Herstellung hochwertiger Faserplatten durch den Einfluss von Enzymen

Vertreter des Lehrstuhls für Holz- und Faserwerkstofftechnik der TU Dresden auf der TERRATEC

Im Laufe der Zeit hat der Mensch seinen Ressourcenreichtum erheblich reduziert. Können Mangelzustände durch die Weiterentwicklung von Rohstoffe vermieden werden? Und wie sollten neue Stoffverbindungen beschaffen sein? Es sollte sich um Stoffe handeln, die material- sowie energiesparend, aber auch umweltfreundlich sind und deren Substanzen keinesfalls mit gesundheitsschädigenden Wirkungen in Verbindung gebracht werden. In Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Institut für Angewandte Biotechnologie an der Universität Leipzig und anderen Partnern beschäftigt sich das Institut für Holz- und Papiertechnik der TU Dresden mit dieser Thematik.

Bei den Untersuchungen stand die Verbesserung der Qualität von Faserwerkstoffen im Vordergrund. Diese werden zum Beispiel als Faserplatten oder Dämmplatten in der Möbelindustrie oder im Baugewerbe eingesetzt. Zur Produktion von Holzfaserplatten sind Resthölzer nutzbar. Für die Herstellung dieser Werkstoffe werden Holzhackschnitzel zerfasert, geleimt, zu Vliesen gestreut und zu Platten oder Formkörpern verpresst. Die Entwicklung der Faserstoffe erfuhr in den 60er Jahren einen enormen Aufschwung. Heute stößt man jedoch an Grenzen, da die Beleimung der Fasern mit synthetischen Harzen (z. B. Harnstoffformaldehydharz) realisiert wird. Die Verwendung von Kunstharzen ist jedoch umstritten, weil diese ökologische und gesundheitliche Risiken beinhalten. Die Mitarbeiter des Instituts für Holz- und Papiertechnik der TU Dresden haben ein Verfahren entwickelt, bei dem auf dem Einsatz der üblichen Bindemittel verzichtet werden kann. Dabei soll die Produktqualität jedoch unbeeinträchtigt bleiben. Ein zukunftsweisender Weg ist die Substitution künstlicher Klebstoffe durch enzymatische Behandlung der Holzfaserstoffe. Dabei erfolgt eine Aktivierung stoffeigener Bindekräfte, so dass die gewünschte Werkstoffqualität ohne Klebstoffzusätze erreicht werden kann.

Bei der Umsetzung mussten folgende Schwerpunkte beachtet werden:

1. Entwicklung eigener Enzymsysteme, verbunden mit einer Analyse der Wirkungsweise von Oxidasen und Hydrolasen

2. Integration enzymatischer Faserbehandlungen in bestehende Werkstellungsverfahren

3. Entwicklung von bindemittelfreien, umweltfreundlichen Produkten.

In Laboruntersuchungen wurde festgestellt, dass eine Inkubation von Faserstoffen zu erheblichen Verbesserungen von Faserverbindungen und Werkstofffestigkeit führt. Dabei kommen Enzyme zum Einsatz, die zu der Gruppe der „Billig-Enzyme“ zählen und sich daher besonders gut eignen. Die Nutzung von Enzymen ist im Vergleich zu synthetischen Bindemitteln wesentlich unbedenklicher. Dabei bewirkt das biotechnologische Verfahren im Bereich der Holzwerkindustrie eine erhebliche Verringerung der Umweltbelastung. Für die Zukunft ist mit einer steigenden Akzeptanz für Verfahren und Produkte zu rechnen. Außerdem ergeben sich durch die erhöhte Attraktivität von Faserwerkstoffen neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Pflanzenfasern.