CZ251899A3

CZ251899A3 - Způsob výroby vláknitých desek

Info

Publication number: CZ251899A3
Application number: CZ992518A
Authority: CZ
Inventors: Liisa Viikari; Pia Qvintus-Leino; Marja-Leena Niku-Paavola; Simo Tuominen; Lars Gädda
Original assignee: Neste Chemicals Oy
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-12-15
Also published as: WO1998031875A1; AU723714B2; BR9806907A; HUP0203966A2; FI970156A0; SK94499A3; CN1250500A; KR20000070157A; CA2277363A1; SK282313B6; NZ336664A; FI101690B1; US6245269B1; FI101690B; EP1007789A1; AU5664198A; PL334521A1; ID24335A

Description

Předmětný vynález se týká výroby vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva, obsahujících jemně rozdělené lignocelulózové třísky a vlákna, smíchané a slepené dohromady lepivým pojivém. Předmětný vynález se zabývá zejména novým způsobem výroby vláknitých desek.

Dosavadní stav techniky

Rapidní nárůst produkce třískových a vláknitých desek a desek z lístkových třísek, zejména středně hustých vláknitých desek (dále zkrácené jako MDF desky) během posledních desetiletí vytvořil poptávku po lepidlech, která nejsou drahá, jsou dostupná ve velkých množstvích a jsou nezávislá na surovém oleji. Tyto požadavky dobře splňuje lignin, který také neobsahuje žádný formaldehyd, který byl tradičně považován u běžných močovinoformaldehydových lepidel (UF) za vážný problém. Nativní lignin, jako hlavní dřevná složka, není ani hydroskopický ani rozpustný ve vodě. Vzhledem k tomu, že má strukturu jako polyfenol, mělo by být ligninové lepidlo podobné fenolformaldehydovým pryskyřicím (PF). Toto je pravda v případě nativního ligninu ve dřevě, zatímco u technických ligninů (lignosulfonát nebo sulfátový lignin) bylo vzhledem k jejich nízké reaktivitě (sulfátový lignin) nebo vysoké hydroskopicitě, zjištěno velké omezení. Během technického rozvlákňování se však v důsledku degradace a chemických změn stává lignin rozpustným ve vodě.

V této oblasti je dobře známé použití sulfítového výluhu (SSL) jako lepidla pro papír, dřevo a další lignocelulózové materiály. Během posledních tří desetiletí byla podána řada patentovaných přihlášek na použití ligninových produktů jako lepidel pro třískovou desku, překližku a vláknitou desku místo běžných PF a UF lepidel. Odkaz je dán na DE patenty 3 037 992, 3 621 218, 3 933 279, 4 020 969, 4 204 793 a 4 306 439 a PCT Applications, vydané pod čísly WO 93/25622, WO 94/01488, WO 95/23232 a WO 96/03546.

Hlavní nedostatek použití SSL jako lepidel pro výrobu vláknité desky je jeho hydroskopicita.

Bylo ukázáno, že jako katalyzátory polymerizace nebo vytvrzování ligninu mohou být použity lakázové enzymy a další peroxidázy (DE Patent No. 3 037 992, WO 96/03546). Použití enzymů pro uskutečnění radikálových reakcí však až dosud nebylo vždy úspěšné. Vlákna a štěpky dřeva, použité pro produkci vláknité desky, obsahují 5 až 20 % vody a používané lakázy potřebují vodu k tomu, aby účinně katalyzovaly polymerizační reakci, potřebnou pro rozsáhlé lepení vláknité desky. Sulfátový lignin, z velké části podobný nativnímu ligninu, je však nerozpustný ve vodě a tak jsou během produkce tvořeny dvě pevné fáze. Nerovnoměrná distribuce pevných látek způsobuje tvorbu skvrn a poruchu v silových vlastnostech desky, formované v lisovací fázi.

Další problém, týkající se použití izolovaného ligninu, je vysoká cena sulfátového ligninu, která je blízko hranice pro ekonomickou výrobu třískových desek.

Z výše uvedených důvodů, dosud výroba desek na bázi ligninu nevedla k jakýmkoliv velkým praktickým aplikacím.

