Untersuchungen über die Tränkbarkeit von Fichtenholz

31. Jg. Heft ,3 1 15 M~irz 1973

*S ~7 *S o O o

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0 o C o

Z o o 0

I I , I I I 1.0 1.2 1,4 1.6 % 1,8

Schulzmiflel~eholl

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Llnlel scl~iede slatislisch gesicherl

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1,0 1.2 I,~, 1,6 % 18 Schulz mittelgehQll

Bild 10. Mittehvert a~ mid Standardabweictmngen s des Sclmtz- mittelgehaltes in 4 Baufurnierplatten. Grenzwerte (ol)eu) und aufgeschltisselt je Platte m Rand- (u.) und Mittelproben (i) {unten)

der P la t t en lag, w~hrend sich die Mehrzahl der h6heren Ergebnisse im inneren Bereich der P l a t t en befand. Die Ergebnisse aus den Randzonen der P la t t en wurden mit denen de( l nnenzone s ta t is t i sch verglichen. Bei 3 yon 4 P la t t en war dabei nach dem , , t -Test" ein gesicher ter l ;n te rsch ied festzustellen, wie er im un te ren Tell yon

]3ild 10 dargestel l t is(. AIs Ursache daftir k o m m t nur die Ar t des Le imauf t r agver fah rens in Be t rach t .

Aus diesem Ergebnis Iassen sich ftir Baufurn ie rp la t t en folgende Sehlfisse ziehen:

1. Die Zahl de( durchgef i ihr ten Analysen je Baufurnier- p la t te war zu grol3.

2. Die Zahl de( un te r such ten P la t t en war hingegen zu klein um die Ergebnisse als homogene ( ; rundgesamthe i t behandeIn zu k6nnen.

3. Nach s ta t i s t i schen Methoden. ltiBt sich aus diesen Ergebnissen die no twendige S t ichprohenzah l und die Analysenzahl je S t ichprobe zum Zweck einer h inre ichend genauen 0berwaclnung nieht berechnen.

Die Ergelmisse fiir (lie BaMurn ie rp la t t e ~-[ 'ntersuc rang sind n icht a.ls allgemeingfilt ig anzusehen und bediirfen der Erg/ inzung und Erwei te rung.

Da eine {)berwachung auch zum jetz igen Ze i tpunk t in jedeln Ealle erforderlich is(, sollle man zunfichst wie folgt vorgehen: I)ie P r o b e n a h m e fiir die analyt i sche {]ber- pr i i fung des Schu tzmi t t e lgeha l t e s yon l~aufurnierplat ten erfolgt his auf weiteres innerha lb eines 241)mm brei ten P l a t t en randes ltings de( Arbei ts r iehtui lg an wenigs tens 6 Proben je Plat te . \Yird ill diesem Bereich ein ausre ichend lnoher Schu tzmi t t e lgeha l t festgestel l t , so kann geschlossen werden, (lab das l qa t t en inne re demgegent iber n icht be- nachtei l igt is(. Anf diese \Veise trfigt man bei Bauhl rn ier - p la t t en der zur Zeit oft 'ensichtlich noch vo rhandenen IIn- zuF~inglichkeiten hinsichtl ich de( Schu tzmi t t e lve r t e ihmg I{echnung. Ob genauere l ' n t e r s u c h u n g e n eine Herab- se tzung der I)robenzahl erm6glichen, erscheint zweifelha.ft. ,X, nderungen sind beispielsweise zu erwarten, wenn mall vom \Valzen- auf das GieBbeleimungsprinzip t ibergeht.

IdOLZ als l{oh- und \Verkstoff 31 (1973) S. 115--120 �9 by Springer-Verlag 1973

Untersuchungen tiber die Triinkbarkeit von Fichtenholz

Investigations on the Treatability of Spruce

Von J o s e f B a u c h , Pe ter Adolf und W a l t e r L ie se*

I n s t i t u t ffir Holzbiologie und Holzschutz der BundesR)rschungsans ta l t fiir Fors t - l ind Holzwir tschaf t ,

Hamburg-Lohbr i igge , und Ordinar ia t ftir Holzbiologie der Universit~it H a m b u r g

Z u s a m m e n f a s s u n g

Untersucht wurde die Verbesserung de( \g'egsamkeit yon lufttrockenem Fichtensplintholz (lurch vine enzymatische Vor bchandlung mit PectJnase- und mit Cellulasel6sung unter Labor- bedingungen. Ffir das l{ohenzym Pcctinase ergaben sich an kleinen Proben als optimale Versuchsbedingungen eine 7,5% ige Konzentratien, 40 ~ pH -- 3,5 und 5 Tage Einwirkdauer, ffir die Cellulase eine 2%ige Konzentration, 40 ~ pH = 4,5 und 5 Tage Einwirkdauer. Gr6Bere, lufttrockcne l?roben konnten nach 28tfigiger Vorbehandlung mit Cellulase im gesamten Splintholz durchtr~inkt werden. [)as Fixierungsverm6gen der enzvmatisch vorbehandelten Proben ftir Elektrolyte unterschied sich nicht yon demjenigen saftfrischen Holzes. lm Vergleich zu einer Teichlagerung bewirkte die wesentlich ktirzere Enzym- behandlung eine erheblieh gleichmitBigere, verbesserte Wegsam- keit.

