EP2615209A1 - Verfahren zur Herstellung von Leichtbauprodukten auf Basis von Holz - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Leichtbauprodukten auf Basis von Holz Download PDF

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Publication number
EP2615209A1
EP2615209A1 EP13150634.7A EP13150634A EP2615209A1 EP 2615209 A1 EP2615209 A1 EP 2615209A1 EP 13150634 A EP13150634 A EP 13150634A EP 2615209 A1 EP2615209 A1 EP 2615209A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flour
mass
wood
amount
starch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13150634.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Müller
Stefano D'amico
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPB Beteiligungsverwaltung GmbH
Original Assignee
SPB Beteiligungsverwaltung GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SPB Beteiligungsverwaltung GmbH filed Critical SPB Beteiligungsverwaltung GmbH
Publication of EP2615209A1 publication Critical patent/EP2615209A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J1/00—Fibreboard
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J3/00—Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds

Definitions

  • the invention relates to a novel process for the production of rigid, dimensionally stable lightweight products, in particular lightweight panels for construction, furnishing, furniture and industrial purposes, and of moldings of various kinds based on wood.
  • the local source material is wood or straw or a mixture thereof.
  • fungi preferably yeast or bacterial yeast, called fermenters.
  • the yeast can be obtained by adding growth-promoting substances, in particular starch or wood sugar, grown on finely chopped wood and the wood must be fermented with this yeast so cultivated.
  • hydrolases As enzymes there are called hydrolases, oxidases or a mixture thereof.
  • the above-mentioned gluten content which is crucial for the new product and its quality, refers to a wheat protein fraction which has dough-forming properties and which can retain the carbon dioxide produced by the yeast. This forms a foam-like structure.
  • this property has only - albeit to a lesser extent - rye, barley, oats and millet; for these cereals, "dough-forming protein" is mentioned instead of gluten, which is especially true for wheat.
  • the kneading process causes a certain orientation of the gluten.
  • cereal flour can also be used as cereal flour - of course also in mixture with wheat flour - rye flour, in which case instead of the use of yeast, the approach with a sourdough or with a proportion of sourdough takes place.
  • the grain size of the cereal flour is essentially limited to a fraction of less than 180 ⁇ m, preferably less than 120 ⁇ m ("smooth" flour), a reproducibly particularly uniform production of the new lightweight biogenic components or lightweight finished products is ensured.
  • a fraction having a particle size of 400 to 800 ⁇ m has proved to be particularly favorable for the processing of the components in the "pasty" pasty state.
  • wood flour made from modified wood, e.g. Hydrothermally modified wood, acetylated wood or resin impregnated wood.
  • pre-swollen or vorleistleisterter starch swelling starch
  • swollen wheat starch or corresponding pre-swollen flours which - as has been shown surprisingly - the Wasserbinde- and holding capacity of the entire wood-cornmeal mass increases significantly from the outset, which makes the Anteigen the mass and thus their processing and shaping and pore formation very much easier.
  • bakery products such as aged bread or biscuits or waste material
  • bakery products such as aged bread or biscuits or waste material
  • reworking of the products according to the invention for example when grinding or grinding their surfaces or when separating the uneven edges of the new moldings, for example in Form of a fine sawdust is obtained as a product with gelatinized starch, use.
  • the amount of swollen starch or starch product is favorably 1 to 5 mass%, in each case based on the amount of the total solids content of the starting mixture for the manufacturing process according to the invention.
  • Water is also a very important component because the greater the water content of the dough prepared from the starting mix from which the moldings are made for the new baked product, the smoother and more homogeneous the fermentation arranged by means of the yeast pores in the dough and the more uniform are the sizes of the same, which ultimately manifests itself in the attainable by the high homogeneity of the resulting light material achievable mechanical strength. Furthermore, by targeted variation of the water content, the density of the product can be controlled.
  • the use of - a favorable for the fermentation pH in the range of about 5 in the dough adjusting - propionic acid, especially with regard to External influences on the pasted mass in the wet state are particularly proven as protective agents, the non-toxicity of propionic acid, in particular for yeast, in human-toxicological view due to their wide use in the food industry is a significant advantage.
  • a post-drying plant eg with a microwave continuous furnace.
  • comparable results can also be achieved with other drying methods, known for example from food and wood technology, such as, for example, air drying / drying.
  • the light products produced according to the new process have a density in the range of 250 to 400 kg / m 3 , in particular from 300 to 400 kg / m 3 .
  • multi-layer lightweight products are also easily possible, wherein e.g. a less stable inner layer is arranged between two particularly stable outer layers, for example, by forming the outer layers with wood flour of higher fiber length and the inner layer with wood flour of lesser fiber length, otherwise the composition of the different layers may well be the same.