Bylo navrženo, aby byla aktivace ligninu vláken dřeva provedena místo lepidel na bázi ligninu s lakázou a aby byla tato vlákna použita bez jakýchkoliv přídavných pojiv pro výrobu dřevěných vláknitých desek (EP Patent Application No 0 565 109). Největší problém této technologie je dlouhá inkubační doba (až 7 dní a více).

Jako aditiva do třískových desek mohou být také použity složky, odvozené od jednoletých rostlinných materiálů, jako jsou feruloylarabinoxylany. Podle Feldmana a spol. (WO 96/03546) proto mohou být vlákna dřeva a štěpky slepeny dohromady použitím oxidovaných fenolických polysacharidů. Tyto xylany se vyskytují pouze v jednoletých rostlinách, nikoliv v materiálech z měkkého nebo tvrdého dřeva. Tyto materiály nejsou průmyslově dostupné.

Podstata vynálezu

Předmětný vynález je zaměřen na eliminaci problémů, vztahujících se ke stavu techniky. Předmětem předmětného vynálezu je poskytnout nový způsob výroby vláknitých desek.

• · • · • · ·· ·· ·· ·· · · ·· · · ·· • · · · · · · · · · ··· ···· · ···· ·· ·· ·· ··

Tyto a další předměty, spolu s jejich výhodami oproti známým lepidlům na bázi ligninu, které by měly být zřetelné z následujících specifikací, jsou dosaženy předmětným vynálezem tak, jak je zde a dále popsán a nárokován.

V dané oblasti je známo, že v průběhu přípravy MDF vláken je během rafmace tvořena ve vodě rozpustná frakce, která obsahuje složky dřeva. Tato frakce je od vláken před jejich vysušením separována. Frakce obsahuje vlákna v množství asi 1 až 2 % (hm.) původní suché látky. V běžných procesech se tato frakce přidává k BOD a COD dávkování efluentů a tak zvyšuje potřebu biologické purifikace.

Předmětný vynález je založen na myšlence recirkulace zmíněné frakce do procesu, ve kterém je tvořena alespoň část lepivého pojivá, používaného pro vazbu vláken. Ve snaze zvýšit lepivé vlastnosti frakce, jsou její složky polymerizovány s oxidačními enzymy.

Výsledky nového způsobu lepení jsou srovnatelné s těmi, které byly získány s komerčně dostupnými lepidly (syntetické pryskyřice).

Podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že lepidlo, obvykle externě produkované, jako je fenolformaldehyd nebo močovinoformaldehyd, může být nahrazeno přírodními, od dřeva odvozenými frakcemi, separovanými z rafmace dřevného surového materiálu. Způsob výroby vláknitých desek obsahuje následující kroky

- rafmace lignocelulózového surového materiálu, který má obsah vlhkosti alespoň 10 % (hm.), s cílem poskytnout rozvlákněnou vlákninu, obsahující lignocelulózová vlákna a vodný efluent, obsahující rozpuštěný dřevný materiál,

- separace rafinovaných lignocelulózových vláken z vodného efluentu,

- koncentrace vodného efluentu, aby byla zvýšena koncentrace rozpuštěného dřevného materiálu,

- působení enzymů v přítomnosti kyslíku na rozpuštěný dřevný materiál, s cílem oxidovat rozpuštěný dřevný materiál,

- smíchání oxidovaného dřevného materiálu s vlákny,

- formování směsi vláken do desky a

- vytvrzení desek a vytvoření vláknité desky.

• · • · • · · · · · · · · · · · • · · · ··· · ·· · • · ··· ·· ·· ··· ··· ······· · · ···· ·· ·· ·· ·· ··

Dalším přínosem této metody je zmenšení objemů odpadních vod, vyžadujících externí čištění. Dále mohou být také získány MDF desky s výbornými silovými vlastnostmi.

Předmětný vynález bude nyní podrobněji vysvětlen pomocí detailního popisu a přiloženého obrázku a dále s odvoláním na řadu pracovních příkladů.

Přiložený obrázek popisuje formou technologického schématu zjednodušenou konfiguraci upřednostňovaného způsobu provedení podle předmětného vynálezu.

