NO123364B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for bekjempelse av råte- og slim-

produserende mikroorganismer som angriper tre-

flis under lagring i flishauger.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer bekjempelse av råte- og slimproduserende mikroorganismer som angriper treflis under lagring i flishauger, uten inhibering av slike mikroorganismer som nedbryter flisens ekstraherbare stoffer.

Ligiioceilulosemateriale, slik som ubarket eller barket ved,

som utsettes for kortere eller lengre tids lagring eller aldring, An-gripes nesten uunngåelig av mikroorganismer. Jo lengre tid som går desto storre er risikoen for alvorlige mikroorganismeangrep. Disse problemer er spesielt betydningsfulle innen vedhåndteringsindustrien slik som sagbruk og lignende og fremfor alt innen masseindustrien er det uunngåelig at den ved som benyttes som råvare, under lagring risi-kerer å bli utsatt for angrep av slike mikroorganismer. Mikroorganismene

finnes også i cellulosefabrikkenes sirkulasjonsvannsystemer, hvor de angriper fibere som folger med vannet, hvilket leder til såkalt slimdannelse i systemet og dette kan forårsake kostbar driftsstopp. De ferdige produkter kan også utsettes for råteangrep f.eks. ved lagring og transport av utorket masse. Lignende problemer oppstår også i fa-brikker for fremstilling av slipmasse og fiberplater, hvor såvel råte-skader på råvarene og ferdigproduktene som slimdannelse i vannsirkula-sjonssystemet kan forekomme.

Fiberplatefabrikker er ofte tvunget til langtidslagring av ren eller barkholdig flis og ved denne lagring hender det ikke sjelden at vedangrepet blir så stort at flisen blir ubrukbar for fiberplatefrem-stilling. Sterke vedangrep i barkholdig flis oppstår lett i tettpakkede områder av hauen med den folge at temperaturen stiger til nærmere 100°C. Temperaturstigningen forårsakes antagelig av kjemiske oksydasjonsreak-sjoner hvilke folger etter et mikrobielt angrep av termofile råtesopper.

Flislagring innebærer fra et vedodeleggelsessynspunkt spesielle problemer siden den foretas i hauer med hoy temperatur og fuktighet og lignocellulosematerialet har sammenlignet med tommerstokker en meget storre angrepsoverflate. Skadelige mikroorganismer kan i disse hauer på kort tid forårsake anseelig skade på grunn av den under disse forhold okede reaksjonshastighet. Det gjelder videre at all flis ved innmat-ningen i fabrikken i storst mulig utstrekning har samme modenhetsgrad ellers vil andre problemer oppstå ved fabrikasjonen. Videre foreligger det problemer med å kunne innmate den lagrede flisen ved det rette tids-punkt i fabrikken, slik at den rette lagringstiden ikke overskrides og vedtap oppstår. En forsinkelse på noen dager kan til og med her forårsake store vanskeligheter.

De mikroorganismer som i denne forbindelse kan ansees for å være spesielt skadelige, er fremfor alt forskjellige typer av råtesopp, slik som Stereum hirsutum og Poria ambiqua, videre finnes det en muggsopp Chrysosporium lignorum, som har en forråtnelsesaktivitet som kan sammen-lignes med den til råtesoppene. Denne sopp har i flishauer funnet et utmerket vekstmiljø og ansees for å være den alvorligste skadesoppen i flishauer. Blåfargende sopper, slik som Scytalidium lignicolum, Scytalidium album osv., gir lite tap av vedmateriale, men misfarver veden og denne farve slår igjennom i den ublekede sulfitmassens lyshet. Muggsopper er mer ufarlige og kan til og med i visse forbindelser være nyttige, hvilket f.eks. er tilfelle med de muggsopper som mangler(evne til å nedbryte ■lignocellulosematerialets polymere karbohydrater og isteden utnytter dette materialets ekstraherbare stoffer og lavmoleky- lære karbohydrater som karbonkilde. En annen fordel med muggsopper av den sistnevnte type, består i at de ved antibiose konkurrerer med råtesoppene og således også på denne måte forhindrer cellulosenedbrytning. Sopper av den sistnevnte type er f.eks. Gliocladium viride, Sporotri-chum thermophile, Penicillium cylindrosporum, Aspergillus fumigatus, Allescheria terrestris, Trichoderma lignorum, Gliocladium deliquescens, Gliocladium roseum, Penicillium funiculosum, Penicillium rubrum, Penicillium roqueforti, Humicola grisea, Humicola stellata, Humicola inso-lens, Humicola lanquinosa, Talaromyces duponti, Thermoascus aurantia-cus, Mucor. pusillus, Mucor miehi, Malbranchella pulchella, Myriococcum albomyces, Torula thermophila, Chaetumium thermophile, Stilbella thermophile m. fl.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer bekjempelse, ved tilsetning av spesiell kjemisk forbindelse, av råte- og slimproduserende mikroorganismer som angriper treflis under lagring i.flishauger, uten at slike nyttige mikroorganismer som nedbryter flisens ekstraherbare stoffer (harpiks osvj , men ikke^cellulose, samtidig inhiberes. På denne måten tilveiebringes. en ny effektiv råtebeskyttelse og således muliggjores en effektiv utnyttelse av flislagringens fordeler innen celluloseindustrien samtidig som flislagringsprosessen kan gjores helt kontroller-og regulerbar. Foreliggende fremgangsmåte er kjennetegnet ved at treflisen uten tilsetning av andre mikroorganisme-bekjempelsesmidler tilfores en nikkelholdig forbindelse som kan avgi nikkel i en slik mengde at de skadelige mikroorganismenes virksomhet selektivt forhindres.