  • gluten Due to its elastic properties, gluten enables the storage of the gases formed by the yeast, primarily CO 2 ; This is partly supported by the lipids in wheat flour. Furthermore, the gluten is responsible for the good Caribbeanammmenhalt and thus processability of the dough significantly. In addition, the gluten, which is partially hydrolyzed due to the low pH, ensures very good cohesive and adhesive properties.
  • the adhesive properties which are very important for the new products are due to the gelatinization of the entire starch and denaturation of the proteins and due to the optimum internal temperature of the molded articles between 90 and 105 ° C. Exactly these temperatures are achieved when baking the moldings with a high water content, whereby the oven can be heated up to 250 °
  • the starting material is admixed with pregelatinised starch as an additive essential to the achievement of an optimum product for increasing the water-binding capacity.
  • Additives may well be common flame retardants.
  • Additives may also be fibers, namely organic and inorganic fibers. These are preferably used in the upper and / or lower region in order to improve the mechanical properties.
  • additives can be preservatives.
  • Propionic acid has proved to be particularly effective according to the invention, which is effective only against fungi, but not against yeast.
  • Additives may also be hydrophobing agents for pretreatment of the vegetable fiber meal, e.g. synthetic or natural oils, paraffins, waxes and / or organosilicon compounds suitable therefor.
  • the loosening of pasty dough and thus the present invention desired weight and density reduction of new light products. Furthermore, additional air is introduced into the pasty dough by the mixing process during kneading.
  • the porosity of the material achieved with the new products is usually between 20 and 40%.
  • any 3D structures can be produced.
  • Furniture construction with panel material in sandwich construction is particularly advantageous in multi-layer or lightweight construction products coated with plastic panels or veneer wood (both sides).
  • the open-pored structure enables a significant reduction of sound transmission and reverberation.
  • the product produced according to the invention is also outstandingly suitable as a sound-damping element for improving the room acoustics.
  • the plate may additionally be produced during the manufacturing process both with predefined openings as well as mechanically perforated after completion.
  • the products according to the invention are further characterized by the fact that they can not cause formaldehyde emission.
  • the wood foam produced according to the invention may be coated as mentioned above, e.g. with wood veneer, plastic sheets, even in very thin thicknesses of e.g. below 1 mm.
  • a closed surface can be achieved in post-processing by filling their open pores with putties or different, partially pore-closing coatings.
  • the products according to the invention are stable against microorganism attack, they are on prolonged storage in a moist environment, such as. Soil, decomposable in acceptable periods, which reduces its use as shaped bodies of any shape, such as e.g. as coffins suggests.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von formstabilen Leichtbauprodukten auf Basis von Holz, wobei - zumindest ein, einen Glutengehalt von 8 bis 14 Masse.-% aufweisendes Getreidemehl, - zumindest ein Pflanzenfasermehl, vorzugsweise Holzmehl, insbesondere Nadelholzmehl, mit Teilchengrößen von 20 bis 1000 µm, wobei das Gewichtsverhältnis von Pflanzenfasermehl zu Getreidemehl, von 70:30 bis 30:70 beträgt, - zumindest eine Hefe in dispergierter Form, in Mengen von 1 bis 5 Masse.-%, (Trockensubstanz), bezogen auf Getreidemehl, - 0,5 bis 5 Masse.-% eines verkleisterte Stärke enthaltenden Produkts und - Wasser in Mengen von 120 bis 220 Masse.-%, bezogen auf Feststoffgehalt der genannten Komponenten, - miteinander verknetet werden, (Knetdauer abhängig von Kraftaufwand, Mehlsmenge, Glutenmenge und Wassergehalt) - dass die erhaltene teigartig pastöse Masse zu einem Formling mit der vorgesehenen Endform entsprechender Vorform geformt wird, welcher 20 bis 45 min lang rasten gelassen wird, und - der Porigkeit aufweisende Formling bei 100 bis 400°C zu dem die Endgestalt aufweisenden Leichtformkörper verbacken wird, - welcher eventuell einem Nachtrocknungs- und Nachbearbeitungsprozess unterworfen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von rigiden, formstabilen Leichtbauprodukten, insbesondere von Leichtbauplatten für Bau-, Einrichtungs-, Möbelbau- und Industriezwecke, sowie von Formkörpern der verschiedensten Art auf Basis von Holz.
  • Das Bestreben, ein biogenes und letztlich verrottbares und gleichzeitig geringe Dichte aufweisendes, wie soeben genanntes Produkt bzw. Material, insbesondere für wie oben angegebene Einsätze, herzustellen, besteht zumindest schon seit dem vorigen Jahrhundert.