S u m m a r y

The permeability of air-dry sapwood of spruce was investi- gated after an enzymatic pretreatment with pectinase and with cellulase under laboratory conditions. The optimum conditions for small samples were for pectinase a 7,5~}g c.ncentration, 40 ~ pH = 3,5 and 5 days exposm'e and for celhtlase 2~Yo concen- tration, 40 'C, pH -- 4,5 and 5 days Exposure. The sapwood of larger air-dry samples was corn pletely penetrated after 28 days exposure with cellulase, The enzyme-treated samples showed the same adsorption of electrolytes as green samples. Contrary to ponding the enzyme pretreatment led to an improved and more regular permeability of the sapwood.

* Vortrag, gehalten au /de r 12. lnternationalen Holzschutz- tagung de( DGfH, 25. 11. 1972, Berlin.

I)ie Untersuchungen wurden dutch die l)eutsche GesellschafL ftir Holzforschung mit Mitteln der Arbeitsgemeinschaft In- dustricllcr 1;orschungsvereinigungen (AIF) gef6rdert.

) ttOLZ als Ro11- 1 1 6 J. I atuch, P. Adolf und \\:. t i cse und Werkstoff

E in le i tung

Die impr / i gn i e rung yon l u f t t r ockene ln F ich te i lho lz is( t ro tz langj / i l~ iger und vielfS,ltiger A n s t r e n g u n g e n ein noch n ich t zul!r iedenstel lend gel6stes Prob lem. So ve r such te m a n (lie E ind r ing t i e fe des Schu tzmi t t e l s du rch versch iedene mechan i sch - t echno log i sche und chemische M a B n a h m e n zu vcrbessern. In neuerer Zeit wird fiir M a s t e n dan lncis ing- Ver fah ren m i t gu tem Erfolg angewende t . Angereg t d u r c h die l ! n t e r s u c h u n g e n von Suolah t i u. \VaI16n I1958] sowie l:Alwood u. E c l d u n d !i1959J i iber die Wasse r l age rung yon Nadelholz wird z u n e h m e n d auch (lie M6gl ichkei t e iner bio- b~gischen \ r o r b e h a n d l u n g beach te t . So wird z. T. (:lie NaB- lagerung von F ich te und Si tkaf ich te als eine p r a k t i k a b l e Methode zur biologischen Verbesse rung de( Trf inkf t ihigkei t angesehen I~Schulz 1 9 6 8 D u n l e a v y 1971; l[rnligil 1971].

Seit 1/ingerem a r b e i t e n die Verfasser fiber die Trt ink- ba rke i t der F ich te und befassen sich mi t den a n a t o m i s c h e n I ; r sachen der geringe~l W e g s a m k e i t sowie den M6glich- ke i ten e iner Verbesnerung; NaBlagerungnversuclac werden seit 1965 durchgef t ihr t . Von I ( a r n o p ~1967, 19721, bl] sowie Liese und I ( a r n o p i1968i w u r d e n die Bak te r i en f lo ra und ihr Einflu fl auf die G e w e b e s t r u k t u r a n Holz un t e r s uch t , das his zu 2 2 M o l m t e i l im Te ichwasser gelager t ha t t e . Im Spl in tholz w u r d e n pek t ino ty t i s ch und cel lu lolyt isch wir- kende B a k t e r i m l nachgewiesen, du rch (lie die Tiipfel- m e m b r a n e n und teilweise auch die M a r k s t r a h l p a r e n c h y m - zellen a b g e b a u t w e r d e n die \Vegsamkei t s t ieg h i e rdu rch e rheb l ich an. Bauch , IAese u. P, e r n d t [1970] prf i f ten die \Vi rkung yon i ( o h e n z y m e n auf die Ze l lwands t ruk - /u ren tuld verg l ichen die Be funde mi t deser t e iner \Vasser- lagerung, l ] be r (lie e r s ten Ergelmisse wurde 1971) auf (let" Fors t - und H o l z t a g u n g der B F A Re inbek b e r i c h t e t LBauch 1971 i. Ffir F ich te und Kiefer e rgab sich du rch (lie \Vasscr- l agerung eine verbesner te \Vegnamkei t yon saf t f r i schem und yon l u f t t r o c k e n e m Holz, wfihrend ( lurch die Pec t inase- 16sung nu t fiir saf t f r isches Holz eine e n t s p r e c h e n d e Ver- besserung e r rc ich t wurde. Al lgemcin zeigte sich zugleich, dul3 die V o r b e h a n d h m g yon Nadelholz m i t ILnzyml6sungel t hesse( s t eue rbu r ist als die Wasse r l age rung und in kfirzerer Zeit zu den e rwi in sch t en E rgebn i s sen f i ihrt . Ft i r die \Vasser- l age rung nte l l ten Adolf, G e r s t e t t e r li. Liese [1972] rest, dM3 (lie E r h 6 h u n g der \Vegnalnkei t i n n e r h a l b eines S t ammen sehr ungleich n~tl3ig erfolgen k a n n und zudenl die t echno logischen Eigennchaf ten , wie Rohd ich te , Biege- und Druck- festigkeit , Que lhmg und S c h w i n d u n g im fiuBerert Spl int - bereich bceinf luBt werden. Her ~1971 i und Wi l le i tne r [.1971~ weisen auf die Nuchte i le eiller par t ie l len (_~beraufnahme yon A n n t r i c h m i t t e l n bei Schn i t t ho l z aus Wasse r l age rung his .