V kontextu předmětného vynálezu označují termíny „lepidlo“, „lepivé pojivo“ a „pryskyřice“ chemický prostředek, který v mokrých fázích výroby např. třískových a vláknitých desek, poskytuje adhezi mezi třískami, vlákny nebo lístkovými třískami. Po tepelné kompresi během výroby desky pracuje prostředek, obsahující polymerizovanou pryskyřici, jako pojivo, které udržuje třísky, vlákna nebo lístkové třísky slepené dohromady.

Termín „produkty na bázi dřeva“ znamenají jakkékoliv produkty na bázi lignocelulózy, jako jsou třískové desky, vláknité desky (včetně vysoce a středně hustých vláknitých desek, tzn. těžké desky a MDF desky), desky z lístkových třísek, překližka a podobné produkty, tvořené třískami, vlákny nebo lístkovými třískami rostlinného původu, zejména odvozených od dřeva, prstencovitých nebo víceletých rostlin, které jsou smíchány a slepeny dohromady lepivým pojivém.

Pro polymerizaci ligninu a sacharidů rozpustných frakcí dřeva mohou být použity oxidační enzymy, které katalyzují oxidaci fenolických skupin. Jsou to oxidoreduktázy, jako jsou peroxidázy a oxidázy. „Peroxidázy“ jsou enzymy, které katalyzují oxidační reakce s peroxidem vodíku jako substrátem, zatímco „oxidázy“ jsou enzymy, které katalyzují oxidační reakce s molekulovým, kyslíkem jako jejich substrátem. Fenoloxidázy (EC 1.10.3.2. benzendiokCL-oxidoreduktáza) katalyzují oxidaci o- a p-substituovaných fenolických hydroxyl a amino/amin skupin v monomerních nebo polymerních aromatických sloučeninách. Oxidační reakce vede ke tvorbě fenoxy radikálů a k polymerizaci ligninu, eventuálně sacharidu. V metodě předmětného vynálezu mohou být použity jakékoliv enzymy, jako jsou lakáza, tyrosináza, peroxidáza nebo oxidáza, katalyzující biologickou radikálovou tvorbu a sekundární chemickou polymerizaci nízkomolekulárních ligninů.

Jako specifické příklady oxidáz mohou být uvedeny následující enzymy: lakázy (EC 1.10.3.2), katecholoxidázy (EC 1.10.3.1), tyrosinázy (EC 1.14.18.1) a bilirubinoxidázy (EC 1.3.3.5). Konkrétně upřednostňované oxidázy jsou lakázy. Mohou být získány z bakterií a plísní, patřících k např. následujícím kmenům: Aspergillus, Neurospora, Podospora, Botrytis, Lentinus, Polyporus, Rhizoctonia, Coprinus, Coriolus, Phlebia, Pleurotus, Fusarium a Trametes.

Vhodné peroxidázy mohou být získány z rostlin, plísní nebo bakterií. Upřednostňované peroxidázy jsou ty, které pocházejí z rostlin, konkrétně křenová peroxidáza a peroxidáza ze sojových bobů.

Termíny „surfaktant“ nebo „ povrchově aktivní činidlo“ jsou synonymně používány pro označení sloučenin, které mají afinitu k vodě a hydrofobním (např. mastným) materiálům, takže pomáhají hydrofobní materiály rozpustit ve vodě.

Středně husté vláknité desky (zkráceně MDF) jsou používané pro konstrukci a pro výrobu nábytku. Jsou vyráběny jako panely, které mají tloušťku v rozmezí 2,5 až 40 mm nebo více. Ve srovnání s třískovými deskami, mají MDF panely vyšší pevnost a více homogenní strukturu než třískové desky.

