DE69400417T2 - Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger QualitätInfo
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Veredelung von Holz niederer Qualität zu Holz von hoher Qualität in umweltfreundlicher Weise, und auf Holz von hoher Qualität, welches durch dieses Verfahren erhalten wird. Solch ein Verfahren ist bereits aus der EP 0 373 726 bekannt.
- Gemäß diesem Dokument wird ein cellulosehaltiges Faseraggregat aus einem cellulosehaltigen Fasermaterial durch ein Verfahren hergestellt, welches folgendes umfaßt: einen Erweichungsschritt, worin ein Abschnitt von cellulosehaltigem Fasermaterial der Einwirkung eines wäßrigen Erweichungsmittels bei einer Temperatur im Bereich von 150ºC bis 220ºC bei einem Druck von mindestens dem Gleichgewichtsdampfdruck des Erweichungsmittels bei der Arbeitstemperatur ausgesetzt wird, wodurch die im Cellulosefasermaterial vorhandene Hemicellulose bzw. das im Cellulosematerial vorhandene Lignin zumindest teilweise disproportioniert und hydrolysiert werden; und einen Härtungsschritt, umfassend ein Trocknen des Produktes des Erweichungsschrittes bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC bis 220ºC, um eine vernetzte Cellulosematrix zu erhalten. Dieses Dokument schlägt auch die Aufnahme von Additiven wie Säuren, Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxiden oder -carbonaten, Ammoniak oder niederen Alkoholen zur Erleichterung der Erweichung vor.
- Dieses Verfahren benützt traditionelle Wege des Erhitzens und Trocknens des Holzes. Diese Methoden beruhen auf der Wärmeleitung zur Erhähung der Temperatur des Holzes und zum Verdampfen des darin enthaltenen Wassers. Die schlechte thermische Leitfähigkeit von Holz und die Empfindlichkeit der Verfahrenschemie gegenüber anhaltenden Erhitzungsperioden führt zu Einschränkungen hinsichtlich Produktstärke und Qualität für solche Verfahren. Weiters wurde gefunden, daß Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitskonzentrationgradienten im Holz Spannungen induzieren, welche zur Ausbildung von Rissen und dementsprechend zum Verlust mechanischer Festigkeit führen können. Daraus kann geschlossen werden, daß ein Verfahren zur Veredelung von Holz niedriger Qualität benötigt wird, welches die Verarbeitung größerer Abschnitte von Holz niedriger Qualität zuläßt.
- Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß relativ große Abschnitte von Holz niedriger Qualität in einem Verfahren, in welchem das wäßrige Medium, in dessen Gegenwart der Erweichungsschritt des minderqualitativen Holzes durchgeführt wird, pH-gepuffert ist, veredelt werden können, um zu einem Endprodukt zu gelangen, welches zusätzlich zur Wasserbeständigkeit über gute mechanische Eigenschaften verfügt.
- Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Veredelung von Holz mit niedriger Qualität zu Holz mit hoher Qualität, das folgendes umfaßt:
- a) einen Erweichungsschritt, worin ein oder mehrere Abschnitte von Holz niedriger Qualität auf eine Temperatur im Bereich von 160 bis 240ºC in Gegenwart eines wäßrigen Mediums und bei einem Druck erhitzt werden, der wenigstens dem Gleichgewichtsdampfdruck dieses wäßrigen Mediums bei der Betriebstemperatur entspricht, wodurch die Hemicellulose wenigstens partiell hydrolysiert und das in dem Holz vorliegende Lignin disproportioniert wird,
- b) einen Entwässerungsschritt und
- c) einen Härtungsschritt bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC bis 220ºC, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweichungsschritt in Gegenwart eines gepufferten wäßrigen Mediums mit einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 8 ausgeführt wird.
- Der pH-Wert des gepufferten wäßrigen Mediums liegt vorzugsweise im Bereich von 4,0 bis 6,5, stärker bevorzugt von 4,5 bis 6.
