Erarbeitung der Grundlagen zur Entwicklung eines opto-sensorischen Messsystems zur produktionsnahen Bestimmung von flüchtigen Terpenen aus Holzprodukten

Sarah Majer, Patrick Boelhauve, Joachim Hasch and Martin Ohlmeyer

No 122, Thünen Reports from Johann Heinrich von Thünen Institute, Federal Research Institute for Rural Areas, Forestry and Fisheries

Abstract: Die verstärkte Nutzung von Holz als nachhaltigen Baustoff bietet ein erhebliches Potenzial zur Reduktion der CO₂-Emissionen im Bauwesen. Gleichzeitig stellt die natürliche Variabilität von Holzprodukten, insbesondere deren flüchtige organische Verbindungen (VOCs), eine Herausforderung für die Raumluftqualität dar. Monoterpene wie »-Pinen und 3-Caren dominieren die Emissionen von Kiefernholz und stehen im Fokus aktueller Forschung zur Bewertung und Reduktion von VOC-Emissionen und -Expositionen. Die standardisierte Vorgehensweise zur Analyse von Emissionen, die auf der Prüfkammermethode gemäß DIN EN 16516:2017 basiert, ist zeitaufwändig. In vorliegenden Projektbericht wird dargestellt, dass die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) in Verbindung mit multivariaten Analysemethoden eine effiziente und präzise Alternative bieten kann. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der NIR-Technologie zuverlässige Vorhersagemodelle für Terpenemissionen aus Kiefernholz erstellt werden konnten. Für »-Pinen und 3-Caren wurden dabei kreuzvalidierte Korrelationskoeffizienten von R²CV = 0,77 erzielt, was auf eine gute Modellgüte hinweist. Die mittlere Abweichung der Kreuzvalidierung (RMSECV) betrug 1.257 μg/m³ für »-Pinen und 1.232 μg/m³ für 3-Caren. Diese Modelle ermöglichen eine schnelle Bewertung der Produktemissionen, wobei die Modellgenauigkeit insbesondere bei mittleren und höheren Konzentrationen überzeugt. Einschränkungen bestehen jedoch in niedrigen Konzentrationsbereichen, was die Anwendung der Methode in solchen Fällen begrenzt. Die Anwendbarkeit auf Holz-Materialien wie Strands (lange, schlanke Späne), die zur Herstellung von OSB verwendet werden, zeigte sich aufgrund von Transmissionseffekten und der hohen spektralen Variabilität als problematisch. Um die Technologie für Holzwerkstoffe nutzbar zu machen, sind weiterentwickelte Kalibrationsansätze erforderlich. Insgesamt stellt die NIR-Technologie eine vielversprechende Ergänzung zu bestehenden Analysemethoden dar und eröffnet neue Perspektiven für die nachhaltige Verarbeitung von Holzprodukten...

Keywords: NIR-Spektroskopie; VOC; Terpene; Kiefernholz; NIR-spectroscopy; VOC; terpenes; pine wood (search for similar items in EconPapers)
Date: 2025
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DOI: 10.3220/253-2025-142

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