Nikkelforbindelsenes anvendelse for formålet ifolge oppfinnelsen, er helt ny og overraskende og det er ennu ikke helt klarlagt hva som skyldes deres kraftige virkning.

Selv om nikkel i findelt'metallisk form synes å ha en viss. virkning ifolge oppfinnelsen, er det fordelaktig at.nikkelet eller den nikkelholdige forbindelsen, under betingelsene for treflisens lagring eller anvendelse,■ foreligger i en slik form at det er opploselig i vann eller de væsker som eventuelt kan.være tilstede under lagrings-eller anvendelsesbetingelsene, for at deres råtebeskyttende egenskaper best skal kunne utnyttes. De benyttede nikkelforbindelser kan være såvel organiske som uorganiske. Både enkle og komplekse nikkelforbindelser kan anvendes, hvorved i.det siste tilfelle også andre metaller kan forekomme i komplekset, f.eks. slike som har fungicid virkning f. eks. kobber, tinn og mangan. Egnede stoffer er nikkelforbindelser som er opploselige i polare opplosningsmidler av organisk eller, uorganisk natur, slik som .alkoholer, ketoner, etere, halogenerte hydrokarboner og vann, idet det sistnevnte utgjor det foretrukne opplosningsmiddel, hvis nikkelkomponenten skal tilfores til treflisen i form av en opp-losning. Eksempler på nikkelforbindelser som er spesielt egnet for anvendelse ifolge oppfinnelsen er fortrinnsvis vannopploselige salter av organiske eller uorganiske syrer, f.eks. nikkelklorid, nikkelnitrat, nikkelsulfat, nikkelkarbonat, nikkelcyanid, nikkelarsenat, nikkelammo-niumsulfat, nikkeloleat, men også organiske nikkelforbindelser f.eks. av typen nikkeldimetylglyoksim, kan anvendes. Nikkelsulfat er funnet å være spesielt egnet. Nikkelkomponenten kan naturligvis også kombi-neres med fungicider som benyttes i samme sammenheng, f.eks. kresol, pentaklorfenol og pentaklorfenolat, kvikksolvklorid, koppersulfat, såkalt bolidensalt, tanalit osv. og dimensjonsstabiliserende midler av typen polyglykoler, kan også tilsettes. Nikkelkomponenten kan anbrin-ges på treflisen ved hjelp av kjente metoder, f.eks. sproyting.

Nikkelkompnenten skal tilfSres i en slik mengde at de skadelige mikroorganismenes virkning minskes i betydelig grad eller, om onsket, helt forhindres. Vanligvis trenges til dette formål en opp-tatt mengde som, beregnet som Ni , utgjor 5 - 5000»fortrinnsvis 20 - 100 mg per kilo lignocellulosemateriale.

Oppfinnelsen belyses av folgende utforelseseksempler.