S odvoláním na přiložený obrázek obsahuje upřednostňovaný způsob provedení podle předmětného vynálezu na produkci MDF desek následující kroky, z nichž většina jsou obecné s běžně používanými postupy:

Surový materiál, kmeny dřeva nebo podobné surové materiály na bázi dřeva, jsou nejdříve odkorněny a naštěpkovány, aby byla produkována v podstatě stejná štěpková surovina, která může být tříděna a promyta, s cílem odstranit nečistoty a kontaminanty. Podle předmětného vynálezu, mohou být pro výrobu MDF použity různé druhy dřeva, ačkoliv měkké dřevo je nejběžnější surový materiál. Zhruba polovina rostlin zpracovává jako surový materiál měkké dřevo, 20 % tvrdé dřevo a 20 % používá směs tvrdého a měkkého dřeva. Méně než 10 % rostlin zpracovává jiné materiály jako jsou stébla bagásy nebo bavlny.

• flflflfl • · · ·

Štěpky z promývacího zařízení jsou dále dodávány do rafinéru, který je podobný těm, používaným při TMP procesech. Rafinační podmínky jsou však trochu odlišné od těch, které se používají pro výrobu vláken pro výrobu papíru, s mnohem vyšší intenzitou tepelné úpravy, po které následuje rafmace na nižší energetické úrovni. Štěpky jsou většinou předem odpařeny při atmosférickém tlaku 6 až 20, výhodněji 8 až 10 minut a potom předehřátý po dobu 1 až 10 minut, při tlaku vyšším než 5 bar, výhodněji 6 až 15, zejména asi 8 bar. Ve srovnání s desetinásobnou spotřebou energie při rafmaci štěpků pro papírová vlákna je spotřeba energie při rafinaci asi 200 až 250 kWh/t.

V rafinéru může být s vlákny smícháno malé množství vosku (obvykle méně než 1 % (hm.)).

Vlákna jsou běžně smíchána s lepidlem ve vysokorychlostní foukací lince, kam pára dopravuje vlákna z rafinéru a míchá je s lepidlem, které je čerpáno do linky. Vlákna jsou poté vysušena a transportována do skladovacích nádob. Sušička je obvykle dlouhá trubice, která ústí do cyklónu, který separuje vlákna od transportních plynů. Po skladování je na počátku lisovací linky vrstven (lisován) kontinuální vláknitý koberec, který má šířku lisovací linky. Aby byla položena vlákna jako jednotný koberec o hmotnosti, která bude dávat požadovanou hustotu panelu, jsou vlákna po slisování distribuována proudem vzduchu nebo mechanickým přemístěním přes šířku formovače. Po vytvoření vláknitého koberce je hustota nízká a tloušťka koberce je 20 do 25 násobná než je konečná tloušťka panelu. Prekompresor stlačuje koberec na 8 až 10 násobek žádoucí tloušťky.

Závěrečné lisování probíhá použitím tepla tak, že je lepivé pojivo vytvrzeno a vytvoří se vazby, které dají panelu jeho celistvost. Obecně je používána série lisů, které proto, aby byla umožněna aplikace síly potřebné pro stlačení koberce, mají vertikálně uspořádané plechy. Po slisování jsou panely ochlazeny a seřazeny. Pro dosažení hladkého konečného povrchu je použito pískování.

Způsob podle předmětného vynálezu se od běžné výroby vláknité desky liší v tom smyslu, že alespoň část lepivého pojivá vláken je nahrazena frakcí dřevného nebo lignocelulózového surového materiálu, získaného z rafmace, která je rozpustná ve vodě. Během výše popsané rafmace, je malé množství dřevného surového materiálu, např. v důsledku vysoké teploty, rozpuštěno. Výtěžek vláken po rafinačním procesu se liší v závislosti na druzích dřeva a na • · • · • · • · použitých podmínkách, ale běžné jsou výtěžky okolo 96 až 98 %. To znamená, že v těchto případech jsou ve vodním proudu rozpuštěna 2 až 4 % dřeva. Tato voda je složena hlavně z přírodní vody ve dřevě, což dělá alespoň 10 %, obvykle 30 až 70 %, obvykle okolo 50 % původní vlhkosti dřeva. V předcházejícím příkladu to znamená, že může vznikat odpadní proud s obsahem sušiny 1 až 2 %.