Nach diesen E rg ebn i s s en ersehien es n o t w e n d i g mad atussichtsreich, die G r u n d l a g e n einer e n z y m a t i s c h e n Vor- b e h a n d h m g yon lu f t t rockenem Nadelholz , i n sbesondere Fichte , e ingehende r zu prtifen. Ziel diener .Mbei ten int us, d u t c h ausgewt ih l te E n z y m e se lek t iv die T i i p f e l m e m b r a n e n und M a r l ( s t r a h l p a r e n c h y m z e l l e n zu vef i indern , ohne g ldch - zeitig die v e r h o l z t e n Zelhv~inde zu beeinflussen. Die bis- her igen U n t e r s u c h u n g e n b a b e s den C h a r a k t e r e iner Grund- l agenforschung , Die Ergebn i s se e rm6gl ichen zwar gewisne SchluBfolgerungen, s ind j edoch n i c h t p r a k t i s c h a n w e n d b a r .

Das Versuchszie l wurde in fo lgenden Te i l sch r i t t en an- gegangert :

1. L u f t t r o c k e n e s F i c h t e n s p l i n t h o l z wurde u n t e r kon- t ro l l ie r ten L a b o r b e d i n g u n g e n in E n z y m l S s u n g e n gelagert , u m zunXchst eine O p t i m i e r u n g der E in f luBfak to ren fiir die Verbesse rung der W e g s a m k e i t des Holzes zu erreichen. Hierfi ir w u r d e n insbesondere die P a r a m e t e r K o n z e n t r a t i o n , T e m p e r a t u r , pH-XVert und E i n w i r k u n g s d a u e r der E n z y m - I6sung geprt i f t .

2. En wurde die \V i rk samke i t einer Cellulase mi t der- j en igen einer Pec t inase vergl ichem

3, Die h i e rdu rch b e w i r k t e n Ver / inde rungen biologischcr, chemischcr und phys ika l i sch- techno log i scher E igenscha f t en den Holzes wurden ana lvs ie r t .

4. Die Ergebninne dieser enzymati .nchen V o r b e h a n d l u n g w u r d e n e n t s p r e c h e n d e n B e f u n d e n fiir die \,Vannerlagerung gegeniibergentel l t .

Opf imierung der Versuchsbed ingungen

Fiir diene Vernuche wurden aun dem /iuBeren Spl in t saf t f r incher S t a m m s c h e i b e n in F a s e r r i c h t u n g 25 m m lange und 15 mm dicke Dtibel g e b o h r t und derma axiale \Vegnam- keit mi t einer berei ts fr t iher v e r w e n d e t e n A p p a r a t u r ge- pri i f t LI3auch 1964]; (lie Ih'~)ben w u r d e n d a n n bei 21)"C und 65o/o re la t ive r I ,u f t feuch te k l ima t i s i e r t und d a n a c h zur t ' n t e r s u c h u n g der ve r sch iedenen P a r a m e t e r in kleinen \Vannen mi t den jeweil igen Enzynfi/Snungenl gelagert , trill (lie Ver/: inderung der \Vegnamkei t zu bes t immen , erfo gte such der F .n tnahme eine zweite F i l t r a t i on mi t (lent. \Vasser.

Abhd~,g, igkeil de( Wegsamkeit yon de( Konzenh,alion de( 1"2 nzyn~lOs u n~,

l)ie ki iuf l ichen R o h e n z y m e Pec t inase und Cellulane wurden bei 30 ~ I)zw. 45 "C in K o n z e n t r a t i o n n s t u f e n von 1 bin 2()~ v e r w e n d e t (Bilcl 1). U n t e r den gegebenen Ver- suchnbed ingungen e r re ieh t die Pec t inase n a c h 7 Tagen ernt in 7,5% iger Konze l l t r a t i (m eine op t ima le Wirkung . Ftir die Cellulane Iningegen liegt dan O p t i m u m t)ei einer 2 % i g e n t ( o n z e n t r a t i o n . Die \ .Vegsamkeit diener vor l )ehande l ten , l u f t t r o e k e n e n P r o b e n / iber t r i f l t h ier sogar die urspr i ing- l i the Permeabi l i t f i t de( saf t f r i schen Probes . Auffal lend int die l{iickl~iufigkeit der \Vegnamkei t bei h6he ren I(ollzen- t r a t iouen . Aun den Ergebn i s sen k a n n n ich t auf die spezi- finch.e W i r k s a m k e i t tier Re inenzvme genchlossen we(den, da (lie vc rwende t en I r Pec t inase und Cellulase einen un te r sch ied l i chen Antei l an Begleitnt(fffe~l en tha l t en .

Abhdn~,i~kei! de( Wegsamkeit yon der Yen,@eralur

lCiir die Pr( i fung de( T e m p e r a t u r s t u f e n zwischen 5 mad 65 "C wurde nach d e s obigen ]3efunden eine 7,5(~)ige Pee t inase- bzw. eine 2 o{~ ire Cellulasel6sung gewghl t (Bild 2). l )er enzymat inche Abt}au durch die Pec t inane bzw. Cellulane ist s t a rk t empera tu ra l )h t tng ig , wobei das O p t i m u m jeweiln bei 40 ~C liegt. Bei e iner T e m p e r a t u r yon fiber 50 ':'C ver- lieren beide E n z y m e rasch ihre \Virknamkei t .