  • So ist in der WO 02/055722 A1 ein Verfahren zur Herstellung fester Stoffe, insbesondere Baustoffe beschrieben, wobei pflanzliches Ausgangsmaterial zerkleinert, fermentiert und wenigstens teilweise getrocknet wird, wobei vorgesehen ist, dass das pflanzliche Ausgangsmaterial feinkörnig zerkleinert und durch Zugabe von Mikroorganismen fermentiert und getrocknet wird. Hierbei nicht fermentierte Anteile des pflanzlichen Ausgangsmaterials werden durch Stoffe der Mikroorganismen verklebt.
  • Das dortige Ausgangsmaterial ist Holz oder Stroh oder eine Mischung davon.
  • Als geeignete Mikroorganismen sind dort Pilze, vorzugsweise Hefe oder Bakterienhefe, als Fermentatoren genannt.
  • Es musste festgestellt werden, dass die bisher genannten Komponenten allein nicht ausreichen, um ein wie dort gewünschtes Produkt zu erzielen, und so ist gemäß dieser WO-A1 vorgesehen, dass die Hefe durch Zugabe von deren Wachstum fördernden Stoffen, insbesondere von Stärke oder Holzzucker, auf feinkörnig zerkleinertem Holz gezüchtet und das Holz mit dieser so angezüchteten Hefe fermentiert werden muss.
  • Es hat sich in der Praxis gezeigt, und war an sich aus der Sicht des Fachmanns eigentlich auch nicht zu erwarten, dass gemäß dieser Vorgangsweise ein biogenes Leicht-Produkt leicht erreichbar ist, das den Anforderungen der vorgesehenen Anwendungszwecke in befriedigender Weise genügt, was nicht zuletzt dadurch bestätigt wird, dass sich ein gemäß dieser WO-A1 erhältliches Produkt auf dem einschlägigen Markt nicht durchgesetzt hat.
  • Weiters ist aus der EP 1 331 307 A2 ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien lignozellulosen Faserdämmstoffen bekannt geworden, bei dem
    1. a) der Faserstoff durch mechanische oder thermo-mechanische Zerfaserung hergestellt wird,
    2. b) dieser in einer Suspension mit Mischenzymen inkubiert wird,
    3. c) der Suspension kationische Ladungsträger zur Ausfällung kleinster Bestandteile zugegeben werden und
    4. d) die Suspension entwässert und getrocknet wird.
  • Es ist dort weiters vorgesehen, dass die unter a) aufgeschlossenen Faserstoffe im Defibrator oder Refiner aus Holzhackschnitzeln oder anderen lignozellulosen Ausgangsstoffen, wie Raps- oder Getreidestroh, Hanf, Bambus, Bagasse usw. gewonnen werden.
  • Als Enzyme sind dort Hydrolasen, Oxidasen oder ein Gemisch aus denselben genannt.
  • Auch dieses Produkt ist nicht zur Marktreife gelangt.
  • Zum allgemeinen Stand der Technik sind ergänzend noch die WO 96/05254 , die EP 1327663 B1 , die US 3983084 und die DE 102004054224 A1 zu nennen.
  • Es wurde nun auf Basis ausgedehnter Forschungs- und Versuchsanstrengungen und unter präziser Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften von in Frage kommenden Komponenten ein biogenes und somit nachhaltiges Leicht-Material auf Basis von Holz, und insbesondere ein neues und effektives Verfahren zu dessen Herstellung entwickelt, das sich einerseits durch einfache Verfahrensführung und andererseits durch hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet.
