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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-24426
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2442/


Maier, Thomas

Konservierung von Rundholz unter Sauerstoffabschluss - Folienkonservierung

Preservation of timber in low oxygen atmosphere

Dokument1.pdf (5.525 KB) (md5sum: 54ad76f615bbe51c8d7ea1be2da7f0da)

Kurzfassung in Deutsch

Der Rohstoff "Holz" ist vielfältigen Zersetzungsprozessen ausgesetzt, wenn er zwischengelagert werden muss. Dies kann der Fall sein nach Kalamitäten, wie beispielsweise Stürmen, aber auch zur Überbrückung zwischen winterlichem Holzeinschlag und der Weiterverarbeitung im Werk. Bisher stand der Forst- und Holzwirtschaft mit der Beregnung nur ein praktikables Konservierungsverfahren zur Verfügung, das zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Das Ziel dieser Arbeit bestand deshalb darin, ein neues Konservierungsverfahren für frisches Rundholz zu entwickeln, welches auf dem Prinzip der Lagerung in einer Schutzgasatmosphäre beruht. In dem Vorhaben sollte gezeigt werden, ob frisches Rundholz in einer Schutzgasatmosphäre wirkungsvoll vor Schäden durch Insekten und Pilze geschützt werden kann.
Zu diesem Zweck wurde eine einfache, technische Lösung zur luftdichten Lagerung von Holz in praxisrelevanten Größenordnungen im Wald entwickelt. Es wurden vier Versuchsreihen mit 38 Polter und insgesamt 960 Fm Fichten- und Buchenholz angelegt. Ein Großteil der Polter wurde mit zwei Silofolien vollständig umgeben und jede dieser Folien separat zu einer luftdichten Hülle verschweißt. In einem Teil der verpackten Polter wurde der eingeschlossene Luftsauerstoff durch eingeleitetes Kohlendioxid verdrängt. Die restlichen Poltern blieben unbegast. Mit diesen Poltern sollte geklärt werden, ob eine Schutzgasatmosphäre auch auf natürlichem Weg zu erreichen ist. Schließlich blieb ein Teil des Holzes als Nullvariante vollständig ungeschützt.
Die Konservierung erstreckte sich über einen Zeitraum von bis zu 14 Monaten beim Buchenholz und bis zu vier Jahren beim Fichtenholz. Sukzessive wurden Polter der verschiedenen Konservierungsvarianten abgebaut und die Holzqualität untersucht. Zur Beurteilung der Holzqualität herangezogen wurde das äußere Erscheinungsbild der Polter, der Befall des Holzes durch Insekten und Pilze, der Rindenzustand und die Holzfeuchte. Die von Pilzen und Oxidationsprozessen verursachten Farbveränderungen wurden an Stammscheiben und an Brettern aufgenommen. Die Art und der Umfang des Pilzbefalls wurde außerdem anhand von Abimpfungen bestimmt. Die natürliche Produktion von Kohlendioxid durch Fichtenholz wurde unter kontrollierten Bedingungen im Labor an erhitzten und frischen, unbehandelten Stammscheiben ermittelt. An frischem sowie ungeschützt gelagertem und konserviertem Fichtenholz wurde die Vitalität der Holzzellen anhand des TTC-Anfärbetests überprüft und die Gehalte des Splintholzes an Zuckern, organischen Säuren und Ethanol ermittelt.
Die verschweißte, doppelte Folienhülle ergab einen dauerhaften, sicheren und reproduzierbaren luftdichten Verschluss der Polter. Es konnte gezeigt werden, dass auf eine künstliche Verdrängung des Sauerstoffs verzichtet werden kann und der Einsatz des Kohlendioxids zu keinen besseren Ergebnissen führt. Die in den Poltern ablaufenden Atmungs- und Gärungsprozesse führen auf natürlichem Weg zu einer dauerhaften sauerstofffreien und kohlendioxidreichen Schutzgasatmosphäre. Die Intensität dieser Prozesse hängt im Wesentlichen von der Außentemperatur und der konservierten Holzart ab. Die Gefahr einer Beschädigung der Folienhülle erwies sich als relativ gering. Falls notwendig, ließen sich Reparaturen zumeist einfach durchführen und in der Folge stellte sich wiederum die sauerstofffreie Atmosphäre ein.
Es konnte gezeigt werden, dass sich unter Sauerstoffabschluss Buchenholz bis zu 14 Monaten und Fichtenholz bis zu vier Jahren ohne Qualitätseinbussen konservieren lässt. An dem konservierten Holz war es weder zu Schäden durch Insekten noch durch Pilze gekommen. Holzzerstörende Pilze ließen sich in dem konservierten Holz nicht nachweisen. Die einzige am Fichtenholz aufgetretene Beeinträchtigung bestand in einer Braunfärbung des äußeren Splintholzes durch oxidierte Gerbstoffe, wie sie auch bei der Nasskonservierung auftritt. Da sich die Braunfärbung auf den äußersten Splint beschränkte, führte sie zu keiner Einschränkung hinsichtlich der Verwendbarkeit des Holzes. Am Buchenholz kam es nach der Auslagerung zu einer Dunkeltönung der äußeren Jahrringe und der Stammenden. Diese auf die Oxidation phenolischer Inhaltsstoffe zurückzuführende Farbänderung des Holzes war nach dem Dämpfen des Buchenholzes nicht mehr zu erkennen.
Im Fichtenholz ließen sich nach zwei Jahren Konservierung, im Gegensatz zum ungeschützt gelagerten Holz, noch stoffwechselaktive Zellen nachweisen. Einfach- und Zweifachzucker waren sowohl im ungeschützt gelagerten wie auch im konservierten Holz nur noch in sehr geringem Umfang festzustellen. Im Vergleich zum Frischholz wies das konservierte Holz stark erhöhte Konzentrationen an Ethanol sowie an Essig- und Propionsäure auf. Dies deutet auf intensive Gärungsvorgänge hin, die im Holz stattfanden.