A b,~dn~igkeil der We~:sa~n~eit v'om pH- We(!

F.nzymat i sche R e a k t i o n e n we(den i~l der Regel s t a rk yon der H ~ - K o n z e n t r a t i o n der L6sung bes t imln t . Die fiir (tie ve rwende te Pec t inase und Cellulane ge fundenen Rela t io- s e n s ind in Bild 3 dargeste l l t . Ffir beide E n z y m e liegt das \~q rkungsspek t rum im nauren Bere ich zwischca e twa p H = 3 und p H : 7. Das auffallen(1 bre i te Wirkungs- npek t rum dfirfte auf Ve run re in igungen in diesen Hande l s - p r / i pa ra t en beruhen . Die \Vegsamkei t der lu f t t rockenen , beha.ndel ten P r o b e s e r re ich t hier Werte , die et \va dan 2 bis 5 fache der l?ermeabi l i t f i t im saf t f r i schen Z u s t a n d be t ragen .

Abhiin~i,~keit de( We~samkeil yon dee Da~er tier Enz3,m- einwirkztn~,

l ) en Einfluf3 de( R e a k t i o n s d a u e r zeigt B i ld4 . Die P robense r i en w u r d e n bis zu 14 Tage bei op t ima le r Tem- pera tu r , K o n z e n t r a t i o n und pH- \~ ' e r t en in den E n z y m -

Prtiparate der F i rms R61mL Darmstadt ; Ccllulase ,,C". Pectinol klarl6slich extra konzentricrt.

3I. Jg. H,.ft 3 .M~irz 1973 Tr{inkbarkeit yon [:ichtenholz 117

Bild 1. Abh{tngigkcit der axialen Wcgsamk(,it von (let" l{onzen- trati()n der Enzyml6sung; Pectinol: 30 <'(7, 7 Tage, pi t 4 his (~:

Celhllase: 45 <C. 7 Tagc> pH 4 bis 6

Bild 2. Abh~ngigkeit dcr axialen \u yon der Tcm- pcratur der EnzynalOsung; Pectinol: 7,5~ 7Tage, pH4,5;

Ccllulase: 2,0?. o, 7 Tage, pit 4,5

Bild 3 . . \bh/mgigkei t dcr axialcn Wcgsamlceit yore p ll-Wcrt der o , Enzyml6sung; I)ectinol: 3()'~(_" 1,0/o, 7 Tagc; Ccllulase: 45 :C,

1,{V}~). 7 "l'agc

16sungen gelagert. Die ursprLmgliche, saf t fr ische Wegsaln- keit der P roben wird im Celhllase-Versuch nach 2 Tagen, im Pec t inase-Versuch nach 4 "Fagen erreicht, l nne rha lb der zweiw6chigen Versuchszei t t r i t t nach jeweils 5 Tagen Ein- wirkzeit ein Max imum auf.

Die Versuche zur ( )p t imierung der Einf lugfaktoren haben ftir die Meindimensionier ten Spl in tholzproben somi t folgendes ergeben: das R o h e n z y m Pect inase wirkt op t imal bei 7 ,5% Konzen t ra t ion , 40 ~C, pH 3,5 m~d 5 Tagen Einwirkdauer , das l{ohenzym Cellulasc bei 2% Konzen- t ra t ion, 40 ~ pH -- 4,5 und gleichfalls 5 Tagen Einwirk- dauer. Diese Bedingungen lagen im wesentliclaen bereits den in Bild 4 dargeste l l ten Versuchen zugrunde.

V o r b e h a n d l u n g und D r u c k i m p r ~ i g n i e r u n g y o n gr6f ieren Proben

I)ie Er fah rungen aus den Fi l t ra t io l l sversuchen mit kleineren Proben wurden du tch l_ 'ntersuchungen an g-r6fleren Proben un te r p rax i snahen Bedingungen erweiter t . Aus dem Kronenbere ich yon 30- bis 50jfihrigen Iqchten, Si tkaf ichten und Kiefern wurden 10cnl lange Rollen geschni t t en mid en t r inde t ; sie ha t t en einen 1)urchmesser yon 5 bis 10 cm, cn th ie l ten 15 his 30 Jahr r inge und wurden nach der Kl imat is ierung an den S t i rnenden durch einen F inapon /Mecosan /Uhu-Ans t r i ch versiegelt. Sodann wurden Serien un te r den in Bild 5 angef i ihr ten Bedingungen 1, 7

Bild 4. A1oh~ingigkcit der axialen \u yon dcr Einwirk- dauer der Enzyml6sung; Pcctinol: 7,5~ 40"C, pH 4,5; ('cllu-

lase: 2,()o'o, 40 '(7, pll ~ 4,5

Bild 5. L6sungsaul:nahme im Splintholz lufttrockencr Fichten-, Sitkalichten- und Kiefernproben nach Vorbehandhmg mit einer l(}{)igen CelIulasel6sung. Exposition der Proben: I, 7 bzw. 28 Tagu bei 5, 2(1, 30 und 45 ~ und pH 4 bis 6 der Enzyml6sungen

