DE2857355A1 - Verfahren zur mikrobiologischen veraenderung von laubholz durch einwirkung von mikroorganismen - Google Patents
Verfahren zur mikrobiologischen veraenderung von laubholz durch einwirkung von mikroorganismenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mikrobiologischen Abbau von Laubholz durch Einwirkung von Mikroorganismen.
In der Natur findet ein fortlaufender Abbau von Holz durch den Angriff von Mikroorganismen statt, wodurch
ein aus industriellem Gesichtspunkt wertloses Holzprodukt gebildet wird. Studien haben indessen gezeigt,
dass eine zweckmässige Regelung des natürlichen Abbaus
.10 ein Holzprodukt mit hoher Porosität und niedrigem Gewicht ergibt, welches als Rohmaterial auf verschiedenen
Industriegebieten verwendbar ist. In gewissen Fällen ist das gebildete Produkt sogar besser als gewöhnliches,
nicht angegriffenes Holz.
Auf Grundlage dieser Erkenntnis ist durch eine Reihe Versuche ein geregelter Prozess entwickelt worden, bei
dem man Pilze von der Art Weissfäulepilze, z.B. Pleurotus ostreatus und Trametes versicolor, nach Beimpfung von
Laubholz, insbesondere Buche, während verschieden langer Zeitspannen und bei geregelter Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt
des Laübholzes auf das Holz einwirken lässt, woraus sich ein in mehreren Hinsichten vorteilhaftes
Holzprodukt ergibt. Das so erhaltene Holzprodukt ist als "Mykoholz" bekannt geworden und hat sich durch
seine Leichtbearbeitbarkeit und sein niedriges Gewicht als Ausgangsmaterial zur Herstellung von u.a. Bleistiften
zweckmässig erwiesen. Infolge seiner hohen Porosität hat das Holzprodukt ausserdem das Vermögen, schnell
Wasser aufzunehmen und Wasserdampf abzuleiten, so dass das Holzprodukt als Ausgangsmaterial für Holzformen in
der Glasfertjgungsindustrie Verwendung gefunden hat.
Ausser den oben angegebenen Anwendungsgebieten hat das geregelt pilzangegriffene Holzprodukt (Mykoholz) noch
mehrere andere Anwendungen, ζ.B. in der Möbelfabrikation
und nach Imprägnierung als Brandschutzmaterial. Das Pro-
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dukt ist also vielseitig anwendbar.
Ein Nachteil des bekannten Prozesses liegt darin, dass er allzu zeitraubend ist (er nimmt viele Wochen in An-Spruch)
und dadurch zur industriellen Ausnutzung in grossem Massstabe ungeeignet sowie auf lediglich Pilze
von der Art Weissfäulepilze beschränkt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Besei-.10 tigung der mit dem bekannten Prozess verknüpften Nachteile
ein industriell anpassbares Verfahren zur schnellen mikrobiologischen Veränderung von Laubholz zu schaf
fen, um durch Einwirkung von Mikroorganismen ein vielseitig anwendbares Holzprodukt herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur mikrobiologischen Veränderung von Laubholz
durch Einwirkung von Mikroorganismen zu schaffen, welches nicht auf die alleinige Anwendung von Pilzen
der Art Weissfäulepilze beschränkt ist, sondern bei
welchem sowohl Pilze als auch Bakterien und enzymatisch aktive Präparate davon ebensogut verwendet werden können.
Diese Aufgaben werden erfindungsmässig dadurch gelöst,
dass ein für das jeweilige Laubholz besonders ausgewählter aerober Mikroorganismus als solcher oder als
enzymatisch aktive Präparation davon in hinreichender Menge in das Holz eingebracht oder auf die Oberfläche
des Holzes aufgebracht wird, um darauf einzuwirken, dass die Temperatur, der Feuchtigkeitsgehalt
des Holzes, der O^-Gehalt und der CO^-Gehalt mit
Rücksicht auf den gewählten Mikroorganismus oder das enzymatisch aktive Präparat geregelt wird, wobei eine
selektive Veränderung des Laubholzes bewirkt wird, und dass das Verfahren in geeigneter Weise abgebrochen wird
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Weitere Erfindungsgedanken ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung wird, wie aus dem obigen ersichtlieh,
einem Laubholz, das einer mikrobiologischen Veränderung unterzogen werden soll, ein für das jeweilige
Laubholz besonders ausgewählter Mikroorganismus als solcher oder als enzymatisch aktives Präparat davon
in hinreichender Menge in das Holz eingebracht oder auf die Oberfläche des Holzes aufgebracht, um
darauf einzuwirken, gleichzeitig wie die Temperatur, der relative Feuchtigkeitsgehalt, der O2-Gehalt und
CC>2-Gehalt mit Rücksicht auf den gewählten Mikroorganismus
oder das enzymatisch aktive Präparat genau geregelt wird, so dass die gewünschte Veränderung des Laubholzes
bewirkt wird. Der mikrobiologische Prozess wird danach in geeigneter Weise abgebrochen. Diese Weise
umfasst die Behandlung mit Dampf oder Warmwasser, von Trocknung gefolgt, oder auch lediglich eine Trocknung.
