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Kompetenznetz für Nachhaltige Holznutzung [NHN] e. V.
Geschäftsstelle
Martin Hanke (Geschäftsführer)
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37075 Göttingen

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Projekte

Einsatz von Mediatoren bei der enzymatischen Aktivierung der fasereigenen Bindekräfte zur Herstellung von enzymgebundenen, bindemittelfreien Holzwerkstoffen

Im BMVEL-Förderschwerpunkt "Biokonversation von Nachwachsenden Rohstoffen"

Die Holzwerkstoffindustrie ist einer der größten Abnehmer für Bindemittel, bei welchen es sich vor allem um konventionelle Bindemittel auf petrochemischer Basis handelt. Am bekanntesten sind hierbei Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze und Diisocyanate. Bei den Herstellungskosten von Holzwerkstoffen entfällt ein Großteil auf Bindemittel - 25% sind es beispielsweise bei der Produktion von Mitteldichten Faserplatten (MDF). Angesichts immer knapper und teurer werdender fossiler Ressourcen stellt dies einen enormen Kostenfaktor dar. Eine Substitution der petrochemischen Bindemittel durch die enzymatische Aktivierung der eigenen Bindekräfte der Holzfasern ist somit aus ökologischer und ökonomischer Sicht für die Holzwerkstoffindustrie von großer Bedeutung.

Der entscheidende Faktor für die innere Festigkeit des Holzes ist sein Bestandteil Lignin. Unter natürlichen Bedingungen können bestimmte holzzerstörende Pilze mit Hilfe von Enzymen das Lignin teilweise oder ganz abbauen. In dieser nicht-chemischen Reaktion liegt der Ansatzpunkt, das Lignin auf natürlichem Weg als "Klebstoff" zu reaktivieren.

Das Verfahren der enzymatischen Aktivierung fasereigener Bindekräfte zur Herstellung von enzymgebundenen, bindemittelfreien Holzwerkstoffen ist in mehreren Forschungsprojekten entwickelt worden. Jedoch haben die bisherigen Untersuchungen gezeigt, dass mit diesen Holzwerkstoffen nicht immer die Anforderungen nach DIN erfüllt werden konnten. Daher soll in diesem Forschungsvorhaben durch den Einsatz eines Systems, bestehend aus Enzymen und Mediatoren (Redoxmoleküle, die zwischen Lignin und Enzymen agieren), eine höhere Reaktivität erzielt werden. Hauptaugenmerk wird hierbei auf eine bestimmte Gruppe von Holzwerkstoffen geworfen - die Mitteldichten Faserplatten (MDF).

Bevor die bindemittelfreien Faserplatten hergestellt werden können, müssen zur Enzymproduktion ligninabbauende Pilze in Fermentern angezüchtet werden.

Nach Zugabe von Mediatoren wird die Enzym-Mediator-Lösung mit den Holzfasern vermischt. Auf eine definierte Inkubationszeit folgt das Verpressen zu Mitteldichten Faserplatten (Abb.2.). Durch ständige Eigenschaftsprüfung und Produktanalyse der hergestellten MDF-Platten soll das System "Enzym und Mediator" optimiert werden, so dass die entsprechenden DIN-Normen erfüllt werden und sich langfristig bindemittelfrei produzierte Holzwerkstoffe auf dem Markt etablieren können.

Als positive Effekte bei der Herstellung bindemittelfreier Holzwerkstoffe sind aufzuführen:
  • Einsparung von Bindmittelkosten
  • Schonung fossiler Ressourcen
  • positiver Beitrag zum Klimaschutz durch weitgehende CO2-Neutralität der Produkte
  • Vermeidung von Problemen, die bei Kompostierung oder in Recyclingprozessen durch Rückstände synthetischer Bindmittelkomponenten auftreten können
  • Entwicklung neuartiger Produkte aus heimischen, nachwachsenden Rohstoffen
  • Entwicklung eines neuen Betätigungsfeldes für Wirtschaft und Wissenschaft
Durchführung:
Institut für Forstbotanik, Universität Göttingen

Kooperierendes Unternehmen:
PFLEIDERER Holzwerkstoffe GmbH & Co. KG, Arnsberg
Kontakt
Prof. Dr. A. Kharazipour (Projektleiter)
Universität Göttingen / Institut für Forstbotanik
Büsgenweg 2
37077 Göttingen

Dr. Cora Müller
Universität Göttingen / Institut für Forstbotanik
Büsgenweg 2
37077 Göttingen
Telefon: +49 (0) 551 / 39 - 9754,
eMail: cmuelle5@gwdg.de

Dipl.-Ing. silv. univ. & M.Sc Markus Euring
Universität Göttingen / Institut für Forstbotanik
Büsgenweg 2
37077 Göttingen
Telefon: +49 (0) 551 / 39 - 9361,
eMail: meuring@gwdg.de

Förderung
BMVEL über FNR
Förderprogramm "Biokonversion von Nachwachsenden Rohstoffen"

Laufzeit:
01.04.2005 - 31.03.2008

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