HOLZ als Roh- 118 J. Bauch, I'. Adolf lind \V. Liese und V/erkstoff

Bild 6. H/iutigkeitsverteilung der Eindringtiefe in lufttrockenem Fichtensplintholz nach Vorbchandhmg mit ether 1~ oigen

CellulaselOsung

K o n t r o l l e Cellulase u n b e h a n d e l t 1 T a g 28 Tage

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Cellulase , ,C" I,I/c'{~ An i l i nb l au 0 ,5% waBr ig t - - ~ p H . W e r t 4 . . . 6 \'alr 40 T o r t ; O,S h 2e r a Te tn l )~ra tur 45 C D r u c k 4 s i f t ; 0,5 h

Bild 7. Eindringtiefc in lufttrockenell Proben yon Fichte, Sitka- fichte und Kicfer nach 1- bzw. 281/igiger Vorbehanlihmg mit ether l~ Celhllasel6sung im Vergleich zu tmbehandelten

Proben

und 28 Tage bet 5, 30 und 45 :C in der E n z y m l 0 s u n g ge- lagert . Nach einer e r n e u t e n Kl ima t i s i e rung folgte eine Druck impr i ign ie rung im I 'rtinklcessel mi t 30 rain V a k u u m VOI1 40 Torr und 60 nlin f l ruck yon 4 atii. 1)iese fiir p rax i so r i en t i e r t e [ rn t e r such tmgen unti l) l ichen T r ~ n k d a t e n WUl-den gew/ihlt , um eine bcssere 1)ifferenzierung der \Veg- s amke i t zwischen den unterschiedl ich v o r b e h a n d e l t e n P r o b e n zu erreichen. Die Tr t inkung erfolgte zuln le iehteren IV.,lr der E indr ing t i e fe m i t einer 0 , 5 % i g e n w'al3rigen Ani l inblaul6sung. In Bild 5 sind die Ergebnisse fiir Cellu- Iase darges te l l t , l ) ie Ord ina t e weist die Auf lmhlne an [ . 0 s t i n g il~ kg/nl a Holz, die Abszisse die B e d i n g u n g e n ftir die enzy lna t i s che Vor l )ehand lung auf. Erg / inzend ist eine Versuchsser ie f/Jr 2t)~C a u f g e n o m m e n mi t eineln I ) ruck \~m 4 ati i fiir nu r 30 lnin.

Bet diesen gr6geren l u f t t r o c k e n e n P r o b e n mi t ab- ged ieh te ten Hirnf l / ichen zeigt sich, dab auch die radia le W e g s a m k e i t \,on F ich te und Si tkaf ich te wusent l ich ver- besser t wurde. E in Vergleich mi t dell K o n t r o l l p r o b e n von

Kiefer ergibt , dab die 1 ~'o ige Cel lulasel6sung bet 45 "C und ein.em p H - 4 bis 6 nach 7 Tagen bet F i ch t e u n d Si tka- f ichte e twa die gleiche A u f n a h m e yon S c h u t z m i t t e l n bewirk t .

E n t s p r e c h e n d der ve rbes se r t en L 6 s u n g s m i t t e l a u f n a h m e s te ig t auch die Eindr ing t ie fe , wie sich aus Bild 6 ab le i ten lgl3t. Die E indr ing t i e fe nach eintt igiger V o r b e h a n d l u n g liegt, ghnl ich wie bet den Kon t ro l lp roben , lediglich zwischen 1 his max. 10 ram, wt thrend sie nach 28t t ig iger E inwi rkungs - daue r zwischen 10 und 24 him betr~igt. Dies bedeu te t , dab bet n u t 1 h Druck yon 4 atfi der gesamte Sp l in t der Prc~ben d u r c h t r / i n k t wurde.

Diese betrgichtl ich verbesser te A u f n a h m e und E indr ing- t iefe v e r a n s c h a u l i c h t Bild 7, bet dem die getrS~nkten P r o b e n yon IGefel, F ich te u n d Si tkaf ich te rad ia l a u f g e t r e n n t w u rd en ; die K o n t ro l l p ro b en s t ehen links, wS.hrend aus den r ech t en P r o b e n die Untersch iede zwischen einer 1- und 281ggigen E n z y n m m w i r k u n g s i c h t b a r werden. Die Ein- dr ingt ie fe bet r / ig t ffir die 28 -Tage -Probe e twa 23 ram. Diese \Verte wiirden bedeutetL d ab m a n s u c h bet Mas ten das Sp l in tho lz aus re ichend t ier nach einer solchen V o r b e h a n d - lung t r / inken kann , wobei j edoch eine 28t/igige Lage rung yon R o h n m s t e n in E n z y m l 6 s u n g e n aus t echn i schen und wi r t scha f t l i chen Gr i inden auge r B e t r a c h t b le iben muB.