Kurzfassung in Englisch

The raw material "wood" is exposed to various decomposition processes, if it has to be stored temporarily. This can be the case after catastrophes, for example storms, as well as for the bridging between winter-felling and subsequent processing in the factory. So far there only exists one practicable preservation method for the forestry and timber industry which leads to satisfying results: sprinkler irrigation of the wood. Therefore, the object of this dissertation was to develop a new preservation procedure for fresh round timber which is based on the principle of storage in an inert gas atmosphere. In the project it was to be demonstrated whether fresh round timber in an inert gas atmosphere can be protected effectively against damage by insects and fungi.
For this purpose a simple technical solution was developed for hermetic storage of wood in practice-relevant sizes in the forest. Four test series with 38 piles with about 960 m³ of spruce and beech round wood were built up. The majority of these piles were completely surrounded with two silo foils and each of these foils were welded separately for airtight covering. In a part of the packed piles the enclosed atmospheric oxygen was displaced introducing carbon dioxide. The remaining piles were not fumigated. With these piles it should be clarified whether an inert gas atmosphere can be attained also naturally. Finally a part of the wood remained as zero-variant completely unprotected.
The preservation of the beech wood extended over a period of up to 14 months and up to four years for the spruce wood. Gradually piles of the different preservation variants were removed and the wood quality was examined. To evaluate the wood quality the outside appearance of the piles was consulted, also the infestation of the wood by insects and fungi as well as the bark condition and the wood moisture. The colour changes caused by fungi and oxidation processes were recorded at both, disks and boards. In addition the kind and the range of the fungal attack was determined by sampling. The natural production of carbon dioxide was investigated with heated disks of spruce wood as well with fresh and untreated disks, this under controlled conditions in the laboratory. The vitality of the wood cells was examined on the basis of the TTC-test in fresh as well as in unprotected stored and also in conserved spruce wood. Furthermore the content of sugars, organic acids and ethanol in the sapwood was examined.
The welded, double foil covering resulted in a durable, safe and reproducible airtight closing of the piles. It could be shown that the procedure works without artificial displacement of the oxygen and that the application of the carbon dioxide doesn’t lead to better results. The breathing and fermentation process taking place in the piles naturally lead to a durable oxygen-free and carbon dioxide-rich inert gas atmosphere. The intensity of these processes essentially depend on the outside temperature and the kind of the conserved wood. The danger of damage of the foil covering proved as relatively small. If necessary, repairs were realised mostly simply; subsequently the oxygen-free atmosphere adjusted itself again.
It could be shown that under oxygen exclusion beech wood can be conserved up to 14 months and spruce wood up to four years without quality losses. The conserved wood was neither damaged by insects nor by fungi. Wood-destructive fungi could not be proven in the conserved wood. The only impairment that had occurred at the spruce wood was the brown colouring of the outside sapwood by tanning agent oxidized, as it arises also during the wet preservation. Since the brown colouring was limited to the outermost sapwood, it didn’t lead to restrictions regarding the usability of the wood. After the removal from storage the beech wood got a dark tinge of the outside tree rings and also at the ends of the logs. This colour change of the wood which can be attributed to the oxidation of phenolic ingredients was not visible any more after steaming the wood.
In contrast to the unprotected stored wood metabolic active cells still could be proven in the spruce wood after two years preservation. In unprotected wood as well as in the conserved wood simple and two-fold sugars could only be determined to a very small extent. In comparison to the fresh wood the conserved wood showed strongly increased concentrations of ethanol as well as acetic acid and propionic acid. This points to intensive fermentation processes which took place in the wood.


SWD-Schlagwörter: Holzschutz , Holzqualität , Fichte , Rotbuche , CA-Lagerung
Freie Schlagwörter (deutsch): Holzlagerung , Folienkonservierung , Nasskonservierung , Kohlendioxid , Sauerstoff
Freie Schlagwörter (englisch): wood preservation , irrigation , carbon dioxide , airtight , spruce
Institut: Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Fink, Siegfried (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.05.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 20.04.2006
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