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Verfahren zur Gewinnung von Lignin Gemäß vorliegendem Verfahren kann
man Lignin in größerer Reinheit, als es bisher auf chemischem Wege möglich war,
quantitativ gewinnen, wenn man Holz der Wirkung von Fadenpilzen aussetzt, welche
die sogenannte Destruktionsfäule bedingen. Zu diesen gehören die Arten der Gattung
Coniophora, Lenzites, Poria und Merulius. Eine Zerkleinerung des Ausgangsmaterials
zu feinen Sägespänen, wie sie das Verfahren der deutschen Patentschrift q.1 911
verlangt, ist bei dem vorliegenden Verfahren nicht nötig; hiernach kann rohes Holz
in komplexer unbearbeiteter Form angewandt werden. Nach dem Verfahren der Patentschrift
41 911 wird dann weiter das zu feinen Sägespänen verarbeitete Holz mit kohlensaurem
Kalk innig gemischt und in die Form von Briketts übergeführt; es hat sich bei den
Untersuchungen herausgestellt, daß bei diesem Verfahren starke Hemmungen des Mycelwachstums
eintreten, so daß die Herstellung des Lignins auf diesem Wege zu kostspielig wird.
Es war auch schon bekannt, Holz ohne Beimengung von Calciumcarbonat der Einwirkung
von Fadenpilzen auszusetzen (vgl. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft,
Bd. 57 [192q.], S. 916, Zeile 13 ff.).
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Bei dem vorliegenden Verfahren handelt es sich aber um die Erkenntnis,
däß nur die die sogenannte Destruktionsfäule des Holzes bewirkenden Fadenpilze das
Holz, indem sie es durchwachsen, derart zersetzen, d'aß die Cellulose verbraucht
wird und daß, freies Lignin, das einen höheren Methoxylgehalt besitzt, zurückbleibt,
also dem genuinen Lignin näher steht als das auf chemischem Wege erhältliche reine
Lignin.
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W. Fuchs hat in seinem Buch »Die Chemie des Lignins«, Berlin 1926,
Daten über den Methoxylgehalt verschiedener Lignine zusammengestellt. Danach hat
Schwefelsäurelignin von Koniferenholz einen Methoxylgehalt von 13,95 bis 16,4o,'0,
Salzsäurelignin einen solchen von 11,6o bis 14,67 %, ein durch alkalischen Aufschluß
gewonnenes Lignin 13,55 Oll o; dagegen beträgt der Methoxylgehalt von genuinem Lignin
21,5 0,o. Das nach dem vorliegenden Verfahren gewonnene Lignin hat einen Methoxylgehalt
von über 17 0,ö. Es wird auf die Veröffentlichungen: Richard F a 1 c k und Walter
Haag: »Der Lignin-und Celluloseabbau des Holzes, zwei verschiedene Zersetzungsprozesse
durch holzbewohnende Fadenpilze« (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft,
Bd. 6o [19a7], S. z25 ff .) und Richard F a 1 c k und Werner C o o r d t: »Der Methoxylgehalt
beim Lignin-und Celluloseabbau des Holzes« (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft,
Bd. 61 [1928], S. z i o i ff.) hingewiesen, aus deren Tabellen die hier vorliegenden
Verhältnisse klar ersichtlich sind.
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Das vorliegende Verfahren kann mit Hilfe bestimmter Pilzarten künstlich
so geleitet werden, daß das gesamte Lignin in sehr reinem Zustande zurückbleibt;
die Pilzart, die sich hierzu am. besten eignet, ist Coniophora cerebella
(Form.
Idaweiche). Die destruktive Zersetzung, bewirkt einen Substanzschwund, der in einer
entsprechenden Volumenverkleinerung der Zellen und der Holzmassen zum Ausdruck kommt.
Gleichzeitig tritt erst gelbe, schließlich dunkelbraune Verfärbung ein. Bis zum
letzten Stadium wird nur die Cellulose angegriffen, die schließlich. nach verhältnismäßig
langer Einwirkungszeit mehr oder weniger verschwindet, während das Lignin quantitativ
erhalten bleibt.
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Es ist möglich, eine wesentliche Beschleunigung des Verfahrens dadurch
herbeizuführen, daß man das so einige Zeit mit Coniophoraarten vorbehandelte Holz
einer Nachbehandlung mit einer destruktiv noch stärker wirkenden Pilzart, z. B.
Merulius dom:esticus oder Polyporus vaporarius, unterzieht; nach verhältnismäßig
kurzer weiterer destruktiver Zersetzung erhält man dann ein Lignin von höherem Reinheitsgrad
als bei dem Primärverfahren in quantitativer Ausbeute. Durch diese Nachbehandlung
kann der Destruktionsprozeß (d. h. die Aufzehrung der Cellulose) sehr beschleunigt
werden.
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Das nach dem vorstehend beschriebenen biologischen Verfahren gewonnene
L banin stellt ein vorzügliches Material für weitere Verwendungszwecke dar. B eispiepe
i. Rohe Holzabfälle beliebiger Art und Menge werden im Schwammkeller oder in anderen
Räumen mit feuchügkeitgesättigter Luft bei Temperaturen von etwa 2¢ bis 26° mit
den Sporen oder vegetativen Mycelien von Coniophora cerebella (Form. Idaweiche)
impft, ohne daß eine Zerkleinerung oder sonstige Bearbeitung vorherzugehen braucht;
nach ein- bis zweimonatiger Einwirkung ist der Prozeß beendet und das Lignin in
mehr oder weniger großer Reinheit verfügbar. Zuerst tritt gelbliche, dann immer
mehr ins Dunkelbraune fortschreitende Verfärbung des Holzes ein, die es leicht gestattet,
den Fortgang des Prozesses zu verfolgen und ihn in jedem gewünschten Zeitpunkt zu
unterbrechen.
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2. Das Holz, z. B. in Form von Brettern, wird zunächst in strömendem
Dampf sterilisiert, dann wie im Beispiel i beschrieben, eine Zeitlang vorbehandelt
und schließlich in einem allseits geschlossenen Raum lose gestapelt und die Zwischenräume
mit einem in Reinkultur mit Merulius domesticus oder Polyporus vaporarius verpilzten
Material, z. B. Strohkartuschen, in derselben Art wie im oben erläuterten Verfahren
geimpft und evtl. nachgeimpft. Nach der Impfung können die Zwischenräume durch Fortnehmen
oder Verkleinern der Zwischen- oder Stapelhölzer verringert werden. Nach verhältnismäßig
kurzer weiterer destruktiver Zersetzung erhält man so ein L bgnin von höherem Reinheitsgrad
als nach dem Verfahren des Beispiels i in quantitativer Ausbeute.