  • Wesentliche Grundlage für die Bildung des neuen Leicht-Materials stellt die Verwendung von teilbildungsprotein-, insbesondere glutenhaltigen Mehlen dar, da diese teigbildenden Proteine in der Lage sind, das durch die Hefe gebildete Kohlendioxid im Teig zurückzuhalten und eine zusammenhängende Teigstruktur zu bilden. Nur dadurch lässt sich die gewünschte Porosität des neuen Leicht-Materials erreichen. Neben Weizen besitzen die Getreidesorten Emmer, Dinkel und Einkorn die gewünschten Eigenschaften. Im geringeren Ausmaß sind die gewünschten Eigenschaften jedoch auch mit den Getreidearten Roggen, Gerste, Hafer und Hirse zu erreichen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein neues Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • zumindest ein, einen Glutengehalt bzw. Gehalt an teigbildenden Proteinen von 8 bis 14 Masse.-%, bevorzugt von 11 bis 13 Masse.-%, aufweisendes Getreidemehl mit niedrigem Ausmahlungsgrad (mit wenig Ballaststoffen und viel Stärke), vorzugsweise Weizenmehl, insbesondere Typ "W480" oder Typ "405" (deutsche Bezeichnung), mit einer Körnung von unter 200 µm, insbesondere von unter 180 µm,
    • zumindest ein Pflanzenfasermehl, vorzugsweise Holzmehl, insbesondere Nadelholzmehl, mit Teilchengrößen im Bereich von 20 bis 1000 µm, wobei das Gewichtsverhältnis von Pflanzenfasermehl, zu Getreidemehl, von 70:30 bis 30:70 beträgt,
    • zumindest eine Hefe in, vorzugsweise in Wasser, dispergierter Form, in einer Menge von 1 bis 5 Masse.-%, vorzugsweise von 2 bis 3 Masse.-% (Trockensubstanz), jeweils bezogen auf die Menge Getreidemehl und Holzfasern,
    • 0,5 bis 5 Masse.-% eines gequollene bzw. verkleisterte Stärke enthaltenden Produkts und
    • Wasser in einer Menge von 120 bis 220 Masse.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Feststoffgehaltes der vorliegenden Komponenten, innig miteinander gemischt und verknetet werden,
    • dass die auf diese Weise erhaltene feine, gleichmäßige Porigkeit - durch Gärung, mechanische Einbringung von Luft und/oder Gas und/oder durch zusätzliche Triebmittel - auszubilden beginnende, teigartig pastöse Masse, bevorzugt maschinell, zu einem Formling mit einer der jeweils vorgesehenen Endform entsprechenden Vorform, geformt wird, welcher dann unter 2 h, vorzugsweise 20 bis 45 min, insbesondere 25 bis 35 min, lang rasten gelassen wird, und
    • dass der auf diese Weise erhaltene, geformte und gleichmäßige Porigkeit entwickelnde bzw. aufweisende Formling schließlich im Zuge eines Erhitzungsprozesses bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 400°C, vorzugsweise von 150 bis 250°C, insbesondere von 180 bis 220°C, zu dem eine jeweils vorgesehene Endgestalt aufweisenden, formstabilen, regelmäßig angeordnete und gleichmäßige Dimension aufweisende Poren aufweisenden Formkörper verbacken wird,
    • welcher bevorzugter Weise schließlich einem Nach-Trocknungs- und einem Nachbearbeitungsprozess unterworfen wird.
  • Der oben genannte, für das neue Produkt und seine Qualität entscheidende Glutengehalt bezieht sich auf eine Weizenproteinfraktion, welche teigbildende Eigenschaften hat und welche das durch die Hefe gebildete Kohlendioxid zurückhalten kann. Dadurch bildet sich eine schaumartige Struktur. Diese Eigenschaft haben neben Weizen und seinen Vorläufern Emmer, Dinkel und Einkorn nur noch - allerdings in geringem Außmaß - Roggen, Gerste, Hafer und Hirse; für diese Getreidearten ist "teigbildendes Protein" an Stelle des insbesondere für Weizen geltenden Glutens genannt.
  • Durch den hohen Wassergehalt beim Anteigen wird eine vollständige Verkleisterung der Stärke bewerkstelligt, die festen und flüssigen Komponenten werden vermischt und geknetet; durch die eingebrachte Energie wird das Gluten zusätzlich aktiviert und es entsteht ein pastöser Teig. Durch Rund- und/oder Längswirken beim Kneten kommt es zu einer gleichmäßigeren Zerteilung der großen CO2-Blasen in viele kleine Bläschen, die für die spätere Porung des Produkts verantwortlich sind. Eine Abstimmung der Knetdauer zur jeweiligen Rezeptur stellt dabei einen wesentlichen Faktor für die Erzielung der gewünschten Porigkeit dar. Zu lange Knetzeiten führen zu einer Destabilisierung des Gemisches.
  • Zwischen den Gärstufen bewirkt der Knetvorgang eine gewisse Orientierung des Glutens.
  • Besonders günstige Ergebnisse hinsichtlich mechanischer Stabilität und Gewichtsersparnis bei durchaus akzeptabler und für die Anwendung auf den verschiedensten Gebieten völlig ausreichender Qualität lassen sich durch Einhaltung folgender Ausführungsformen des neuen Herstellungsverfahrens unter Einsatz von speziell ausgesuchten biogenen Komponenten und eventuellen Zusätzen erzielen:
  • Es kann als Getreidemehl - selbstverständlich auch in Mischung mit Weizenmehl - durchaus auch Roggenmehl eingesetzt werden, wobei in diesem Fall an Stelle des Einsatzes von Hefe der Ansatz mit einem Sauerteig bzw. mit einem Anteil Sauerteig erfolgt.
  • Wenn die Körnung des Getreidemehls im Wesentlichen auf eine Fraktion von unter 180µm, vorzugsweise von unter 120µm ("glattes" Mehl), beschränkt wird, ist eine reproduzierbar besonders gleichmäßige Herstellung der neuen biogenen Leicht-Bauelemente oder Leichtbau-Fertigprodukte gesichert.
