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Projekttasks

Das Projekt GANUBU ist in drei Unterbereiche (Task I, Task II und Task III)  aufgeteilt. Das folgende Schema fasst die verschiedenen Taskinhalte zusammen und verdeutlicht die Beteiligung der verschiedenen Projektpartner.

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Task I: Entwicklung und Charakterisierung von neuen Klebstoffen und Schäumen auf der Basis von Buchenrindenextrakten

Für die Entwicklung von Klebstoffen bzw. Schäumen wird die Buchenrinde extrahiert, um die löslichen Substanzen aus der Rinde herauszulösen. Die extrahierten Substanzen werden mittels Gaschromatographie (GC) und Flüssigchromatographie (HPLC) voneinander getrennt und durch Massenspektrometrie (MS) bestimmt.

Die Buchenrindenextrakte werden als Ausgangssubstanzen für die Erzeugung von Klebstoffen eingesetzt. Bei der Quervernetzung, d. h. der Aushärtung, werden Parameter wie Temperatur, Zeit und Konzentration der Komponenten untersucht.

Ausgehend von den Erkenntnissen der Klebstoffuntersuchungen werden die Klebstoffe zu Hartschäumen weiter entwickelt. Als zusätzliche Komponenten werden Blähmittel eingesetzt, welches das Schäumen des Materials verursacht. Die richtige Balance zwischen Schäumung und Aushärtung ist dabei die Herausforderung. Neben der der chemischen Zusammensetzung der Rezeptur wird daher ein besonderes Augenmerk auf die Kinetik der parallel ablaufenden und voneinander abhängigen Reaktionsvorgänge gelegt.

Kinetik und Verlauf der Aushärtung sowie die Kombination von Schäumung und Aushärtung werden durch etablierte Methoden wie Differenzkalorimetrie (DSC) analysiert. FTIR-Untersuchungen liefern Erkenntnisse zu den chemischen Vorgängen. Anhand der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) kann die Entstehung der mechanischen Klebstoff- und Schaumeigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur verfolgt werden.

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Task II: Entwicklung von isolierenden Holzverbund- werkstoffen auf Basis von Buchenholz und Buchenrindenextrakten

Die Ergebnisse aus Task I werden für die Konzipierung eines Buchenholzverbundwerkstoffs mit isolierenden Eigenschaften genutzt. Ausgewählte Klebstoff-Rezepturen auf Basis von Buchenrindenextrakten werden zunächst in Hinsicht auf ihre Eignung für das Verkleben von Holz getestet.

Die Decklagen sowie eventuelle Zwischenlagen des flächigen, isolierenden Holzverbundwerkstoffs bestehen aus Buchenholz, -furnier oder -sperrholz. Die Schäumung der Rindensubstanzen erfolgt zwischen den einzelnen Lagen, so dass der Werkstoff einen isolierenden, porösen Schaumkern aufweist.

Eine weitere wichtige Zielgröße ist die Porosität der Schäume. Im Zusammenspiel mit den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Schaumfestsubstanz beeinflussen sie die globalen Schaumeigenschaften. Die Porosität der Schäume wird durch Porosimetrie quantitativ bestimmt. Mikroskopische Techniken wie Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden eingesetzt, um die Porengrößen und Porengrößenverteilung der Schäume zu visualisieren und zu quantifizieren.

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Task III: Energetische Nutzung der Extraktionsrückstände von Buchenrinde und der isolierenden Holzverbundwerkstoffe auf Basis von Buchenholz und Buchen- rindenextrakten

 

Verschiedene Substrate werden hinsichtlich ihrer energetischen Verwertbarkeit in Biomassekraftwerken untersucht. Ein wichtiges Substrat ist der in Task I erhaltene Extraktionsrückstand der Buchenrinde. Als weiteres Substrat wird der in Task II entwickelte isolierende Holzverbundwerkstoff untersucht, um die Eignung für die energetische Nutzung am Ende des Produktlebenszyklus bewerten zu können.

Die bei der Verbrennung von Biomasse frei werdende Energie wird durch die Bestimmung des Heizwertes der verschiedenen Substrate bestimmt. Eine wichtige Rolle spielt dabei der Wassergehalt der Substrate, welcher sich negativ auf den Heizwert auswirkt. Des Weiteren wird der Gehalt an anorganischen Inhaltsstoffen, welcher die Verbrennungseigenschaften, die Partikelbildung und die Schlackebildung beeinflusst, durch Veraschung bestimmt.

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Weitere Informationen zum Projekt GANUBU

 

Projektlaufzeit

  • März 2013 bis Februar 2015

 

  Projektpartner

 

Projektförderung

Dieses Vorhaben wird durch die Europäische Union - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung - sowie das Land Baden-Württemberg gefördert (Clusterinitiative Forst und Holz Baden-Württemberg).

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