- Das Puffermittel enthält vorzugsweise ein Gemisch aus einer Säure oder Base und einem Salz, stärker bevorzugt ein Gemisch aus einer organischen Säure und einem Salz einer organischen Säure. Die organische Säure ist zweckmäßig eine gegebenenfalls substituierte Alkansäure, im speziellen eine Alkansäure mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, oder Benzoesäure Die Säure ist vorzugsweise eine Mono-, Di- oder Tricarbonsäure, substituiert mit bis zu drei Hydroxygruppen, im speziellen eine Hydroxygruppe als einzigen Substituenten, oder sie ist überhaupt nicht substituiert. Das Puffermittel ist im speziellen ein Gemisch aus Essigsäure und einem Ammonium- oder Alkalimetallsalz hievon, oder ein Gemisch aus Zitronensäure und einem Ammonium- oder einem Alkalimetallsalz von Zitronensäure. Die Alkalimetallkomponente des genannten Salzes ist vorzugsweise Natrium oder Kalium. Erdalkalimetalisalze wie Magnesium- und/ oder Calciumsalze können ebenfalls verwendet werden.
- Zweckmäßig wird das Puffermittel in dem wäßrigen Medium gelöst, wobei die Konzentration des Puffermittels geeigneterweise im Bereich von 0,01 bis 2 Mol/l und vorzugsweise von 0,05 bis 1,0 Mol/l liegt. Die Konzentration des Puffermittels wird als Konzentration der Säure (oder Base), zusammen mit der Konzentration des Salzes, betrachtet.
- Zweckmäßig ist das wäßrige Medium Wasser. Vorteilhafterweise wird lufttrockenes Holz von niedriger Qualität mit dem wäßrigen Medium, das zumindest die Salzkomponente des Puffermittels enthält, vor dem Erweichungsschritt imprägniert. Vorzugsweise wird das Imprägnieren durch Eintauchen der lufttrockenen Abschnitte in die wäßrige Pufferlösung bei einer Temperatur von < 100ºC durchgeführt. Im allgemeinen besitzt das lufttrockene Holz einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich 5 bis 25 Gew.-%, und vorzugsweise von 10 bis 22,5 Gew.-% (d.h. 10 bis 22,5 Teile Feuchtigkeit und 90 bis 77,5 Teile Feststoffe). Nach dem Imprägnieren enthält das Holz geeigneterweise mehr als 40 Gew.-% Feuchtigkeit, vorzugsweise mehr als 45 Gew.-% und stärker bevorzugt im Bereich von 47 bis 50 Gew.-% Feuchtigkeit.
- Wie zuvor beschrieben, enthält das Puffermittel vorzugsweise ein Gemisch aus einer organischen Säure und dem Salz einer organischen Säure. Als Alternative zum Vorhandensein von beiden, der Säure und der Salzkomponente zu Beginn des Erweichungsschrittes, ist es ebenfalls möglich, nur mit der Salzkomponente zu beginnen, z.B. dem Ammonium- oder Alkalimetallsalz der organischen Säure, und als Säurekomponente jene Säure zu verwenden, welche während der Hemicellulosehydrolyse in situ erzeugt wird, d.h. Essigsäure. Es versteht sich, daß das Puffermittel vollständig ist, sobald sich etwas der gebildeten Säure in dem wäßrigen Medium, das die Salzkomponente des Puffermittels enthält, aufgelöst hat. Darüber hinaus versteht es sich, daß der Anfangs-pH-Wert des wäßrigen Mediums von der Konzentration und Art der genannten Salzkomponente bestimmt wird.
- Das Erweichen des Holzes von niedriger Qualität wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 170 bis 220ºC und bei einem Druck, welcher höher ist als der Gleichgewichtsdampfdruck des wäßrigen Mediums bei der Betriebstemperatur, durchgeführt.
- Im Hinblick auf die wäßrige Beschaffenheit des Mediums, in dessen Gegenwart der Erweichungsschritt durchgeführt wird, ist Dampf eine bevorzugte Wärmequelle zur Anwendung im Verfahren der vorliegenden Erfindung. Unter diesen Bedingungen wird es bevorzugt, daß das eigentliche Erhitzen durch Kondensierenlassen von Dampf auf der Oberfläche der Abschnitte bewirkt wird. Daher wird, zumindest zu Beginn, ein deutlicher Temperaturunterschied zwischen der Außenseite und den inneren Teilen eines Abschnittes vorliegen. Es versteht sich, daß als ein Ergebnis dieser Temperaturdifferenz ebenso ein Unterschied in der Geschwindigkeit der Hydrolyse und der Disproportionierungsreaktionen zwischen den Innen- und Außenteilen der Abschnitte auftritt. Um ein erweichtes Lignocellulosematerial zu erhalten, welches über gute Gesamteigenschaften verfügt, wird es bevorzugt, daß der Temperaturunterschied zwischen der Außenseite und dem Zentrum eines Abschnittes letztlich nicht mehr als 20ºC und vorzugsweise nicht mehr als 10ºC beträgt. Die Zeit, welche erforderlich ist, um einen solchen Termperaturausgleich zu erhalten, wird größtenteils durch die Dimensionen der Abschnitte bestimmt, d.h. den kürzesten Abstand zum Zentrum, über welchen der Wärmetransfer stattfinden muß. Für regelmäßig geformte Abschnitte, z.B. Abschnitte mit einem runden oder rechteckigen Querschnitt, wird dieser Abstand 50% des Durchmessers bzw. 50% der kürzesten Seite des genannten Querschnittes entsprechen.
- Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß während der Hydrolyse der Hemicellulose und der Disproportionierung des Lignins, zusätzlich zu einer Anzahl von wünschenswerten Verbindungen wie Aldehyde und Phenole, saure Verbindungen gebildet werden, welche den katalysierten Abbau der Cellulosefasern verursachen können. Die Bildung dieser sauren Verbindungen ergab keinerlei Probleme, wenn Abschnitte von relativ geringen Ausmaßen verarbeitet wurden, da die Zeit, welche erforderlich ist, um den zuvor erwähnten Temperaturausgleich zu erreichen, offensichtlich kurz genug war, um den Cellulosefaserabbau zu vermeiden. Wenn aber beträchtlich größere Abschnitte verarbeitet wurden, war die Zeit, welche zum Erreichen des genannten Temperaturausgleiches erforderlich ist, viel länger, und demzufolge konnte der Abbau der Cellolosefasern nicht vermieden werden, was zu Faserverbunden mit schlechten mechanischen Eigenschaften führte. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, welches in Gegenwart des genannten gepufferten wäßrigen Mediums durchgeführt wird, wird jegliche in dem Lignocellulosematerial, d.h. dem Holz von niederer Qualität gebildete saure Verbindung neutralisiert werden, wodurch der säurekatalysierte Abbau der Cellulosefasern vermieden wird. Demgemäß wird die Verweilzeit der niederqualitativen Holzabschnitte bei den Erweichungstemperaturen weniger kritisch sein und normalerweise bis zu 2 Stunden länger sein können, verglichen mit der Situation in Abwesenheit eines pH-Puffers, während bei sehr hohen Konzentrationen dieses pH-Puffers zu erwarten ist, daß Verweilzeiten weit über den zuvor erwähnten 2 Stunden ebenfalls zulässig sind.
- Folglich versteht sich, daß ein Prozeß, welcher beträchtlich längere Verweilzeiten bei der Erweichungstemperatur zuläßt, die Möglichkeit zur Veredelung von Holzabschnitten niederer Qualität bietet, welche beträchlich größer sind, als es in einem ähnlichen Verfahren in Abwesenheit eines pH-Puffersystems möglich wäre.
- Die niederqualitativen Holzabschnitte, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial verwendet werden können, enthalten im allgemeinen Abschnitte aus Leichtholz, d.h. Materialien, welche sich durch eine geringe Dichte, relativ schlechte mechanische Eigenschaften und schlechte Feuchtigkeitsbeständigkeit auszeichnen. Die Verwendung dieser Leichtholzausgangsmaterialien im vorliegenden Verfahren führt zu Produkten, welche eine wesentliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Feuchtigkeitsbeständigkeit zeigen. Beispiele von Bäumen, welche derartiges Leichtholz liefern, umfassen Fichte, Pappel, Weide, Buche, Föhre und Eukalyptus, d.h. Bäume, welche im allgemeinen über eine hohe Wachstumsrate verfügen. Abschnitte aus Schwerholz können geeigneterweise ebenfalls im Verfahren der vorliegenden Erfindung veredelt werden, wobei jedoch bei diesen Materialien die wichtigste Verbesserung in der Feuchtigkeitsbeständigkeit gefunden werden kann.
