DE2857355C2 - Verfahren zur selektiven mikrobiologischen Veränderung von Laubholz durch Einwirkung von aeroben Mikroorganismen - Google Patents
Verfahren zur selektiven mikrobiologischen Veränderung von Laubholz durch Einwirkung von aeroben MikroorganismenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven, mikrobiologischen Veränderung von Laubholz durch
Einwirkung von aeroben Mikroorganismen, wobei ein für das jeweilige Laubholz besonders ausgewählter
Mikroorganismus als solcher oder ein enzymatisch aktives Präparat davon in hinreichender Menge in das
Holz eingebracht oder auf die Oberflache des Holzes aufgebracht werden, um darauf einzuwirken, und wobei
die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes mit Rücksicht auf den gewählten Mikroorganismus oder
das enzymatisch aktive Präparat geregelt werden, und der Prozeß in geeigneter Weise abgebrochen wir&
In der Natur Findet ein fortlaufender Abbau von Holz
durch den Angriff von Mikroorganismen statt, wodurch ein aus industriellem Gesichtspunkt wertloses Holzprodukt gebildet wird (vgl z, B. »Holzschutz«, Dr, Liese,
1954, Seite 35; »Handbuch der Holzkonservierung«, Mahlke-Troschel, 1950, Seite 81). Studien haben
indessen gezeigt, daß eine zweckmäßige Regelung des natürlichen Abbaus 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 von Versuchen 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 Bucvre, während
verschieden langer Zeitspannen und bei geregelter Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt des Laubholzes auf
das Holz einwirken läßt, woraus sich ein in mehreren Hinsichten vorteilhaftes Hoizprodukt ergibt Das so
erhaltene Holzprodukt ist als »Mykoholz« bekanntgeworden 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 Glasfextigungsindustrie Verwendung gefunden hat
Außer den oben angegebenen Anwendungsgebieten hat das in geregelter Weise von Pilzen angegriffene
Holzprodukt (Mykoholz) noch mehrere andere Anwendungen, z.B. in der Möbelfabrikation und nach
Imprägnierung als Brandschutzmaterial. Das Produkt ist also vielseitig anwendbar.
Ein Nachteil des bekannten Prozesses liegt darin, daß er allzu zeitraubend ist (er nimmt viele Wochen in
Anspruch) und dadurch zur industriellen Ausnutzung in großem Maßstab ungeeignet sowie nur auf Pilze von der
Art Weißfäulepilze beschränkt ist
Aus der FR-PS 1031036 ist ein Verfahren zum Ausnützen der Ligninfraktion von Holz bekannt um
bestimmte Produkte wie Vanillin oder Gerbmittel herzustellen. Da für diesen Zweck Hemicellulose und
Cellulose unerwünscht sind, wird das Holz vor eimer alkalischen Behandlung mit bestimmten Mikroorganismen behandelt um die Hemicellulose und Cellulose
ganz oder teilweise abzubauen. Divses Verfahren ist jedoch ungeeignet um ein Holzprodukt mit hoher
Porosität in kurzer Zeit herzustellen. Als Behandlungszeiten des Holzes mit den Mikroorganismen werden
zwei bis sechs Monate angegeben.
Der Erfindung leigt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der mit dem bekannten Prozeß verknüpften
Nachteile ein industriell anpaßbares Verfahren zur schnellen mikrobiologischen Veränderung von Laubholz zu schaffen, um durch Einwirkung von Mikroorganismen ein vielseitig anwendbares Holzprodukt herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung leigt 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
gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs genannten
Art der Mikroorganismus unter den Pilzen Armillaria
mellea und Xylaria polymorfa und der Bakterie Bacillus
polymyxa gewählt wird, und daß for den Pilz Armillaria
mellea die Temperatur auf 20 bis 40° C, der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 30 bis 90% und für den
Pilz Xylaria polymorfa die Temperatur auf 13 bis 400C
und der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 35 bis 80% und jeweils für beide Pilze der O2-GeIi al t auf 20 bis
21% und der COz-Gehalt bis auf etwa 5% eingeregelt
werden, während für die Bakterie die Temperatur auf 20 bis 35"C1 der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 80
bis 100%, der OrGehalt bis auf 21% und der COrGehalt bis auf etwa 5% eingeregelt werden.