Eksempel 1

Et antall mikroorganismer som er kjent for vednedbrytende egenskaper ved vedlagring, ble dyrket med og uten nærvær av forskjellige nikkelforbindelser, på forskjellige karbonkilder. Med dette forsok ble et nedmalt pulver av furu blandet med sterilisert agar inneholdende vann, hvoretter den oppnådde blanding ble overfort til glasskåler med en diameter på 10 cm, til det var dannet et lag med en tykkelse på 5 rm-Ved de forsok som er vist i tabell I, ble det også laget tilsvarende agarplater av furupulver fra hvilket ligninet var fjernet ved oksydasjcn#med natriumklorit (resultatet er vist under "holocellulose"). Videre vises i tabell I forsok som ble utfort på agarplater inneholdende furu-vedpulver som var blitt kloritoksydert, som omtalt ovenfor, og som ble ekstrahert med 5%- lg kaliumhydroksydopplosning, hvoretter ekstraktet ble noytralisert med eddiksyre og utfelt med etanol, separert og vasket (resultatet er vist i tabell I under<n>hemicellulose<M>). Til slutt vises i tabell I også forsok på agarplater med såkalt Bjorkman-lignin, dvs.

i prinsippet et rent lignin fremstilt ifolge spesielle standardiserte metoder. Karbonkildens mengde i agarplatene var 125 mg« Nikkelkomponenten ble deretter anbragt på platene i form av en vannopplosning også inneholdende næringssalter i en slik mengde at nikkelkonsentrasjonen

ble 45 ppm. Næringssaltopplosningen hadde folgende sammensetning;

I tabell I og II nedenfor angis utveksten av mikroorganismen i prosent av den ubehandlede mikroorganismens utvekst etter samme tid, hvorved utvekstenes respektive radier er sammenlignet. På denne måte fåes et mål for nikkekomponentens hemmende evne. I tabellene angis råtesopp med (R), muggsopp med (M) og blåfarvende sopp med (B).

Som det fremgår av tabell I er de fleste mikroorganismene hemmet kraftig på samtlige cellulosematerialer, en del viser til og med en 100% hemning. Fra et flislagringssynspunkt er det interessant og verdi-fult at Chrysosporium lignorum er hemmet så kraftig. Det fremgår også at den ved flislagring vanlige blåfarvende sopp, Scytalidium album, som innvirker på vedens og den ublekede sulfitmassens lyshet, er kraftig hemmet av nikkelforbindelsen. Det fremgår videre at nikkelkomponentens virkning ikke er avhengig av arten av den benyttede karbonkilde. Av tabell II fremgår det at lignende resultater oppnåes med andre nikkelforbindelser av forskjellig type.

Eksempel 2

Det ble foretatt forsok med måling av vekttapet hos flis av gran og bjerk, som ble podet med forskjellige vednedbrytende mikroorganismer og lagret i 3 måneder ved 25 C. Ved forsokene ble det tilfort forskjellige mengder nikkelsulfat respektivt forskjellige kjente fungicider^ Vekttapet er et mål for nedbrytningen. Ved forsokene ble flisen dyppet i fungicidopplosninger av forskjellig konsentrasjon hvoretter overskudd av opplosningen fikk renne av. Resultatet er gitt i tabell III.

F.ra disse forsok fremgår det at de kjente fungicidene har hemmende virkning på råtesopp, men at nikkelkomponenten er bedre/ Når det .gjelder Chrysosporium lignorum er nikkelsalter bedre fra et hemnings-og vednedbrytningssynspunkt enn natriumpentaklorfenolat, men ikke fullt så godt som kvikksolvsalter, hvis anvendelse dog ikke mer kan tillates åv helsemessige grunner. Nikkelkomponenten derimot er ikke giftig.

Eksempel 3

Nyhugget fersk flis av granved ble behandlet ved sproyting med

200 ppm nikkelsulfat respektivt natriumpentaklorfenolat og ble deretter lagret i plastposer i varmeskap i 3 måneder for å etterligne betingelsene ved flislagring i hauer. Deretter ble vedtapet bestemt i prosent og mengden ekstrakt (harpiks) i veden ekstrahert med diklormetan (DKM) ifolge TAPPI<r>s standardmetode. Resultatene er gitt i tabell IV.

Som det fremgår av tabellen ga behandlingen ifolge oppfinnelsen halvparten så store vedtap som det som oppnåes uten en slik tilsetning samt en bedre harpiksnedbrytning enn uten tilsetning. Natriumpentaklorfenolat derimot forhindrer harpiksnedbrytning og gir et stor.re vedtap enn ved tilsetning av nikkel.