  • Es hat sich im Zuge ausgedehnter Prüf- und Versuchsreihen herausgestellt, dass für die erfindungsgemäße Herstellung von biologisch und mechanisch ausgezeichnet stabilen Leicht-, Halb- und Fertigprodukten Nadelhölzer gegenüber Laubhölzern zu bevorzugen sind, wobei feine Fichtenholzspäne allein, oder aber ein Gemisch von Fichten- und Tannenholzspäne eingesetzt werden können bzw. kann, wobei sich ein Gewichtsverhältnis von 80 bis 90 Teilen Fichten- zu 20 bis 10 Teilen Tannenholz als besonders günstig für die mechanische Stabilität des Endproduktes erwiesen haben.
  • Was die Teilchengröße des erfindungsgemäßen einzusetzenden Holzmehls betrifft, so hat sich eine Fraktion mit 400 bis 800µm Körnung für die Verarbeitung der Komponenten im "angeteigten" pastösen Zustand als besonders günstig erwiesen.
  • Es kann auch Holzmehl verwendet werden, das hergestellt worden ist aus modifiziertem Holz, wie z.B. hydrothermisch modifiziertes Holz, acetyliertes Holz oder mit Kunstharz imprägniertes Holz.
  • Wesentlich für den erfolgreichen Erhalt des neuen Produkts, insbesondere was dessen Verhalten beim "Anteigen" und im Zuge der Erfindung betrifft, ist - wie gefunden wurde- weiters das Gewichtsverhältnis von Holzmehl zu Getreidemehl, wobei sich die Einhaltung der Grenzen von 60:40 bis 40:60 als für die Qualität des neuen Biogen-Produktes als besonders vorteilhaft gezeigt haben.
  • Eine für den Erfolg der neuen Leichtmaterial-Produkte auf Basis von Holz ganz wesentliche Komponente, die einen weiten Spielraum der sonstigen Bedingungen und Einsatzprodukte erlaubt, liegt in der erstmaligen Verwendung von vorgequollener bzw. vorverkleisterter Stärke (Quellstärke), insbesondere von gequollener Weizenstärke bzw. entsprechenden vorgequollenen Mehlen, die - wie sich überraschend gezeigt hat - das Wasserbinde- und -haltevermögen der gesamten Holz-Getreidemehl-Masse von vornherein wesentlich steigert, was das Anteigen der Masse und damit deren Bearbeitung und Formgebung sowie die Porenbildung ganz wesentlich erleichtert. Hierbei kann es durchaus günstig sein, Backprodukte, also z.B. Alt-Brot oder -Gebäck oder auch Abfallmaterial, das beim Nacharbeiten der erfindungsgemäß hergestellten Produkte, z.B. beim An- oder Abschleifen von deren Oberflächen oder beim Abtrennen der ungleichmäßigen Ränder der neuen Formkörper, beispielsweise in Form eines feinen Sägemehls als Produkt mit verkleisterter Stärke anfällt, einzusetzen.
  • Die Menge an gequollenem Stärke bzw. Stärkeprodukt beträgt günstiger Weise 1 bis 5 Masse.-%, jeweils bezogen auf die Menge der gesamten Feststoffanteile der Ausgangsmischung für den erfindungsgemäßen Herstellungsprozess.
  • Wasser ist eine, wie sich bestätigt hat, ebenfalls eine ganz wichtige Komponente, da, je größer der Wassergehalt des mit der Ausgangsmischung bereiteten Teiges ist, aus welchem die Formlinge für das neue Backprodukt gefertigt werden, desto gleichmäßiger und homogener sind die sich durch die Fermentation mittels der Hefe produzierten Poren im Teig angeordnet und desto gleichmäßiger sind auch die Größen derselben, was sich letztlich in der durch die erreichbare hohe Homogenität des erhaltenen Leichtmaterials erzielbare mechanische Festigkeit manifestiert. Des Weiteren kann durch gezielte Variation des Wassergehaltes die Dichte des Produktes gesteuert werden.
  • In diesem Sinne ist der Einsatz von Wasser in einer Menge von 140 bis 200 Masse.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtgehalt an Feststoffen in den oben genannten Komponenten, von besonderem Vorteil.
  • Was die Stabilität und Beständigkeit des erfindungsgemäß erhältlichen Leichtprodukts gegen Witterung und insbesondere Mikroorganismen-Befall betrifft, hat sich der Einsatz von - einen für die Fermentation günstigen pH-Wert im Bereich von etwa 5 in der Teigmasse einstellender - Propionsäure, insbesondere auch im Hinblick auf die Außen-Einflüsse auf die angeteigten Masse im feuchten Zustand als Schutzmittel besonders bewährt, wobei die Ungiftigkeit von Propionsäure, insbesondere für Hefe, in humantoxikologischer Sicht aufgrund ihres breiten Einsatzes im Lebensmittelbereich ein wesentlicher Vorteil ist.