Zmíněná frakce sušiny je složena ze základních složek dřeva: celulózy, hemicelulózy a ligninu, jejichž množství závisí na druzích dřeva a na použitých rafinačních podmínkách. Procesní voda štěpků měkkého dřeva obsahuje asi 40 až 70 % sacharidů, 10 až 30 % redukujících sloučenin, 10 až 25 % ligninu a 1 až 10 % extrahovatelných látek. V kontrastu s tím, obsahuje procesní voda z rozvlákňování tvrdého dřeva 20 až 60 % sacharidů, 20 až 40 % redukujících sloučenin, 10 až 25 % ligninu a 10 až 40 % extrahovatelných látek. Procento je získáno pouze z příkladů a bylo spočítáno ze sušiny pevné látky.

Tato frakce je během zpracování separována od vláken; tzn. aby byla slepena vhodným lepidlem jsou vlákna shromažďována a rozpuštěná frakce je separována od vláken. V běžných postupech vede tvorba rozpustné frakce k nežádoucímu zatěžování životního prostředí. Tato frakce tvoří hlavní proud odpadní vody, který je externě čištěn .

V souvislosti s předmětným vynálezem bylo zjištěno, že všechny různé složky rozpustné frakce mohou být oxidovány v přítomnosti oxidačních enzymů. Jak je doloženo výsledky Tabulky 3, spotřebovávají jak MDF procesní voda tak i některé další frakce značné množství kyslíku, což je výsledek enzymové oxidace lakázou. Předpokládá se, že jsou tvořeny různé oxidované sloučeniny obsahující např. fenoxy radikály, které budou poskytovat adhezi k lignocelulózovým třískám a vláknům a které se budou účastnit polymerizačních reakcí.

MDF panel je vyráběn zpracováním vlákna dřeva a jeho smícháním s asi 20, výhodněji 1 až 10 % (hm.) (spočítáno na základě hmotnosti vláken) vhodného lepidla nebo lepivého pojivá. Bez přídavku lepivého pojivá není možné slisovaný panel vyrobit.

Podle předmětného vynálezu, je separovaná rozpustná frakce formulována do lepivého pojivá tak, že je smíchána s oxidázou, aby proběhla oxidace a polymerizace přítomných sacharidů, ligninu a extrahovatelných látek. Jak je ukázáno na přiloženém obrázku, jsou pro tyto účely • · · · 4 · · * 1 · • λ · rozpustné frakce separovány od vláken a vodná fáze je koncentrována filtrací, ultrafiltrací nebo odpařováním nebo dalšími vhodnými separačními technikami. Obsah sušiny rozpustné frakce je obvykle menší než 10 % (hm.), často menší než 5 % (hm.). Proto má být frakce před použitím koncentrována na mnohem větší koncentraci. Obsah sušiny prostředku lepidla, vzniklého působením enzymů, je většinou asi 20 až 80 % (hm.). Rozpustná frakce, použitá pro přípravu lepivého pojivá, obsahuje výhodněji asi 10 až 70 % sacharidů a asi 1 až 30 % ligninu, spočítáno na základě sušiny ve vodě rozpustné frakce.

Používané enzymy mohou být jakkékoliv enzymy, o kterých je známo, že katalyzují oxidaci nebo polymerizaci aromatických sloučenin nebo ligninů, jako jsou lakáza, tyrosináza nebo další oxidázy. Množství použitého enzymu se liší v závislosti na aktivitě enzymu a na obsahu sušiny prostředku. Obecně jsou oxidázy používané v množstvích 0,001 až 10 mg proteinu/gram sušiny, výhodněji asi 0,1 až 5 mg proteinu/g sušiny. Aktivita oxidázy je asi 1 až 100 000 nkat/g, výhodněji větší než 100 nkat/g.

V souvislosti s předmětným vynálezem bylo zjištěno, že rozhodující roli v enzymové polymerizaci sacharidů, extrahovatelných látek a ligninu jakéhokoliv původu hraje kyslík. Toto je důležité zejména pro výrobu lepidel pro výrobu vláknitých desek, třískových desek a desek z lístkových třísek a jiných produktů na bázi dřeva. Proto kromě sacharidu nebo ligninového materiálu je také třeba kyslík v dostatečných množstvích. Oxidační reakce vede ke vzniku oxidovaných radikálů (např. fenoxy radikálů) a k polymerizaci materiálu.