Dem Laubholz wird der Mikroorganismus vorzugsweise durch Beimpfung mit einem Sporenpräparat, Myzel, infektierten
Sägespänen oder anderem Trägermaterial zugeführt, dem der Mikroorganismus oder das enzymatisch aktive Präparat zugesetzt
worden ist.
Um die Menge natürlicher Mikroorganismen zu reduzieren, die zu einer ungeregelten Veränderung des Holzes führen
können, kann das Holz vor der Beimpfung beispielsweise durch Sterilisierung oder Desinfizierung behandelt werden.
Das Holz kann mit Dampf und/oder den Zuwachs der gewählten Mikroorganismen regelnden. Stoffen vorbehandelt werden.
Das Holz kann auch mit enzymatisch aktiven Präparaten vorbehandelt werden. Als enzymatisch aktive Präparate
wird beispielsweise Pectinase und/oder Cellulase
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gewählt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird als Laubholz Buche, Erle oder Birke, z.B. in der Form von Furnier, gewählt.
Bevorzugte Mikroorganismen sind solche, die ein Farbpigment produzieren, das in der Holzstruktur fixiert
wird, die Auslösung der natürlichen Harze und Leimstoffe des Holzes stimuliert und saure Stoffwechsel-
und Abbauprodukte erzeugt. Die letzteren Mikroorganismen bewirken verschiedene Säuregrade in verschiedenen
Partien, was verschiedene Farbintensitäten in verschiedenen Partien des Holzes hervorruft.
Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird der Abbau derart gesteuert, dass mikrobiologische veränderte Partien des Holzes mit nicht behandelten
Partien, beispielsweise durch Trocknung oder Zuführung von Giften, geschichtet werden. Hierdurch erhält
man ein dimensionsstabiles Produkt mit Partien verschiedener Härte.
Die folgende Tafel enthält eine Uebersieht konkreter
Ausführungsformen der Erfindung mit für den gewählten
Mikroorganismus spezifischen Bereichen betreffend Temperatur, relativen Feuchtigkeitsgehalt, C^-Gehalt und
CO2-Gehalt beim mikrobiologischen Abbau von Laubholz.
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Beispiel Laubholz Mikroorga- Tempera- Ifelati- °2~Ge~ co 2~Ge~
Nr. nismus tür 0C ver Feuch- halt % halt, %
tigkeitsgehalt, %
1 Buche, Armilla- 15-40 30-90 etwa bis etwa
Birke, ria nel- . 20-21 5
Erle lea
2 " Xylaria 13-40 35-80 etwa bis etwa
polymorfa 20-21 5
3 " Bacillus 20-35 80-100 bis et- 5 polymyxa wa 21
Das erfindungsmässige Verfahren ergibt ein mikrobiologisch verändertes Holz von hoher Porosität, wodurch
Substanzen die dem Holz zugeführt werden, um ihm die gewünschte Farbe und Härte zu geben, leichter in das
Holz eindringen können. Das Produkt kann auch mit z.B. Kieselsäurederivat imprägniert werden, das zu einer
erhöhten Feuerbeständigkeit und zu verbesserten akustischen Eigenschaften des Holzes führt.
Im Gegensatz zu den langsamen und ungeregelten Verläufen in der Natur gestattet das erfindungsmässige Verfahren
eine schnelle und geregelte mikrobiologische Veränderung von Laubholz und gegenüber der bekannten
Technik eine schnellere sowie industriell anpassbare und wirtschaftliche Veränderung in grossem Massstabe.