Strukturelle Ver~inderungen des Fichtenholzgewebes nach einer Enzymbehandlung

In fi-iiheren Arbe i t en wurde bere i t s gezeigt, d.aL~ die Pec t inase insbesondere die Tort der Hoft( ipfel a b b a u t , w/ ihrend die Cellulase die Cellalosefibri l len der Margo angre i f t !Nicholas u. T h o m a s 1968; Bauch, Liese, Scholz 196811. Dieser se lekt ive A b b a u ist j edoch n ich t mOglich bet Ho lza r t en , deren Ti ipfe ln~elnbranen bere i t s im Spl in tholz phenol i sche V e r b i n d u n g e n e n t h a l t e n , wie es z. B, ftir Douglasie und T a n n e yon Bauch, IJese, Be rnd t 11970! und 13auch, Bernd t [.1973] nachgewiesen wurde. Ob und inwiewei t bei einer solchen E n z y n l e i n w i r k u n g auch die ver- holz ten Tracheidel~ vergtndert werden, k o n n t e bisher n ich t e rmi t t e l t werden.

Auf3er der \ \ e g s a m k e i t wurde a u c h das F ix i e rve rm6gen des Zellgewebes nach 'Wasser lagerung und E n z y m b e h a n d - h mg u n t e r s u ch t , da sich h i e rdu rch i nd i r ek t Ver / inderungen tier Z e l l w a n d s t r u k t u r e n nachweJsen lassen. Zu diesem Zweck wurde eine r ad i o ak t i v e 0,1 mopa4CsCl-I-/Ssung durch B o h r p r o b e n fil tr iert , wie sie auch ftir die e ingangs be- s ch r i ebenen Versuche v e r w e n d e t wurden. Nach Er re i chen der Sfi.ttigung der Ze l lwandadso rp t ion folgte eine F i l t r a t i on mi t A q u a dest. zur Auswaschung des Holzgewebes. Nach- denl das F i l t r a t keine Akt iv i t / i t m e h r aufwies, wurde die Ak t iv i t / i t der P r o b e n genlessen u n d d a r a u s die adso rp t iv g e b u n d e n e Menge an Cs e r rechne t . Bild 8 zeigt die jeweils a u f g e n o m m e n e n mg Cs je g Trockengewich t Holz, ge- t r e n n t n.ach Fr t ihholz und Sp/itholz. Das F ix ie rve rm6gen des saf t f r i schen F ich tenho lzes betr / ig t h i e rnach e twa 3 kg Cs pro t da r r t rockenes Holz. U n t e r Ber i i cks ich t igung der R o h d i c h t e und des Sp/ i tholzante i les entsprich. t dies einer A u f n a h m e wm rd. 1,5 kg/nl a Holz. l )as F i x i e rv e rm6 g en der wasserge lager ten P r o b e n h a t sich d a h e r e n t s p r e c h e n d Bild 8 deu t l i ch erhSht , wobei t iber rascht , d ab die W e r t e ftir die v i e rmona t ige Lage rung h6her sind als diejenigmt fiir 1 Jah r . Hingegen ergibt die B e h a n d l u n g mi t Cellulase- bzw. mi t Pec t inase eine Adsorp t ion , die der jen igen yon sa f t f r i schen P roben en t sp r i ch t . Aus den Ergebn i s sen der E n z y m v e r s u c h e ist somi t eine nachte i l ige V e r g n d e r u n g der Ze l l s t ruk tu r n i ch t e rkennbar . Die hydro ly t i sche Wir- kung e ther lgngeren Te ich lagerung bewi rk t h ingegen ein e rh6h te s F ix iervermOgen der Zellwand.

31..]g. Heft a Trgnkbarkeit wm Fichtenholz 119 M f i r z 197:}

Bild 8. Einllul3 ether enzymatischen \ :orbehandlung bzw. "reich- lagerung auf die Adsorption yon Fichtcnsplintholz; Filtration der Proben mit einer radioaktiven 0, I tool laICsC1-LiSsung bis zur

S/ittigung

Vergleich der Wegsamkeit von lufttrockenem Fichtenholz nach Enzymbehandlung mit derjenigen nach NaBlagerung

Die \ u itmerhall~ eines S t a m m e s wird durch eille \Vasser lager tmg un te r sch ied l i ch erhOht, so (lag s tel len- weise bet e iner Tr~tnkung ( ! b e r a u f n a h m e n erl!olgen. I)em- gegent iber sind (lie Ergebn i s se fiir die Enzynd : ) ehandh lng gleichmfi fliger.

Das Bild 9 zeigt die \Vegsamke i t fiir Aqua dest. in l :aserr ichtu~lg i n n e r h a l b e iner S t ammsche ibe . Die \Verte der saf t f r i schen Pr~-)ben s ind ges t r iche l t da rges te l l t ; die ausgezogene Linie g ib t die W e g s a m k e i t der Pr(~ben naeh einer 81/attigigen e n z y m a t i s c h e n V o r b e h a n d l u n g wieder. Sowohl Cellulase als auch Pec t inase bewirken eine erhebl ich gr613ere n n d vor a l lem gleichm~il3ig iiber den S t a m m q u e r - s c h n i t t ver te i l t e \Vegsamkei t . Demgegen t ibe r ergibt ein e n t s p r e c h e n d e r La l )o rversuch m i t Te ichwasser (81/._, Tage) nu r eine geringe und zndem unregelmS.Bigere Verbesse rnng l)iese Un te r sch i ede in der \Vegsamkei t s ind bet l~ingerer Wasse r l age rung im Freien ( 1 2 M o n a t e ) noch wesent l ich ausgeprgg te r ; sie werden dar t ibe r h inaus du rch den Einflufl des u vers t / i rk t , da in den u n t e r g e t a u c h t e n S t a m m t e i l e n die B a k t e r i e n s t / i rker wirken und somi t zu gr/313eren Un te r sch ieden fiihren.

