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Mikrowellen-Trockenschrank Entfernung des Wasseranteils in Holz

Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Der Mikrowellen-Trockenschrank SAM-255 von CEM eignet sich für die Trocknung von z.B. Holzmehl.

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Mikrowellen-Trockenschrank SAM-255
Mikrowellen-Trockenschrank SAM-255
(Bild: CEM)

Holz dient als Konstruktionsmaterial, Additiv bzw. Füllstoff in der Kunststoffindustrie und als Brennstoff. Die vielen freien OH-Gruppen der im Holz vorhandenen Zellulose sind verantwortlich für störende Wasseraufnahme. Eine Methode der Holzmodifizierung stellt die Veresterung der freien OH-Gruppen mit z.B. Essigsäureanhydrid dar. Um Erweiterungen bei der Holzanwendung durch chemische Modifizierung zu realisieren, ist die Entfernung des Wasseranteils essenziell. Wasser konkurriert bei der Reaktion der Zellulose-OH-Gruppen und stört daher die Umsetzung.

Der Mikrowellen-Trockenschrank SAM-255 von CEM eignet sich für die Trocknung von z.B. Holzmehl. Es wird im Gegensatz zur klassischen Trocknung nicht nur ein erheblicher Zeitvorteil erzielt, sondern auch das Holz selbst gegen Verkohlung geschont. Während die klassische Heiz-Methode unspezifisch agiert, wird mittels MW-Bestrahlung im Mikrowellen-Trockenschrank SAM-255 im ersten Schritt das über viele H-Brücken an die Zellulose gebundene Wasser in Librationen versetzt und gezielt verdampft. Das zurückbleibende trockene Holz ist weniger sensitiv gegenüber der MW-Bestrahlung, da das Wasser fehlt. Klassisch dagegen geht das Heizen weiter und führt zu chemischen Abbaureaktionen. Mittels Mikrowellen-unterstützter Synthese im Discover kann im weiteren Schritt im Labormaßstab die gewünschte Veresterung mit z.B. Säureanhydrid erfolgen. Forschungsziele sind daher allgemein Veresterungen von MW-getrocknetem Holz mit Essigsäure bzw. Fettsäure zur Stabilisierung gegen Bewitterung und zur Verbesserung der Dimensionsstabilität von Holzgegenständen sowie die chemische Anbindung von Wirkstoffen für die Landwirtschaft zur kontrollierten Freisetzung.

Um diesen Zielen rasch näher zu kommen, werden diese Laborversuche durch MW-Geräte erfahrungsgemäß erheblich beschleunigt. Die genannte und erprobte MW-Anwendung bei der Holz-Forschung lässt sich unmittelbar auf andere Pflanzenstoffe ausdehnen. Beispielsweise fallen im Mittelmeerraum Olivenkerne in großen Mengen an. Diese können gemahlen und ebenfalls vorteilhaft chemisch verestert werden und z.B. in der Kosmetikindustrie Anwendung finden als Ersatz für „Mikroplastik“, das nicht die Weltmeere verunreinigt.

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