Bei Anwendung auf Laubholz in der Form von Furnier wird erfindungsmässig ein technisch sehr interessantes Produkt
erhalten, das sich für furnierte Produkte verwenden lässt. Insbesondere sei die Fertigung von Lautsprecherkästen
erwähnt.
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Die Erfindung betrifft also die mikrobiologische Veränderung von Laubholz, welche dadurch bewerkstelligt
wird, dass ein für das jeweilige Laubholz besonders ausgewählter Mikroorganismus oder eine enzymatisch
aktive Präparation davon der Oberfläche des Holzes zur Einwirkung darauf unter genau geregelten Verhältnissen betreffend Temperatur, relativen Feuchtigkeitsgehalt, O2-Gehalt und CO2-Gehalt zugeführt wird, wonach der Prozess in geeigneter Weise, z.B. durch Behandlung mit Dampf oder Warmwasser, von Trocknung gefolgt, oder durch Trocknung allein abgebrochen wird.
aktive Präparation davon der Oberfläche des Holzes zur Einwirkung darauf unter genau geregelten Verhältnissen betreffend Temperatur, relativen Feuchtigkeitsgehalt, O2-Gehalt und CO2-Gehalt zugeführt wird, wonach der Prozess in geeigneter Weise, z.B. durch Behandlung mit Dampf oder Warmwasser, von Trocknung gefolgt, oder durch Trocknung allein abgebrochen wird.
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Claims (14)
1. Verfahren zur mikrobiologischen Veränderung von Laubholz durch Einwirkung von Mikroorganismen, dadurch
gekennzeichnet, dass ein für das jeweilige Laubholz besonders ausgewählter aerober Mikroorganismus
als solcher oder ein enzymatisch aktives Präparat davon in hinreichender Menge in das Holz eingebracht oder auf
die Oberfläche des Holzes aufgebracht wird, um darauf einzuwirken, dass die Temperatur, der Feuchtigkeitsgehalt des
Holzes, der 02~Gehalt und der CO2~Gehalt mit Rücksicht
auf den gewählten Mikroorganismus oder das enzymatisch aktive Präparat geregelt wird, wobei eine selektive Veränderung
des Laubholzes bewirkt wird, und dass der Prozess in geeigneter Weise abgebrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mikroorganismus der Pilz Armillaria mellea gewählt wird und dass die Temperatur auf 20-4 0 C,
der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 30-90% sowie der O2-Gehalt und der CO2-Gehalt auf etwa 20 bis 21%
bzw. bis zu etwa 5% eingeregelt wird.
030021/0539 OR1GINAL INSPECTEÖ
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mikroorganismus Xylaria polymorfa gewählt wird, und dass die Temperatur auf 13-40
C, der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 35-80% sowie der O2~Gehalt und der CO2-Gehalt auf 20-21%
bzw. bis zu 5% eingeregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mikroorganismus Bacillus polymyxa gewählt wird und dass die Temperatur auf 20-350C,
der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 80-100% sowie der O2 Gehalt
5% eingeregelt wird.
5% eingeregelt wird.
sowie der O2 Gehalt und der CO2-Gehalt bis auf 21 bzw.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η-zeichnet,
dass als enzymatisch aktives Präparat Pectinase und/oder Cellulase gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, dass das Holz mit Dampf und/oder Zuwachsstoffen
für den Mikroorganismus vorbehandelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Holz mit einem Sporenpräparat,. Myzel, infektierten Sägespänen oder anderem
Trägermaterial, dem der Mikroorganismus hinzugesetzt ist, beimpft wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-
zeichnet, dass der Prozess durch Behandlung mit Dampf oder Warmwasser, von Trocknung gefolgt, oder durch
Trocknung allein abgebrochen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-
zeichnet, dass Laubholz in der Form von Furnier verwendet wird.
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10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Laubholz Buche, Erle, Birke gewählt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mikroorganismus ein Organismus gewählt wird, der ein Farbpigment erzeugt, das
in der Holzstruktur fixiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η-zeichnet,
dass als Mikroorganismus ein Organismus gewählt wird, der die Auslösung der natürlichen
Harze und Leimstoffe des Holzes stimuliert.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Abbau derart gesteuert wird, dass man ein Mosaik von mikrobiologisch veränderten
und unbehandelten Teilen erhält,
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mikroorganismus ein Organismus gewählt wird, der saureStoffwechsel- und Abbauprodukte
bildet.
030021 /0539
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