Eksempel 4

For å få et bilde av virkningene av nikkelbehandling ved flislagring i full skala, ble flis behandlet ved påsproyting med nikkelsulfat (NiSO^. 6^0, 200 ppm av torr ved) i forbindelse med oppbygging av hauen. Det ble således lagt opp en hau av ubehandlet flis og en hau som var behandlet med nikkelsulfat samt en hau behandlet med nikkelsulfat og en suspensjon av sporer fra Gliocladium viride. Hauene hadde samme form og samme storrelse. Temperaturutviklingen i kontrollhauen (ubehandlet) var normal, dvs. den steg hurtig til 45°c og var stort sett stabil i dette området i lopet av de 3 måneder forsoket pågikk.

I de to nikkelbehandlede hauene steg temperaturen hurtig til 35°C og holdt seg ved denne temperatur i to uker. Deretter sank temperaturen, men den lå hele tiden over omgivelsestemperaturen.

Når hauene etter 3 måneder ble revet ned, undersokte man mikro-floraen og kunne således konstatere at kontrollhauen viste angrep av råte og blåfarving. I lokale partier hadde muggsoppen Chrysosporium lignorum etablert seg og forårsaket stor vednedbryting. I de hauene som var behandlet med nikkel fantes det intet angrep av råte eller blåfarving. Muggsoppene dominerte og blant disse forkom Gliocladium viride i storst mengde i begge hauene. I den hauen som var behandlet med både nikkelsalt og tilsetning av Gliocladium-sporer var denne sopp noe rikere representert. Det kan dog stort sett sies at floraen var den samme i de nikkelbehandlede hauene.

Analyser ble utfort på flisprover, som var innlagt ved lagringens

. begynnelse i de tre hauene. For å bestemme stofftapet ble det foretatt; råvolumvektsmålinger og spesielle provesekker ble veiet, og denne veiing ble gjort ved lagringens begynnelse. De viste verdiene er middelverdier fra et stort antall prover (20).

Ifolge analyseresultatene lå vedstofftapet for ubehandlet flis mellom 4«6 og 6.5 %, mens tapet for nikkelbehandlet flis stanset ved 2.1-4-5 %'Ved behandlingen ifolge oppfinnelsen ble således vekttapet redusert med over 50%»Ved fremstilling av sulfitmasse, a-tall 15-20, kunne det ikke observeres noen ulemper for nikkelsaltbehandlet ubleket eller bleket masse. Nikkel i avluten (undersokt opp til 40 ppm) på-virker ikke lutens gjæringsevne til sprit. Nikkel har heller ingen forstyrrende innvirkning på rensing av avlopsvann ved hjelp av aktiv-slammetoden.

Eksempel 5

Ved en fiberplatefabrikk ble det i lopet av sommeren oppbygget en hau av barkholdig furu- og granflis. Flisen ble behandlet i blåse-ledningen med nikkelsulfat (200 ppm av torr ved). Temperaturen i denne hauen steg hurtig til 55° - 60°C og denne temperatur holdt seg til hosten, hvoretter temperaturen begynte å synke. I lopet av vinteren stabiliserte temperaturen seg til mellom 20° - J0°C inne i hauen. I lopet av tidligere vintrer, når det ikke var foretatt noen behandling av flisen, har temperaturen i hauen vært mellom 65° og 80°C. Frys-ingen av behandlet flis var ikke storre enn normalt for ubehandlet.

Provesekker med innveide flisprover viste et stofftap etter 8 måneders lagring på 3 %• For ubehandlet flis med samme barkinnhold er tilsvarende verdi 10 - 15 %.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for bekjempelse av råte- og slimproduserende mikroorganismer som angriper treflis under lagring i flishauger, uten inhibering av slike mikroorganismer som nedbryter flisens ekstraherbare stoffer,karakterisert vedat treflisen uten tilsetning av andre mikroorganisme-bekjempelsesmidler tilfores en nikkelholdig forbindelse som kan avgi nikkel i en slik mengde at de skadelige mikroorganismenes virksomhet selektivt forhindres.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisert vedat det tilfores et salt av to-verdig nikkel, som er opploselig i polare uorganiske eller organiske opplosningsmidler.

3, Fremgangsmåte ifolge krav 1-2,karakterisertved at nikkelsaltet er et klorid, sulfat, nitrat, karbonat eller karbonsyresalt av to-verdig nikkel.

4. Fremgangsmåte ifolge krav 1-3»karakterisertved at den tilforte mengde nikkel beregnet som Ni 2 +, er 5 - 5000»fortrinnsvis 20 - 100 mg per kg flis.