SehluBbetrachtung

Die obigen Versuche t iber eine E n z y m w ) r b e h a n d l u n g vim F i ch t enho l z h a b e n die M(3glichkeit gezeigt, die Weg- s a m k e i t auch von lu f t t r ockenem Spl in tho lz d u t c h Cellulase- bzw. Pect inasel /3sungen wesent l ich zu e rh6hen . Insbeson- dere wurde deut l ich, dab bei e n t s p r e c h e n d e r W a h l der P a r a m e t e r die \ ,Vegsamkeit schon nach e iner re la t iv kurzen E inwi rkungsze i t zuf r iedens te l lend sein kann , Die h i e rdu rch e r r e i chba re E indr ing t ie fe is t we i taus gr6Ber und gleich- mfigiger als bet e iner \Vasser lagerung. \Vicht ig ist auch die gezielte E i n f l u g n a h m e anf die gesamte \ : o r b e h a n d h m g zur E r r e i c h u n g ether b e s t i m m t e n Eindr ing t ie fe . Demgegen i ibe r l~igt sich bet e iner Naf31agerung die W i r k u n g der Bak te r i en k a u m s teuern . In sbesonde re bei 1Xngerer Te ich lage rung mul3 m a n auch einen Pilzbefal l der aus dem Wasser ragen- den S t a m m t e i l e ber t icks ich t igen [Liese, I ( a r s t e d t 19711.

Die Ver~indertmg der t echno log i schen E i g e n s c h a t t e n wurde b isher fast nu r an wasserge lager tem Holz u n t e r s u c h t , wobei die B r u c h s c h l a g a r b e i t [Kiefer: Scheld, de Groot 1971] sowie Rohdich te , Biege-, Zug- und Druckfes t igke i t , Que l lung und S e h w i n d u n g [F ich te : Adolf, Gers te t t e r , Liese

Bild 9. IVinflu[3 ether Enzymbehandlung bzw. \Vasser[agerung auf die axiale Wegsamkeit yon luft trockenem Fichtensplintholz

f/ir jeweils eine Stammscheibe

1972; 1Jnligil 19721 ges icher te I rn te r sch iede zum saft- fr ischeu Mater ia l aufweisen. An mi t Pec~iaase b e h a n d e l t e n P robcn e rgab sich in o r i en t i e r enden Versuchen eine germge A b n a h m e der Bruchsch l aga rbe i t [Bauch, Liese, B e r n d t 19701. ~Veitere, e ingehende technologische Pr t i f tmgen wer- den derzei t durchgef t ih r t .

Die Be funde fiber das FLxierverm6gen saf t f r i scher und e t~zymbehande l te r P r o b e n lassen den vors ich t igen Schhll3 zu, (:lab die Hydroxy l - u n d C a r b o x y l g r u p p e n im Holz- gewebe fiir (lie I r auch nach der E n z y m - b e h a n d l u n g in g le ichem Mafle v o r h a n d e n s in&

l)ie b isher igen Versuche wurden un t e r I . ab o rb ed i n gun - gen durchgef i ih r t und bes i tzen d a h e r vor al lem einen er- k c n n t n i s t h e o r e t i s c h e n Wef t . Es s ind viele weitere biolo- gische, chemische und technologische U n t e r s u c h u n g e n erforderl ich, ehe du rch \ : e r suche im ha lbp ra l t t i s chen Rah- men eine I ) isknssion t iber eine en zy ma t i s ch e Vt ) r l )ehandhmg yon F i ch t enhu lz mOglich ist. s ers t k(~nnen auch d a m i t

5; " ~ f zu .~ammcnhan~ende be t r i ebs t echn i sche nnd 6konomische F'ragen b e t r a c h t e t werden.

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Impriignierung von Keruing (Dipterocarpus spec.) - und Kempas (Koompassia malaccensis) - Eisenbahnschwellen

Impregnation of Keruing (Dipter0carpus spec.) and Kempas (Koompassia malaccensis) Sleepers

Von Georg Schulz, Minden (Westf.)

Z u s a m m e n f a s s u n g

I,;s wia-d iiber [ : n t e r suchungen und Tr~tnkvel-suche an Keru ing und t~emt)asschwelleii beriehtet . D a n a c h ist die nat i i r - liche Daue rha f t i gke i t der I)eiden Ht)lzarten d e u t h c h ger inger a[s (lie des Eichenkernholzes . Die erforderl iche Kre i lu f t t rocknung ben6t ig t bei Ke ru ing etwa ein Jahr , bei K e m p a s e twa neun Momtte. Fa r jede der beiden I.[olzarten wurde ein Impri ignier- ver fahren entwickel t , alas bei gu te r Durcht r~ inkung eine ausrei- chende A u f n a h m e an Teer61 und d a m i t den erforderl icheu Schutz sichert .