- Es vesteht sich, daß die maximale Größe der geringsten Dimension der Abschnitte, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung erfolgreich veredelt werden können, auch von der Beschaffenheit des zu verwendenden Lignocellulosematerials abhängen wird, da erwartet werden kann, daß der Wärmeübergang durch ein Holz niedriger Dichte von der Oberfläche zum Inneren weniger Zeit erfordern wird, als es der Fall wäre bei einem Abschnitt mit ähnlichen Dimensionen und höherer Dichte. Demgemäß kann die geringste Dimension eines Leichtholzabschnittes zur Verwendung im vorliegenden Verfahren beträchtlich größer sein als für ein Abschnitt auf Schwerholzbasis. Die Ausgangsmaterialien sind vorzugsweise Stämme oder Bretter aus Holz, d.h. langgestreckte Holzabschnitte. Die Mindestlänge liegt vorzugsweise bei 25 cm, stärker bevorzugt bei mindestens 50 cm, noch stärker bevorzugt mindestens 1 m. Üblicherweise werden Holzabschnitte von mindestens 1,5 m bis 4 m, oder sogar 6 m lang, verwendet. Das Ausgangsmaterial hat üblicherweise eine Breite und Stärke von mindestens 2 x 2 cm (im speziellen wenn Schwerholz verwendet wird), vorzugsweise 3 x 3 cm, stärker bevorzugt 4 x 4 cm. Vorzugsweise ist die Länge der verschiedenen Stücke des Ausgangsmaterials gleich oder annähernd gleich. Das Ausgangsmaterial kann einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben, aber auch ein kreisförmiger, halbkreisförmiger oder sogar ein unregelmäßiger Querschnitt ist möglich.
- Da das vorliegende Verfahren in hohem Maße für eine Ausführung in größerem Maßstab geeignet ist, kann es vorteilhafterweise für industrielle Zwecke verwendet werden. Demgemäß versteht sich, daß eine gleichbleibende Qualität des Endproduktes eine primäre Anforderung sein wird. Folglich wird bevorzugt, im vorliegenden Verfahren nicht nur Abschnitte einzusetzen, die auf der gleichen Art und Herkunft von Lignocellulosematerial beruhen, sondern überdies auch die gleiche Form und Größe aufweisen.
- Nach Beendigung des Erweichungsschrittes wird der Reaktorinhalt auf Temperaturen unter 100ºC abgekühlt, bevor der Reaktor geöffnet wird. Darauffolgend wird das erweichte Material einer Entwässerungsbehandlung zugeführt, um den Hauptanteil - wenn nicht die Gesamtmenge - des wäßrigen Mediums zu entfernen. Das Entwässern kann beispielsweise dadurch ausgeführt werden, daß man auf das Material mittels Walzen und/oder einer Presse Druck ausübt, durch Verdunstungstrocknungsverfahren im Vakuum oder mit chemischen Mitteln, z.B. durch Kontaktieren mit einem geeigneten Adsorptions- oder Absorptionsmittel. In einem solchen Entwässerungsschritt wird es bevorzugt, daß die Temperatur 100ºC und vorzugsweise 80ºC nicht überschreitet, um ein vorzeitiges Härten oder Vernetzen im erweichten Material zu verhindem. Stärker bevorzugt wird der Entwässerungsschritt durchgeführt, nachdem das erweichte Material auf eine Temperatur unter 10ºC abgekühlt worden ist. Unter diesen Bedingungen weisen die während der Hydrolyse der Hemicellulose und/oder Disproportionierung des Lignins gebildeten reaktionsfähigen Verbindungen eine geringe Löslichkeit in dem wäßrigen Medium auf 1 oder sind darin unlöslich. Dadurch wird der Verlust der genannten reaktiven Verbindungen während des Entwässerungsschrittes vermindert, die in dem nachfolgenden Härtungsschritt eine entscheidende Rolle spielen.
- Es ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal dieser Erfindung, daß das Produkt des Erweichungsschrittes und des Entwässerungsschrittes ein weiches Material ist, welches leicht verformt werden kann. Dementsprechend ist die bequemste Methode zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung das Härten des verarbeiteten Materials in einer Heißform. Das ermöglicht, das Aggregatprodukt in jede gewünschte Form zu bringen. Ausreichender Druck wird während des Härtens in der Form angewandt, um ein Produkt mit der gewünschten Dichte und Form zu erhalten, wobei solche Drücke typischerweise im Bereich von 10&sup5; Pa bis 5.10&sup6; Pa (1 bis 50 bar) liegen und oft ein Druck im Bereich von 3.10&sup5; Pa bis 2.10&sup6; Pa (3 bis 20 bar) für die meisten Zwecke ausreicht. Das Härten wird bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC bis 220ºC, typischerweise von 140ºC bis 200ºC durchgeführt.
