinflusst, die wiederum Auswirkungen auf die VOC-Emissionen nehmen. Große Bedeutung ist der Absenkung des Behandlungsdruckes bei der N2-Technologie beizumessen mit bis zu fünffach höheren Masseverlusten, jedoch 97 % geringen Emissionen. Temperatursenkungen zwischen 150 – 180 °C bei der H2-Technologie verursachen nur gering reduzierte VOC-Werte, der Masseverlust wird infolgedessen nicht (TMT Esche), gering (TMT Fichte) und gravierend (TMT Buche) erhöht. Bei der Vacu³-Technologie sind die Emissionen verfahrensbedingt deutlich geringer. Resistenzverbesserungen aufgrund von Temperaturerhöhungen zeichnen sich infolgedessen erst ab einer Temperatur > 200 °C ab. Trametes versicolor erweist sich an sich als aggressivster Pilz gegenüber TMT Buche und TMT Esche, TMT Fichte wird vor allem von Oligoporus placenta abgebaut. Coniophera puteana ist in der Lage, schwerwiegendere Biegefestigkeits- als Masseverlust hervorzurufen. Weiterhin ermöglicht der modifizierte DPPH-Test Aussagen zur antioxidativen Wirkung von TMT. Ausgedrückt über den IC50-Wert lassen sich Korrelationen zum Masseverlust darstellen, sodass die Bestimmungsmethode zukünftig zur rascheren Bewertung der Dauerhaftigkeit genutzt werden könnte.


Influence of technology and procedural parameters on the fungal resistance and chemical properties of thermally modified soft- and hardwood

Abstract: Studies of technology influences (autoclave-steam atmosphere (H2O), auotclave-nitrogen atmosphere (N2), vacuum-pressdewatering (Vacu³)) and process control on biological resistance and chemical properties were conducted at in normal climate conditioned (20 °C, 65% RH) by various methods industrial thermally modified wood samples (TMT). In addition to the test method according to DIN EN 113 with 16 weeks of incubation durability of spruce (Picea abies [L.] Karst.), beech (Fagus sylvatica L.) und ash (Fraxinus excelsior L.) against the wood-destroying fungi Coniophera puteana, Trametes versicolor and Oligoporus placenta the TMT was also investigated with an eight-week screening containing small samples (15 x 10 x 4 mm). The sample size allowed measuring the bending strength after fungal attack using a Dynstat-apparatus. Determination of VOC-emissions and antioxidant capacity of TMTs using a modified DPPH-test were parts of the chemical analysis. Due to thermal modification improved fungal resistance compared to untreated is achieved. However, the intensity of fungal attack is heavily influenced by procedural parameters, which in turn have effects on VOC-emissions. Much importance is attached to pressure decrease of N2-technology resulting in up to fivefold higher mass losses, but lower emissions up to 97%. Reduced temperatures between 150 – 180 °C in H2-technology only slightly decrease VOC-levels. As a result mass loss is increased not at all (TMT ash), little (TMT spruce) and seriously (TMT beech). Emissions are much lower at Vacu³-technology in consequence of process. Improvements due to increased temperature are principally defined from a temperature > 200 °C. Trametes versicolor proves itself as the most aggressive fungus against TMT beech and TMT ash, TMT spruce is decomposed mainly by Oligoporus placenta. Coniophera puteana is able to cause worse loss in bending strength than in mass. Furthermore the modified DPPH-test allows statements to antioxidant effects of TMT. Expressed by IC50-value correlations to mass loss can be illustrated. Thus determination method could be used to accelerate evaluation of durability in future.

© DLV München

 

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