  • Was die Nachbearbeitung und spätere Formgebung der nach Abbau der nach jeweils ausreichender Erhitzungszeit erhaltenen "ausgebackenen" Leichtprodukte betrifft, so bieten sich hierfür alle für die Bearbeitung von Holz bisher vorgesehenen Techniken, wie Sägen, Fräsen, Hobeln u. dgl. ohne Einschränkungen an.
  • Nicht zuletzt sei erwähnt, dass es zur Eliminierung von Restfeuchte aus dem fertig "gebackenen" Produkt günstig sein kann, wenn die gemäß dem neuen Verfahren hergestellten Produkte in einer Nach-Trocknungsanlage, z.B. mit einem Mikrowellen-Durchlaufofen nachgetrocknet werden. Vergleichbare Ergebnisse können aber auch mit anderen Trocknungsverfahren, bekannt z.B. aus der Lebensmittel- und Holztechnologie, wie z.B. Zu-/Ablufttrocknung, erzielt werden.
  • Die gemäß dem neuen Verfahren hergestellten Leicht-Produkte haben eine Dichte im Bereich von 250 bis 400kg/m3, insbesondere von 300 bis 400kg/m3.
  • Im Rahmen der Erfindung ist auch die Herstellung von Mehrschicht-Leichtprodukten problemlos möglich, wobei z.B. zwischen zwei besonders stabilen Außenschichten eine weniger stabile Innenschicht angeordnet wird, indem beispielsweise die Außenschichten mit Holzmehl höherer Faserlänge und die Innenschicht mit Holzmehl geringerer Faserlänge gebildet sind, wobei sonst die Zusammensetzung der unterschiedlichen Schichten durchaus die gleichen sein können.
  • Im Folgenden seinen die Vorteile der bei den erfindungsgemäßen Produktionsverfahren eingesetzten Komponenten und der sonstigen Herstellungsbedingungen angeführt:
  • Aufgrund des pH-Wertes von 4,5 bis 5,5 (durch das Holzmehl) und die freien Zucker bzw. Stärke im Weizenmehl entstehen optimale Bedingungen für die Hefe, wodurch geringe Fermentationszeiten erreicht werden, vorzugsweise in der Größenordnung von 30 bis 90 min.
  • Das Gluten ermöglicht aufgrund seiner elastischen Eigenschaften die Speicherung der durch die Hefe gebildeten Gase, in erster Linie CO2; unterstützt wird dies teilweise noch durch die Lipide im Weizenmehl. Des Weiteren ist das Gluten für den guten Zusammmenhalt und damit Verarbeitbarkeit des Teiges maßgeblich verantwortlich. Zusätzlich sorgt das Gluten, welches aufgrund des niedrigen pH-Wertes teilweise hydrolysiert wird, für sehr gute kohäsive und adhäsive Eigenschaften.
  • Die für die neuen Produkte ganz wichtigen adhäsiven Eigenschaften entstehen durch die Verkleisterung der gesamten Stärke und Denaturierung der Proteine und durch die optimale Erhitzungs-Innentemperatur der Formlinge zwischen 90 und 105°C. Genau diese Temperaturen werden beim Backen der Formlinge mit hohem Wasseranteil erreicht, wobei der Ofen auf bis zu 250° aufgeheizt sein kann
  • Dem Ausgangsmaterial wird als für die Erreichung eines optimalen Produktes wesentlicher Zusatzstoff zur Erhöhung des Wasserbindevermögens vorverkleisterte Stärke beigemengt.
  • Zusatzstoffe können durchaus auch übliche Flammschutzmittel sein.
  • Zusatzstoffe können weiters Fasern sein, und zwar organische und anorganische Fasern. Diese werden bevorzugt im oberen und/oder unteren Bereich eingesetzt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
  • Zusatzstoffe können schließlich Konservierungsstoffe sein. Als besonders wirkungsvoll hat sich gemäß der Erfindung Propionsäure erwiesen, welche nur gegen Pilze, nicht jedoch gegen Hefe wirksam ist.
  • Zusatzstoffe können weiters Hydrophobierungsmittel zur Vorbehandlung des Pflanzenfasermehles sein, wie z.B. synthetische oder natürliche Öle, Paraffine, Wachse und/oder hierfür geeignete siliciumorganische Verbindungen.
  • Durch die Gärung erfolgt die Auflockerung des pastösen Teiges und somit die erfindungsgemäß erwünschte Gewichts- und Dichtereduktion der neuen Leichtprodukte. Des Weiteren wird durch den Durchmischungsvorgang beim Kneten zusätzliche Luft in den pastösen Teig eingebracht.
