Vorbereitende Untersuchungen zum Einsatz von Buche in einer industriellen OSB-Produktion

Hintergrund des Projekts

Oriented Strand Boards (OSB) werden in Mitteleuropa derzeit überwiegend aus Kiefer und Fichte hergestellt. Der Klimawandel und die damit verbundene Situation in den deutschen Wäldern führen aber zunehmend zu einer geringeren Verfügbarkeit von Nadelholz und zu einer Zunahme des Aufkommens an Buche. Hintergrund des Projektes ist daher die Verwendung von Buchenholz als wichtigste Laubholzart Europas in der Herstellung von OSB. Der Einsatz von Buche ist aber schwierig, da sich Strands (großflächige Späne) aus Buche nach dem Zerspanungsprozess großenteils aufrollen.

Projektziel

Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung der verfahrenstechnischen Grundlagen für den Einsatz von Buche in einer industriellen OSB-Produktion. Das Vorhaben widmet sich dazu einer gesamtheitlichen Betrachtung der Prozesskette von der Holzernte bis hin zur fertigen Platte unter Berücksichtigung der besonderen Voraussetzungen von Buchenholz.

Buchenholz gilt in der Industrie als ungeeignet zur Produktion von OSB, da sich Buchenstrands nach der Zerspanung zum großen Teil aufrollen (auch als „Curl-Effekt“ oder „Zigarreneffekt“ bezeichnet). Solche Strands verursachen verschiedene Probleme in einem industriellen Produktionsprozess. So sind z. B. Ihre Trocknung und ihr Handling schwierig. Vor allem lassen sie sich nicht richtig beleimen und verursachen damit Fehlstellen in daraus produzierten Platten.

Das geplante Vorhaben zielt daher darauf ab, die rohstoff- und verfahrenstechnischen Ursachen sowie die Einflussfaktoren für das Aufrollen von Buchenstrands zu untersuchen, für den industriellen Maßstab geeignete Maßnahmen zu entwickeln, um das Aufrollen zu minimieren, geeignete Technik zu identifizieren, um aufgerollte Strands aus dem Spangut abzuscheiden, sowie Zerspanungstechnik für eine möglichst schonende Nachzerkleinerung solcher Strands zu entwickeln, um dieses nachzerkleinerte Material dem Produktionsprozess an geeigneter Stelle wieder zuführen zu können. Darüber hinaus soll untersucht werden, unter welchen verfahrenstechnischen Voraussetzungen und in welchen Mengen ein derartig hergestelltes und aufbereitetes Spangut aus Buche zur Produktion von normkonformen OSB eingesetzt werden kann.

Projektablauf

Das Projekt wird in folgende 4 Teilprojekte unterteilt:

Teilprojekt A widmet sich der Rohstoffbeschaffung und Strand- bzw. Spanherstellung. Dabei beschäftigt sich das Arbeitspaket A1 mit der Rohstoffbeschaffung und Charakterisierung. In Arbeitspaket A2 wird das beschaffte Rundholz entrindet und mittels verschiedener Verfahren zerspant. Parallel dazu werden in Arbeitspaket A3 die zerspanten Strands analysiert.

Teilprojekt B widmet sich der Abscheidung und Aufbereitung aufgerollter Strands. Dazu werden in Arbeitspaket B1 zunächst Möglichkeiten untersucht, um die aufgerollten Strands abzuscheiden. Danach werden, in Arbeitspaket B2 verschiedene Ansätze untersucht um die aufgerollten Strands so aufzubereiten, dass sie der Produktion wieder zugeführt werden können.

Teilprojekt C beschäftigt sich mit der Rückführung von aus aufgerollten Strands aufbereitetem Material sowie der Herstellung und Prüfung von OSB. Dazu wird in Arbeitspaket C1 die Rückführung des nachzerkleinerten Materials in den Produktionsprozess untersucht. Arbeitspaket C2 widmet sich der Herstellung von OSB aus Strands mit und ohne Rückführmaterial sowie mit verschiedenen Buchenholzanteilen. In Arbeitspaket C3 werden die hergestellten OSB nach DIN EN 300 geprüft.

Abschließend wird in Teilprojekt D ein Materialflussschema (Verfahrenskonzept) für eine OSB-Produktion mit einem möglichst hohen Buchenholzanteil erstellt.

Innovation

Mit erfolgreichem Abschluss des Projektes wird ein verfahrenstechnisches Gesamtkonzept bereitgestellt, auf dessen Basis eine industrielle OSB-Produktion mit möglichst hohem Buchenholzanteil möglich ist.