@phdthesis{Barth2021, author = {Barth, Simon}, title = {Physikalisch-technologische Untersuchungen zur Faserstofferzeugung f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen}, school = {Technische Hochschule Rosenheim}, year = {2021}, abstract = {Die Zielstellung der Arbeit war es, die Faserstofferzeugung f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen zu untersuchen, um zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der dort stattfindenden physikalischen Vorg{\"a}nge beizutragen. F{\"u}r die Bearbeitung der Zielstellung wurden physikalische Experimente zur Faserstofferzeugung im Labormaßstab mit dem TMP-Verfahren (Thermo Mechanical Pulp) und dem RMP-Verfahren (Refiner Mechanical Pulp) sowie den Holzarten Fichte (Picea abies Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.) durchgef{\"u}hrt. Aus den grundlegenden Untersuchungen zur Prozessf{\"u}hrung der labortechnischen Faserstofferzeugung konnte eine Vorgehensweise abgeleitet werden, mit der reproduzierbare Ergebnisse in der Untersuchung von Mahlscheiben erzielt werden. Die Untersuchung der Sorption von Wasserdampf durch Hackschnitzel in Sattdampfatmosph{\"a}re mit einem Sattdampfdruck zwischen 1 bar und 9 bar respektive einer Temperatur von 120 °C bis 180 °C wurde mittels einer gravimetrischen Messeinrichtung ermittelt. Mit dieser in situ Bestimmung der Holzfeuchte wurde eine vom Sattdampfdruck und der Ausgangs-Holzfeuchte abh{\"a}ngige Absorption vonWasser nachgewiesen, die mit der berechneten W{\"a}rmemenge zur Erw{\"a}rmung der Hackschnitzel assoziiert ist. Die Holzfeuchte nach Entspannung des Sattdampfdrucks war unabh{\"a}ngig von der H{\"o}he des Sattdampfdrucks und stellte sich oberhalb der Ausgangs-Holzfeuchte ein. Der zeitliche Verlauf derWasseraufnahme und -abgabe erfolgte simultan zum Anstieg und Abfall des Sattdampfdrucks. Die Untersuchungen zur spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme im TMP-Verfahren zeigten ferner, dass signifikante Unterschiede bez{\"u}glich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster bestanden. Die Faserstofferzeugung mit der Holzart Buche zog, im Vergleich zur Holzart Fichte, eine geringere spezifische elektrische Leistungsaufnahme nach sich. Mit steigender Aufschlusstemperatur nahm die spezifische elektrische Leistungsaufnahme bei beiden untersuchten Holzarten ab und die Differenzen zwischen den Mahlscheibenmustern wurden geringer. Im RMP-Verfahren konnte die prinzipielle Machbarkeit der Faserstofferzeugung f{\"u}r Holzfaserd{\"a}mmstoffe mit einem speziell entwickelten Mahlscheibenmuster belegt werden. Aus den Versuchen zur Faserstofferzeugung wurde die Erkenntnis gewonnen, dass neben dem Erweichungsverhalten der Holzarten, insbesondere die Gestaltung der Mahlscheibe mit der Reduzierung der spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme einherging. Aus den weiteren Untersuchungen zum elektrischen und thermischen Energiebedarf in der Faserstofferzeugung entstand die Erkenntnis, dass neben dem Sattdampfdruck respektive der Aufschlusstemperatur die spezifische elektrische Leistungsaufnahme in Beziehung mit der Konsistenz der Faserstoffe nach dem Aufschluss steht. Die Analyse zur Beschaffenheit der Faserstoffe wurde mit der Kollektivmethode Luftstrahl- Pr{\"u}fsiebung und der Individualmethode quantitative Bildanalyse durchgef{\"u}hrt. Mit beiden Methoden konnten Unterschiede in den Dispersit{\"a}tseigenschaften bez{\"u}glich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster nachgewiesen werden. Sowohl mit der Luftstrahl-Pr{\"u}fsiebung als auch mit der quantitativen Bildanalyse wurde festgestellt, dass die Feinheit der Partikel mit steigender Aufschlusstemperatur zunimmt. Die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit wurde im Zweiplattenverfahren an Faserstoffprobek{\"o}rpern ermittelt, die mit einer aerodynamischen Vlieslegung gebildet wurden. Korrelationstabellen zur Identifizierung von funktionalen Zusammenh{\"a}ngen zwischen Dispersit{\"a}tseigenschaften und der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit lassen den Schluss zu, dass die Feinheit der faserartigen Partikel in Beziehung mit der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit stehen. Insgesamt boten spezielle Mahlscheibenmuster ein hohes Potenzial, um den elektrischen und thermischen Energiebedarf im Prozess der Faserstofferzeugung zu senken und die Beschaffenheit der Faserstoffe f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen zu optimieren.}, language = {de} }