- Die Dauer des Härtungsschrittes wird entsprechend dem zu härtenden Material und der vorherrschenden Temperatur variieren. Ein vollständiges Härten wird eine Verweilzeit von 10 min bis, in manchen Fällen, zu 10 Stunden erfordern. In den meisten Fällen wird eine Härtungszeit im Bereich von 1 bis 3 Stunden ausreichend sein, um ein hochqualitatives Holzmaterial zu erhalten.
- Jegliches nach dem Entwässerungsschritt im erweichten Lignocellulosematerial vorhandenes wäßriges Medium wird mit ziemlicher Sicherheit durch Verdampfung während des darauffolgenden Härtungsschrittes entfernt.
- Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck "Form", worin das entwässerte erweichte Holz gehärtet werden soll, so interpretiert werden, daß er auch eine Plattenpresse mit Distanzstücken und weiterer Hilfsausrüstung umfaßt, worin regelmäßig geformte, erweichte Abschnitte nebeneinander zum Härten angeordnet werden. Sollten die Abmessungen des letztlich gewünschten Verbundkörpers so sein, daß er nicht direkt aus einem einzigen erweichten Abschnitt erhalten werden kann, so kann dem abgeholfen werden, indem man mit einer Form arbeitet, welche die erforderliche Abmessung besitzt, und in welche man eine ausreichende Anzahl von erweichten Abschnitten einbringt und sie gemeinsam härtet, um den gewünschten Verbundkörper zu ergeben.
- Wann immer es möglich ist, ist es vorteilhaft, einen oder mehrere und vorzugsweise jeden Schritt in Abwesenheit oder weitgehender Abwesenheit von Sauerstoff durchzuführen, im speziellen jene Schritte, welche bei erhöhter Temperatur ausgeführt werden. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit von Sauerstoff einen negativen Einfluß auf eine oder mehrere Eigenschaften des Verbundendproduktes haben kann. Ein augenfälliger Weg zur Erzielung einer sauerstofffreien Umgebung ist das Vermeiden des Einbringens von Luft mit den zu erweichenden Holzabschnitten. Dies kann in bequemer Weise dadurch erreicht werden, daß man das Ausgangsmaterial vor der Behandlung in Wasser eintaucht, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, im speziellen bis zu 100ºC. Dies bringt den zweifachen Effekt, daß die in dem Ausgangsmaterial eingeschlossene Luft ausgetrieben wird und daß sichergestellt wird, daß das Material über den erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt für den Erweichungsschritt verfügt, wie zuvor erörtert wurde.
- Zusätzlich zu den beträchtlich verbesserten mechanischen Eigenschaften und der Wasserfestigkeit haben die hochqualitativen Holzabschnitte, welche gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, das typische Holzaussehen des Ausgangsmaterials, d.h. das Vorhandensein einer Maserung. Das Vorhandensein dieser Maserung in den Verbundendprodukten bestätigt, daß die langgestreckte Cellulosestruktur des Ausgangsmatenals beibehalten wurde, und erlaubt, daß die erhaltenen Verbundkörper mit den gleichen Methoden bearbeitet werden können wie unbehandeltes Holz, z.B. durch Sägen und Hobeln.
- Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiterhin illustriert, welches jedoch nicht als Einschränkung der vorliegende Erfindung konstruiert werden soll.
- 6 Abschnitte von lufttrockenem gesägtem Pappelholz mit den folgenden Maßen: Länge 2m, Breite 20 cm und Stärke 5 cm, wurden über Nacht in einer wäßriger Lösung, enthaltend 0,6 g bzw. 6 g Natriumacetat je Liter Wasser, und mit einer Temperatur von 95ºC getränkt. Darauffolgend wurden die getränkten Holzabschnitte in einem verschlossenen Gefäß mittels Dampf von 200ºC erhitzt, der auf der Oberfläche der Abschnitte kondensierte, bis die Temperatur im Inneren der Abschnitte 185ºC betrug, während die Temperatur an der Außenseite 200ºC betrug, welche Temperaturen in 1,5 Stunden erreicht wurden. Danach wurde der Inhalt des Gefäßes auf 10ºC abgekühlt, bevor der Behälter geöffnet wurde, wonach die erweichten Abschnitte in eine Presse eingebracht wurden und 5 min gepresst wurden, während der Druck nach und nach von 1 auf 3 bar erhöht wurde, um das Entfernen der wäßrigen Phase zu stimulieren.