  • Die bei den neuen Produkten erreichte Porigkeit des Materials liegt üblicherweise zwischen 20 und 40%.
  • Aufgrund der formbaren Teigkonsistenz können an sich beliebige 3D-Strukturen produziert werden.
  • Möbelbau mit Plattenmaterial in Sandwichkonstruktion ist insbesondere bei mehrschichtigen oder mit Kunststoffplatten oder furnierhölzern (beidseitig) beschichteten Leichtbauprodukten von Vorteil.
  • Verwendung als Isolationsmaterial aufgrund geringer Wärmeleitfähigkeit (0,04-0,08W/mK je nach Dichte und Porigkeit).
  • Die offenporige Struktur ermöglicht eine wesentliche Reduktion von Schalldurchgang und Nachschall. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäß hergestellte Produkt hervorragend auch als schalldämmendes Element zur Verbesserung der Raumakustik.
  • Zu diesem Zweck kann die Platte zusätzlich während des Herstellungsprozesses sowohl mit vordefinierten Öffnungen produziert werden als auch nach Abschluss mechanisch perforiert werden.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte zeichnen sich weiters dadurch aus, dass sie keine Formaldehydemission verursachen können.
  • Es ist auch möglich, den erfindungsgemäß fertig hergestellten Holzschaum nachträglich mit zumindest einem Flammschutzmittel und/oder Hydrophobierungsmittel zu imprägnieren.
  • Der erfindungsgemäß hergestellte Holzschaum kann, wie oben erwähnt, beschichtet werden, z.B. mit Holzfurnier, Kunststoffplatten, durchaus auch in sehr dünnen Stärken von z.B. unter 1 mm.
  • Eine geschlossene Oberfläche kann bei Nachbearbeitung durch Füllen von deren offenen Poren mit Spachtelmassen oder verschiedenen, teilweise porenschließenden Beschichtungen erreicht werden.
  • Die Möglichkeit, um das Verfahren auch in einem herkömmlichen Haushaltsofen durchführen zu können, ermöglicht des Weiteren die Anwendung bei der Herstellung von umweltschonendem, letztlich verrottendem Spielzeug.
  • Obwohl die erfindungsgemäß hergestellten Produkte, insbesondere bei Einsatz von Propionsäure, gegen Mikroorganismenbefall stabil sind, sind sie bei längerer Lagerung in einem feuchten Milieu, wie z.B. Erdreich, in akzeptablen Zeiträumen verrottbar, was ihre Verwendung als Formkörper beliebiger Gestalt, wie z.B. als Särge nahe legt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung von rigiden formstabilen Leichtbauprodukten, insbesondere -platten für Bau-, Einrichtungs-, Möbelbau- und Industriezwecke, sowie von Formkörpern der verschiedensten Art auf Basis von Holz,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - zumindest ein, einen Glutengehalt bzw. Gehalt an teigbildenden Proteinen von 8 bis 14 Masse.-%, bevorzugt von 11 bis 13 Masse.-%, aufweisendes Getreidemehl mit niedrigem Ausmahlungsgrad, vorzugsweise Weizenmehl, mit einer Körnung von unter 200 µm,
    - zumindest ein Pflanzenfasermehl, vorzugsweise Holzmehl, insbesondere Nadelholzmehl, mit Teilchengrößen im Bereich von 20 bis 1000 µm, wobei das Gewichtsverhältnis von Pflanzenfasermehl zu Getreidemehl von 70:30 bis 30:70 beträgt,
    - zumindest eine Hefe in, vorzugsweise in Wasser, dispergierter Form, in einer Menge von 1 bis 5 Masse.-%, vorzugsweise von 2 bis 3 Masse.-% (Trockensubstanz), jeweils bezogen auf die Menge Getreidemehl und Holzfasern,
    - 0,5 bis 5 Masse.-% eines gequollene bzw. verkleisterte Stärke enthaltenden Produkts
    und
    - Wasser in einer Menge von 120 bis 220 Masse.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Feststoffgehaltes der vorliegenden Komponenten, innig miteinander gemischt und verknetet werden,
    - dass die auf diese Weise erhaltene feine, gleichmäßige Porigkeit auszubilden beginnende, teigartig pastöse Masse, bevorzugt maschinell, zu einem Formling mit einer der jeweils vorgesehenen Endform entsprechenden Vorform geformt wird, welcher dann weniger als 2 h, vorzugsweise 20 bis 45 min, insbesondere 25 bis 35 min, lang rasten gelassen wird, und
    - dass der auf diese Weise erhaltene, geformte und gleichmäßige Porigkeit entwickelnde bzw. aufweisende Formling schließlich im Zuge eines Erhitzungsprozesses bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 400°C, insbesondere von 180 bis 220°C, zu dem eine jeweils vorgesehene Endgestalt aufweisenden, formstabilen, regelmäßig angeordnete und gleichmäßige Dimension aufweisende Poren aufweisenden Formkörper verbacken wird,