Vzhledem ke zřejmému omezení v dostupnosti kyslíku bylo ve známých, výše diskutovaných metodách, dosaženo pouze částečného zesítění. Limitace reakce kyslíkem se projevuje v dlouhých reakčních časech, a ve získaných špatných silových vlastnostech, a tím se zhoršuje výsledek enzymové polymerizace.

Kyslík může být dodáván různými způsoby, jako jsou účinné míchání, pěnění nebo přivedení vzduchu, obohaceného kyslíkem nebo pomocí kyslíku, dodaného do roztoku enzymovými nebo chemickými způsoby. Ačkoli může být použit jakýkoliv plyn, obsahující kyslík, je upřednostňováno použití vzduchu, vzduchu, obohaceného kyslíkem, kyslíkového plynu nebo jejich tlakových systémů.

• · • · · · · · • · ·

Proto je podle provedení vynálezu směs, obsahující rozpustnou frakci, intenzivně míchána v - přítomnosti kyslíku, např. aerací směsi. Doba míchání je obvykle asi od 1 min do 24 hod, výhodněji asi 5 min až 10 hod.

Podle příležitostného provedení, je kyslík dodán výrobou napěněného lepivého pojivá, a to vmícháním rozpustné frakce ligninu do vody za vzniku směsi a probubláváním suspenze plynem tak, aby byly tvořeny bubliny o středním průměru 0,001 až 1 mm, zejména asi 0,01 až 0,1 mm. Napěněním může být objem disperze zvýšen 1,1 až 10 krát oproti původnímu objemu.

Pěna je vyráběna použitím povrchově aktivního činidla, které může být aniontové, kationtové nebo neionogenní. Surfaktant může být vybrán ze skupiny, obsahující alkylsulfonát nebo alkylbenzensulfonát, Tween® a další komerční polysorbátové sloučeniny, mýdla s mastnými kyselinami, lignosulfonáty, sarkosináty, aminy mastných kyselin nebo aminy nebo poly(oxyethylenalkohol)y, dřevo a rostlinné extrahovatelné látky. Pro produkci a zvýšení stability pěny mohou být použity pěnové stabilizátory a pevné surfaktanty, jako jsou CMC, gelatin, pektin, dřevné extrahovatelné látky a podobné sloučeniny. Je potřeba malé množství povrchově aktivních sloučenin tzn. asi 0,01 až 10 %, zejména asi 0,05 až 5 %.

Pěna může být produkována napěněním ve statickém pěnovači nebo v turbulentní napěňovací cele použitím známých technologií pro míšení.

Pojivo, získané z rozpustné frakce, může být smícháno s vlákny ve foukací lince, tzn. v podstatě před vysušením vláken. To je v přiloženém obrázku popisováno jako alternativa 1. Pojivo může být nastříknuto na suché štěpky, skladované ve skladovacích nádobách (alternativa 2). V obou případech je také možné oxidovat pojivo současně se smícháváním vláken nebo štěpků se složkami pojivového prostředku. Prostředek je přidán k vláknům v množstvích 0,1 až 30 %, výhodněji asi 1 až 10 % celkové sušiny.

Jak je uvedeno výše, může rozpustná frakce nahradit část nebo celé běžné pojivo, používané pro přípravu vláknitých desek. Podle konkrétně upřednostňovaného provedení, je lignin přimíchán k pojivovému prostředku před enzymovou oxidací. Množství ligninu se může lišit od 1 do 99 % sušiny prostředku, výhodněji prostředek obsahuje 5 až 95 % ligninu a 95 až 5 % rozpustné frakce (která sama o sobě obsahuje nějaký lignin). Část ligninu může být přidána ve formě vláken, • · · · · · · · · · · · ··· · * ·· ···· • 2 4 · · · · · ♦ ··{ ··♦ ·«····· * · ···· ·· ·· ·· ·· ·· obsahujících lignin. Samozřejmě je také možné rozpustnou frakcí nahradit část běžných UF nebo PF pryskyřic.

