CZ2022450A3

CZ2022450A3 - A method of treatment of recycled wood to reduce the emission of volatile organic substances contained in it

Info

Publication number: CZ2022450A3
Application number: CZ2022-450A
Authority: CZ
Inventors: Štěpán Hýsek; Hýsek Štěpán Ing. et Ing., Ph.D.; Jaromír Hradecký; Hradecký Jaromír Ing., Ph.D.; Miroslav NĚMEC; Miroslav Ing. Němec; Miroslav HerclĂk; Miroslav Ing. Herclík; Kateřina Hájková; Hájková Kateřina Ing., Ph.D.; Kryštof Kubista; Kryštof Ing. Kubista
Original assignee: Česká zemědělská univerzita v Praze
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2024-03-20
Also published as: CZ309974B6

Abstract

Způsob úpravy recyklovaného dřeva pro snížení obsahu těkavých organických látek spočívá v tom, že se třísky z recyklovaného dřeva podrobí extrakci. Extrakčním činidlem je vodný roztok hydroxidu alkalického kovu o pH v rozmezí od 10 do 14, přičemž hydroxidem alkalického kovu je NaOH nebo KOH a extrakce se provede při teplotě v rozmezí od 15 °C do teploty varu extrakčního činidla. Výhodně je extrakčním činidlem vodný roztok hydroxidu sodného o koncentraci v rozmezí od 1 do 5 % hmotn., množství extrakčního činidla je v rozmezí od 5 g do 150 g na každý 1 g třísek a třísky s vodným roztokem hydroxidu se vaří po dobu od 15 min do 45 min..The method of treating recycled wood to reduce the content of volatile organic substances is to subject the chips from the recycled wood to extraction. The extraction agent is an aqueous alkali metal hydroxide solution with a pH ranging from 10 to 14, the alkali metal hydroxide being NaOH or KOH, and the extraction is carried out at a temperature ranging from 15°C to the boiling point of the extraction agent. Preferably, the extraction agent is an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration in the range of 1 to 5% by weight, the amount of extraction agent is in the range of 5 g to 150 g for every 1 g of chips, and the chips with an aqueous solution of hydroxide are boiled for a period of 15 min within 45 min..

Description

Způsob úpravy recyklovaného dřeva pro snížení emise těkavých organických látek v něm obsaženýchA method of treatment of recycled wood to reduce the emission of volatile organic substances contained in it

Oblast technikyField of technology

Předkládaný vynález se týká úpravy recyklovaného dřeva, vstupní suroviny pro výrobu dřevotřískových desek a OSB desek (desky z orientovaných plochých třísek). Pro úpravu recyklovaného dřeva jsou využity metody extrakce těkavých látek z recyklovaného dřeva pomocí různých extrakčních roztoků. Hlavním účelem této technologie je snížení množství těkavých organických látek obsažených v materiálu, ze kterého se dále vyrábí třískové desky pro nábytkářské či konstrukční účely, což má za následek jejich nižší emise do okolního prostředí.The present invention relates to the processing of recycled wood, the input raw material for the production of chipboards and OSB boards (orientated flat chipboards). Methods of extracting volatile substances from recycled wood using various extraction solutions are used to treat recycled wood. The main purpose of this technology is to reduce the amount of volatile organic substances contained in the material from which chipboards for furniture or construction purposes are manufactured, which results in their lower emissions into the surrounding environment.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