Einle i tung

E i s e n b a h n s c h w e l l e n a u s K e r u i n g - u n d l ( e m p a s - H o l z , (lie a u s d e m o s t a s i a t i s c h e n I ( a u m , b e s o n d e r s a u s M a l a y s i a

k o m m e n , h a b e n im L a u f e de r N a c h k r i e g s j a h r e , v o r a l l e m in de r l e t z t e n Zei t , e ine z u n e h m e n d e \ T e r w e n d u n g in den G le i s en z a h l r e i c h e r E i s e n b a h n e n g e f u n d e n .

Die D e u t s c h e B u n d e s b a h n h a t e , s t m a l s i m J a h r e 196(I " W e i c h e n s c h w e l l e n at ls 1 ,2eruing-Holz zu V e r s u c h s z w e c k e n

e i n g e k a u f t . A u f g r u n d de r m i t d e n V e r s u c h s s c h w e l l e n g e m a c h t e n E r f a h r u n g e n w a r es d a n n mOgl ich , i m J a h r e 1970, a ls de r S c h w e l l e n b e d a . r f de r D B w e d e r a u f d e m he i - m i s c h e n n o c h a u f d e m e u r o p / i i s c h e n M a r k t g e d e c k t w e r d e n

k o n n t e , e r h e b l i c h e M e n g e n an Gle is - u n d \ u a u s K e r u i n g u n d K e m p a s y o n M a l a y s i a e i n z u f i i h r e n .

Holzarten

Keruing

K e r u i n g (Dipterocarpus spec. ) i s t e ine S a m m e l b e z e i c h - h u n g fiir e ine A n z a h l de r i m o s t a s i a t i s c h e n R a u n l zah l - r e i c h e n D i p t e r o c a r p u s - A r t e u . Z u r S c h w e l l e n h e r s t e l h m g

w e r d e n in M a l a y s i a u n d d e n N a c h b a r l f i n d e r n 8 bis 10 A r t e n v e r w e n d e t . D e r N a m e w e c h s e l t z u m Te i l in d e n v e r s c h i e -

d e n e n L g n d e r n , u n d es i s t w e g e n d e r g r o g e n "g, h n l i c h k e i t de r A r t e n s e h r s chwie r i g , sie zu u n t e r s c h e i d e n . I m p r a k t i -

* Nach e inem Vor t rag anlS.131ich der 12. I n t e r n a t i o n a l e n H o l z s c h u t z t a g u n g der DGfH 1972, in Berlin.

Summary

"I'he paper repor t s on inves t iga t ions and impregna t i on t es t s with Keru ing and K e m p a s sleepers. The na tura l durab i l i ty of i),~th wood species is marked ly lower t h a n t ha t of oak hear t - wood. Air seasoning for Keru ing t akes about one year, for K e m p a s abou t nine m,mths . I 'or each of both species a t r ea t ing d iagram was develot)ed which ensures suff ic ient adsorp t ion of creosote and l) 5" this the, required pro tec t ion .

s c h e n G e b r a u c h i s t es s o g a r u n m 6 g l i c h , o b w o h l R o h d i c h t e , F a r b e , H a r z a u s t r i t t u n d V e r t h y l l u n g s g r a d bei d e n e inze l - h e n A r t e n r e c h t u n t e r s c h i e d l i c h se in k 6 n n e n .

l) ie S c h w e l l e n s i n d a s t f r e i u n d g e r a d l i n i g im F a s e r v e r - lauf . Die I m p r S g n i e r b a r k e i t i s t a b h f i n g i g y o n de r H o l z a r t u n d w e c h s e l t y o n l e i ch t h is s e h r s c h w e r , wobe i die s e h r

s c h w i e r i g ztl t r / i n k e n d e n A r t e n a l l e r d i n g s n u r e i nen A n t e i l v o n e t w a 10(}o e i n n e h m e n .

Kempas

K e m p a s (Koompassia malaccensis) i s t e ine de r b e i d e n l~2oompass i a -Ar ten . D a s r o t b r a u n e Ho lz i s t l e i ch t a n d en

geffif31osen, h o r n a r t i g e n P h l o e m s t r e i f e n , die t a n g e n t i a l ver - l au f en , e r k e n n b a r . A u g e r d e m is t bei g e t r o c k n e t e m Ho lz an

del l R i s s e n die s t a r k e l ) oppe l -1 . ) r ehwf i chs igke i t a u f f a l l e n d . K e m p a s s c h w e l l e n t r o c k n e n im G e g e n s a t z zu K e r u i n g - s c h w e l l e n r e l a t i v s chne l [ u n d s i n d z i eml i ch e i n f a c h zu impr~ tgn ie ren .

Die b e i d e n H o l z a r t e n w e r d e n u f t z u s a m m e n als

S c h w e l l e n gelie fert , d e n n (lie N a c h f r age a n d e r e r V e r b r a u c h s - zwe ige n a c h t ,2eruing is t im G e g e n s a t z zu K e m p a s in l e t z t e r Ze i t s t a r k g e s t i e g e n , u n d m a n v e r s u c h t a u f d iese W e i s e

e i n e m s ieh b e r e i t s a b z e i c h n e n d e n M a n g e l a n I s zu begegnen.

Versuehe

Die V e r s u c h s s c h w e l l e n de s J a h r e s 1960 w a r e n se ine r - zei t , d a k e i n e E r f a h r u n g e n v o r l a g e n , n a c h d e m E i c h e n -