Weitere Erfindungsgedanken ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung wird, wie aus dem obigen ersichtlich, 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 werden die Temperatur,
der relative Feuchtigkeitsgehalt, der OrGehalt und COrGehalt mit Rücksicht auf den gewählten Mikroorganismus
oder das enzymatisch aktive Präparat genau geregelt, 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 Troc'-uiung.
Dem Laubholz wird der Mikroorganismus vorzugsweise
durch Beimpfung mit einem Sporenpräparat, Myzel, infektierten Sägespäner, oder anderem Trägermaterial
zugeführt, dem der Mikroorganismus oder das enzymatisch aktive Präparat zugesetzt worden sind.
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
werdea Das Holz kann auch mit enzymatisch aktiven Präparaten vorbehandelt werden. Ais enzymatisch
aktive Präparate werden beispielsweise Pectinase und/oder Cellulose 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 Stoffwechsei- 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.
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 Übersicht konkreter Ausführungsformep. der Erfindung mit für den gewählten
Mikroorganismus spezifischen Bereichen betreffend Temperatur, relativen Feuchtigkeitsgehalt, O2-Gehalt
und COrGehalt beim mikrobiologischen Abbau von Laubholz.
Relativer
Feuchtigkeitsgehalt. %
O,-Gcnah.
CO,-Gehall.
1 Buche, Birke, Erle
2 desgl.
3 desgl.
Armillaria mellea 15-40 30-90 20-21 bis etwa 5
Xylaria polymorfa 13-40 35-80 20-21 bis etwa 5
Bacillus polymyxa 20-35 80-100 bis etwa 21 5
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 de» 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
Claims (7)
1. Verfahren zur selektiven, mikrobiologischen Veränderung von Laubholz durch Einwirkung von
aeroben Mikroorganismen, wobei ein für das jeweilige Laubholz besonders ausgewählter Mikroorganismus als solcher oder ein enzymatisch
aktives Präparat davon in hinreichender Menge in das Holz eingebracht oder auf die Oberfläche des
Holzes aufgebracht werden, um darauf einzuwirken, und wobei die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes mit Rücksicht auf den gewählten
Mikroorganismus oder das enzymatisch aktive Präparat geregelt werden, und der Prozeß in
geeigneter Weise abgebrochen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus unter den Pilzen Annillaria mellea und Xylaria
polymorfa und der Bakterie Bacillus polymyxa gewählt wird, und daß für den Pilz ArmiDaria mellea
die Temperatur auf 20 bis 400C, der relative
Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 30 bis 90% und finden Pilz Xylaria polymorfa die Temperatur auf 13 bis
400C und der relative Feuchtigkeitsgehalt im Holz
auf 35 bis 80% und jeweils für beide Pilze der 02-Gehalt auf 20 bis 21 % und der CO2-GeImIt bis auf
etwa 5% eingeregelt werden, während für die Bakterie die Temperatur auf 20 bis 350C, der relative
Feuchtigkeitsgehalt im Holz auf 80 bis 100%, der O2-Gehalt bis auf 21% und der COrGehalt bis auf
etwa 5% eingeregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz mit Dampf und/oder
Zuwachsstoffen für den Mikroorganismus vorbehandelt wird.
3. 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.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß durch Behandlung mit
Dampf oder Warmwasser, von Trocknung gefolgt, oder durch Trocknung allein abgebrochen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet, daß Laubholz in der Form von Furnier
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laubholz Buche, Erle, Birke
gewählt werden. so
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbau derart gesteuert wird, daß
man ein Mosaik von mikrobiologisch veränderten und unbehandelten Teilen erhält
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