Následující, nelimitující pracovní příklady, detailněji ilustrují metodu a její výhody.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Separace rozpustné frakce

Rozpustná frakce byla po rafinačním procesu izolována od vláken měkkého a tvrdého dřeva a podle potřeb koncentrována odpařováním do různých koncentrací sušiny.

Příklad 2

Prostředek rozpustné MDF frakce

Prostředek rozpuštěné frakce z tvrdého dřeva byla anylyzována na obsah ligninu, extrahovatelných látek a sacharidů. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 1.

Tabulka 1. Prostředek MDF procesní vody z tvrdého dřeva

Prostředek	% Suš.
Lignin
nerozpustný v kyselinách	21,4
rozpustný v kyselinách	1,9
Extrahovatelné látky	22
Identifikované cukry
Rhamnóza	0,8
Arabinóza	1,8
Galaktóza	2,7
Glukóza	20,6
Xylóza	8,7
Manóza	2,2
Kyseliny, odvozené od cukrů	2,7
Celkem	39,5

— 11

V jiném případě byla rozpuštěná frakce izolována z měkkého dřeva. Prostředek je uveden v - Tabulce 2.

Tabulka 2. Prostředek rozpuštěných složek z měkkého dřeva

Prostředek	% Suš.
Lignin	18
Extrahovatelné látky	22
Sacharidy	57
Redukující sloučeniny	24
Identifikované cukry
Arabinóza	1,3
Gaíaktóza	1,7
Glukóza	7,2
Xylóza	0,7
Manóza	10,8
Kyseliny, odvozené od cukrů	0,5

Příklad 3

Reaktivita rozpustné frakce k enzymové polymerizaci

Reaktivita rozpuštěné frakce k enzymové polymerizaci byla analyzována specifickou spotřebou kyslíku materiálem. Reaktivita byla porovnána s odpovídajícími hodnotami sulfátového ligninu a lignosulfonátu. Jak může být patrné z Tabulky 3, je reaktivita poměrně vysoká.

Tabulka 3. Reaktivita rozpuštěné frakce, sulfátového ligninu a lignosulfonátu.

Rozpuštěná frakce/substrát	spotřeba kyslíku mg/g substrátu
MDF voda, rozpustná část	0,9
sulfátový lignin	2,5
lignosulfonát	4,3

• 12 ·· ·· ·· ·· ·· ·· • · · · * · · · · · · · ·· · · ··· · · · · • · c · · · · · · ··· ··· ······· · · ···· ·· ·· ·· ·· ··

Příklad 4

Lepení MDF vláken s rozpustnou frakcí v reakci, katalyzované enzymem

Rozpustné frakce, získné způsobem, popsaným v Příkladech 1 a 2, byly použity jako pojivá při lepení třískové desky a MDF testovacího panelu. 4,0 g ligninové frakce byly intenzivně smíchávány a vzdušněny 30 min s 4,0 g koncentrátu lakázy (aktivita 4000 nkat/g) v 2,0 g 2 M sodném acetátovém pufru (pH 4,5). V případě panelu třískové desky, bylo 1,4 g směsi buď nastříknuto nebo mechanicky smícháno s 4,4 g štěpků třískové desky a v případě MDF panelů bylo 5,5 g směsi nastříknuto nebo mechanicky smícháno s 20 g suchých vláken. Vlákna nebo štěpky byly vystaveny působení vosku (Mobilex 54, 60 % emulze ve vodě) v množství 0,7 % sušiny vláken. Referenční testy byly provedeny bez lakázy (místo enzymu byla použita voda) a s komerčními močovinoformaldehydovými pryskyřicemi. Rozpustná frakce byla koncentrována s průmyslovými ligniny.

Pro silové testy byly lisováním 2 min při tlaku 30 kp/cm² a teplotě 190 °C připraveny panely třískové desky o velikosti 50 mm x 50 mm x 2 mm (hmotnost asi 5 g) a MDF panely o velikosti 90 mm x 90 mm x 2 mm (hmotnost asi 22 g) byly připraveny stlačováním 2 min při tlaku 50 kp/cm² a teplotě 190 °C. Po slisování byly panely rozřezány na čtyři kusy (50 mm x 12 mm x 2 mm). Ty byly testovány na paralelní pevnost v tahu Zwickovým testovacím zařízením na pevnost v tahu.