- Die entwässerten und erweichten Abschnitte wurden nebeneinander in einer Plattenpresse bei einer Temperatur von 195ºC angeordnet, wobei beide Platten mit einem Entwässerungssieb ausgestattet waren. Die äußeren Abschnitte wurden mit einem Stück unbehandeltem Leichtholz, welches eine etwas größere Stärke aufweist als die erweichten Abschnitte, unterstützt, um eine übermäßige Deformation während des anschließenden Pressens zu vermeiden. Schließlich wurden zwei Distanzstücke aus rostfreiem Stahl mit einer Stärke von 3 cm auf der unteren Platte angeordnet, welche Stärke der Enddicke der gewünschten Verbundkörper entsprach (Planken). Die Presse wurde geschlossen, wofür ein Druck von 5.10&sup5; Pa (5 bar) benötigt wurde, und die Muster wurden 1,5 Stunden bei 195ºC gehalten. Anschließend wurde das Material auf Umgebungstemperatur abkühlen gelassen, bevor es bewertet wurde. Die Bewertungsergebnisse wurden in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt.
- Der im Beispiel beschriebene Vorgang wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Natriumacetat weggelassen wurde.
- Die Bewertungsergebnisse wurden in Tabelle 1 aufgenommen. Tabelle 1
- Aus den in Tabelle 1 zusammengestellten Daten kann ersehen werden, daß die mechanischen Eigenschaften der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Verbundkörper weitaus besser sind als die Eigenschaften von Produkten, welche gemäß einem Verfahren außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Veredelung von Holz mit niedriger Qualität
zu Holz mit hoher Qualität, das folgendes umfaßt:
a) einen Erweichungsschritt, worin ein oder mehrere
Abschnitte von Holz niedriger Qualität auf eine Temperatur
im Bereich von 160 bis 240ºC in Gegenwart eines wäßrigen
Mediums und bei einem Druck erhitzt werden, der wenigstens
dem Gleichgewichtsdampfdruck dieses wäßrigen Mediums bei
der Betriebstemperatur entspricht, wodurch die
Hemicellulose wenigstens partiell hydrolysiert und das in dem Holz
vorliegende Lignin disproportioniert wird,
b) einen Entwässerungsschritt und
c) einen Härtungsschritt bei einer Temperatur im Bereich
von 100ºC bis 220ºC, dadurch gekennzeichnet, daß der
Erweichungsschritt in Gegenwart eines gepufferten wäßrigen
Mediums mit einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 8
ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der pH-Wert des
gepufferten wäßrigen Mediums im Bereich von 4 bis 6,5 liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das Puffermittel
ein Gemisch aus einer organischen Säure und einem Salz einer
organischen Säure ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Puffermittel ein
Gemisch aus Essigsäure und einem Ammonium- oder Alkalimetallsalz
hievon oder ein Gemisch aus Zitronensäure und einem
Ammonium- oder Alkalimetallsalz hievon ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die
Konzentration des Puffers im Bereich von 0,01 bis 2 Mol/l liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin ein oder
mehrere Abschnitte von lufttrockenem Holz niedriger Qualität
mit dem wäßrigen Medium, das zumindest die Salzkomponente des
Puffermittels enthält, imprägniert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, worin die
Säurekomponente des Puffermittels in situ während des
Erweichungsschrittes gebildet wird und die Salzkomponente zu dem wäßrigen
Medium vor diesem Erweichungsschritt zugesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das
Erweichen bei einer Temperatur im Bereich von 170 bis 220ºC
ausgeführt wird und das Härten bei einer Temperatur im Bereich von
140 bis 200ºC vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die
letzten Endes vorliegende Temperaturdifferenz zwischen dem
Inneren und der Außenseite der Abschnitte im Erweichungsschritt
nicht mehr als 20ºC und vorzugsweise nicht mehr als 10ºC
beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die
erweichten Abschnitte auf eine Temperatur unter 100ºC abgekühlt
werden, bevor sie aus dem Reaktor entnommen werden.
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