    - welcher bevorzugter Weise schließlich einem Nach-Trocknungs- und einem Nachbearbeitungsprozess unterworfen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Getreidemehl Weizenmehl oder eine Mischung von Roggen--, Dinkel-, Gerste-, Hafer-, Hirse-, Einkorn-, Emmer-, Hafer- und/oder Weizenmehl eingesetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getreidemehl mit einer Körnung von unter 180 µm, vorzugsweise unter 120 µm, eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzmehl ein Nadelbaum-Holzmehl, bevorzugt Fichten- und/oder Tannen-Holzmehl eingesetzt wird, wobei bevorzugter Weise diese Mehle im Gewichtsverhältnis von 80:20 bis 90:10 Einsatz finden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Holzmehl mit Teilchengrößen im Bereich von 100 bis 800µm eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Pflanzenfaser-, also insbesondere Holzmehl, und Getreidemehl im Gewichtsverhältnis von 60:40 bis 40:60 eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als gequollene bzw. verkleisterte Stärke enthaltendes Produkt, gequollene oder verkleisterte Stärke, insbesondere Getreidestärke, direkt, oder ein derartig aufbereitete Stärke enthaltendes, zerkleinertes Altgebäck, insbesondere Altbrot, oder aus der Nachbearbeitung der gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltener Leichtbaumaterial-Abfall eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gequollene bzw. verkleisterte Stärke enthaltende Produkt in einer Menge von 1 bis 3 Masse.-% Stärke, jeweils bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt der Ausgangsmischung eingesetzt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser in einer Menge von 140 bis 200 Masse.-% jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Feststoffgehaltes der im Anspruch 1 genannten Komponenten eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zusatzmittel den die Ausgangsmischung für den Formling bildenden Komponenten zugegeben wird, wofür insbesondere Propionsäure vorgesehen ist, und/oder dass als Zusatzmittel ein Brandschutzmittel eingesetzt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111139A1 (de) 2017-05-22 2018-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern
CN114945461A (zh) * 2020-01-09 2022-08-26 I4F许可有限责任公司 装饰性镶板和制造装饰性镶板的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113958057B (zh) * 2020-07-20 2023-02-03 福建和其祖林业科技有限公司 一种轻质防火建筑幕墙板及其制备方法
AT524150B1 (de) * 2020-08-22 2024-11-15 Tiina Elina Nypeloe Dr Herstellung von pflanzenbasierten Schäumen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197360A (en) * 1963-04-02 1965-07-27 Int Paper Canada Internal strengthening of insulating board with cereal flour
WO2002055722A1 (de) * 2001-01-12 2002-07-18 Innovation Wood (Iwood) Verfahren zur herstellung fester stoffe aus pflanzlichem material, nach diesem verfahren hergestellter werkstoff, verwendung des stoffes sowie anlage zur durchführung des verfahrens
DE102004054224A1 (de) * 2004-11-03 2006-05-11 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen aus lignocellulosen Rohstoffen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983084A (en) * 1974-10-18 1976-09-28 Krause Milling Company Art of manufacturing compression molded particle board with nitrogenous modified amylaceous binder
US5660900A (en) * 1992-08-11 1997-08-26 E. Khashoggi Industries Inorganically filled, starch-bound compositions for manufacturing containers and other articles having a thermodynamically controlled cellular matrix
KR20030061675A (ko) * 2002-01-11 2003-07-22 뉴 아이스 리미티드 생분해성 또는 부패성 컨테이너

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197360A (en) * 1963-04-02 1965-07-27 Int Paper Canada Internal strengthening of insulating board with cereal flour
WO2002055722A1 (de) * 2001-01-12 2002-07-18 Innovation Wood (Iwood) Verfahren zur herstellung fester stoffe aus pflanzlichem material, nach diesem verfahren hergestellter werkstoff, verwendung des stoffes sowie anlage zur durchführung des verfahrens
DE102004054224A1 (de) * 2004-11-03 2006-05-11 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen aus lignocellulosen Rohstoffen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111139A1 (de) 2017-05-22 2018-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern
US10619303B2 (en) 2017-05-22 2020-04-14 Fraunhofer-Gesselschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. Method for production of porous moldings
CN114945461A (zh) * 2020-01-09 2022-08-26 I4F许可有限责任公司 装饰性镶板和制造装饰性镶板的方法
US12157290B2 (en) 2020-01-09 2024-12-03 I4F Licensing Nv Decorative panel and method of manufacturing a decorative panel

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