Tabulka 4. Výsledky testů lepení v malém měřítku pro MDF vlákna

Lepivé pojivo	Pevnost v tahu MPa
Voda	15 + 2
Rozpustná frakce	24 + 2
Rozpustná frakce + lakáza	30 + 2
Rozpustná frakce (10 %) +Indulin	45 + 2
AT (90 %) + lakáza
Referenční UF pryskyřice	38,9 + 2

φφ ·· • · · φ φ ΦΦΦ· φφφφ φφφ ·· φφ φφφ ··· φ······ · · • ·ΦΦ φφ φφ φφ ·· ··

Příklad 5

Lepení třískových desek s rozpustnou frakcí a rozpustnou frakcí kromě ligninu

Štěpky třískové desky byly slepeny podle postupu, uvedeného v Příkladu 5. Hodnoty pevnosti lepených testovacích panelů jsou ukázány v Tabulce 5.

Tabulka 5. Výsledky testů lepení v malém měřítku pro štěpky třískové desky

Biolepidlo	Pevnost v tahu
	MPa
Rozpustná frakce	3,8 ±0,6
Rozpustná frakce + lakáza	6,2± 0,4
Rozpustná frakce (10%)+Indulin	13,8 ±0,4
AT (90 %) + lakáza
Indulin AT + lakáza	12,7 ±0,7
Voda	3,0 ±0,5
Referenční UF pryskyřice	12,5 ±0,7

PZ2518-39

Claims

PATENTOVĚ Ν ÁROKY )0 0 0 · · · · 0 0 0 · · · · • · · · · ·· • · · · · · ·

0 0 0 0 0 0

0000 00 ·· ··

0 0 0

0 0 · )0 0 0 0

1. Způsob výroby vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva, vyznačující se tím, že obsahuje kroky

- rafinace lignocelulózového surového materiálu, který má obsah vlhkosti alespoň 10 % (hm.), s cílem získat rozvlákněnou vlákninu, obsahující lígnocelulózová vlákna a vodný efluent, obsahující rozpuštěný dřevný materiál,

- separace rafinovaných lignocelulózových vláken od vodného efluentu,

- koncentrace vodného efluentu pro zvýšení koncentrace rozpuštěného dřevného materiálu,

- působení enzymů na rozpuštěný dřevný materiál v přítomnosti kyslíku proto, aby byl rozpuštěný dřevný materiál oxidován,

- smíchání oxidovaného dřevného materiálu s vlákny,

- formování směsi vláken do desky a

- vytvrzování desek a vznik vláknité desky.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodný efluent obsahuje 10 až 70 % sacharidů a 1 až 30 % ligninu, spočítáno na základě sušiny ve vodě rozpustné frakce.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že rozpuštěný dřevný materiál je před smícháním s vlákny smíchán s 5 až 95 % (hm.) ligninu.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že rozpuštěný dřevný materiál je smíchán s ligninem, izolovaným z chemického rozvlákňování lignocelulózových surových materiálů.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozpuštěný dřevný materiál je oxidován a polymerizován oxidázou.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že sušina efluentu je koncentrována na koncentraci 20 až 60 %.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozpuštěný dřevný materiál je oxidován v přítomnosti vzduchu, kyslíkem obohaceného vzduchu, kyslíkového plynu nebo jejich směsí.

• ·· · ·· • · · · · · · • ·· · · · · ·· ·· ··· ··· • · · · · · ·« ·· ·· ··
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že plyn, obsahující kyslík je dodáván napěněním suspenze.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oxidovaný dřevný materiál je přidán před vysušením vláken.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oxidovaný dřevný materiál je přidán po vysušení vláken.
11. Způsob podle jakéhokoliv nároku z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že oxidovaný dřevný materiál je spolu s jakýmkoliv dalším lepivým pojivém přidán k vláknům v množství 1 až 10 % celkové sušiny vláken.