Recyklované dřevo je materiál, který pochází z výrobků ze dřeva nebo z materiálů na bázi dřeva po konci jejich životnosti a je cennou surovinou pro výrobu dalších materiálů. Vhodnými materiály, které se již dnes komerčně z recyklovaného dřeva vyrábí, jsou dřevotřískové desky a OSB desky. Pro tyto plošné materiály se používá dřevo recyklované z následujících produktů: obalový materiál (palety, dřevěné obaly, bedny), stavební dříví (trámy, desky, prkna), truhlářské zbytky (surové, laminované a dýhované desky), nábytek. Při průmyslové výrobě dřevotřískových desek a OSB desek se přidává dřevní recyklát k surovému dřevu až v poměru 50 % hmotn. V současné době vstupuje do oběhu recyklované dřevo z výrobků, které byly vyrobeny v minulém století a které obsahovaly množství složek, které lze z dnešního pohledu a při znalosti toxikologie považovat za zdroj kontaminantů (např. lepidla, fungicidy, hydrofobizéry). Vedle látek, úmyslně vnesených do materiálů prostřednictvím výše uvedených složek, obsahuje dřevní recyklát i původní těkavé látky obsažené v dřevě. Těkavé organické látky v průběhu stárnutí materiálu postupně uvolňují. Stejně tak se uvolňují i z nových výrobků, které recyklované dřevo obsahují. Snížení úniku těkavých organických látek z produktů z recyklovaného dřeva se řeší jednak tříděním vstupní suroviny, kdy vizuálně vysoce kontaminované dřevo by pro materiálové využití nemělo být vůbec použito, a jednak opláštěním hotových nábytkových dílců (povrch desky může být laminován či dýhován a boky jsou opatřeny hranou či nákližkem). Je zřejmé, že tato, byť dvoustupňová opatření, nemohou účinně zamezit úniku těkavých organických látek z produktů. Třídění je závislé na lidském faktoru - kontaminovaná surovina nemusí být vizuálně detekovatelná. Následná pasivní ochrana v podobě opláštění nábytkového dílce rovněž není stoprocentní, neboť úniku těkavých organických látek dokáže zamezit pouze laminování, dýhování nikoli. Navíc nábytkové dílce obsahují konstrukční otvory, kterými je opláštěná plocha narušena a tím umožněn únik těkavých organických látek.Recycled wood is material that comes from wood products or wood-based materials at the end of their useful life and is a valuable raw material for the production of other materials. Suitable materials that are already commercially produced from recycled wood today are chipboards and OSB boards. For these surface materials, wood recycled from the following products is used: packaging material (pallets, wooden cases, crates), construction timber (beams, boards, planks), carpentry scraps (raw, laminated and veneered boards), furniture. In the industrial production of chipboards and OSB boards, recycled wood is added to raw wood in a ratio of up to 50% by weight. Currently, recycled wood from products that were manufactured in the last century and that contained a number of components that can be considered a source of contaminants from today's point of view and with knowledge of toxicology (e.g. adhesives, fungicides, hydrophobizers) is entering circulation. In addition to the substances intentionally introduced into the materials through the above-mentioned components, the wood recyclate also contains the original volatile substances contained in the wood. Volatile organic substances are gradually released during the aging of the material. They are also released from new products that contain recycled wood. Reducing the leakage of volatile organic substances from recycled wood products is solved both by sorting the input raw material, when visually highly contaminated wood should not be used at all for material use, and by sheathing the finished furniture parts (the surface of the board can be laminated or veneered and the sides are provided with an edge or cash on delivery). It is obvious that these, even two-stage measures, cannot effectively prevent the leakage of volatile organic substances from the products. Sorting depends on the human factor - contaminated raw material may not be visually detectable. The subsequent passive protection in the form of encasing the furniture piece is also not 100%, as only lamination can prevent the leakage of volatile organic substances, not veneering. In addition, the furniture parts contain structural holes, which disrupt the coated surface and thereby allow the escape of volatile organic substances.

Aktivní odstraňování těkavých organických látek obsažených v recyklovaném dřevě není v průmyslovém měřítku využíváno. Současné produkty obsahující recyklované dřevo tedy uvolňují během svého životního cyklu těkavé organické látky (např. benzen, fenol, formaldehyd, dichlormetan, tetrachlormetan, styren, terpenické látky a další), které mohou poškozovat lidské zdraví.Active removal of volatile organic substances contained in recycled wood is not used on an industrial scale. Thus, current products containing recycled wood release volatile organic compounds (e.g. benzene, phenol, formaldehyde, dichloromethane, tetrachloromethane, styrene, terpenes and others) during their life cycle, which can harm human health.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Podstatou předkládaného vynálezu je způsob úpravy recyklovaného dřeva pro snížení úniku těkavých organických látek metodami extrakce. Vstupní surovinou je recyklované dřevo o různých velikostních frakcích, s výhodou jsou upravovány již třísky finálních rozměrů, které jsou určené pro výrobu OSB desek a dalších produktů z recyklovaného dřeva. Teoreticky může být upravováno i recyklované dřevo teprve určené k roztřískování, tedy větší velikostní frakce než ta, ze které se nakonec vyrobí finální výrobek. Větší velikostní frakce recyklovaného dřeva máThe essence of the present invention is a method of treatment of recycled wood to reduce the leakage of volatile organic substances by extraction methods. The input raw material is recycled wood of various size fractions, with the advantage that chips of final dimensions are already prepared, which are intended for the production of OSB boards and other products from recycled wood. In theory, even recycled wood intended for chipping, i.e. a larger size fraction than the one from which the final product is finally made, can be treated. A larger size fraction of recycled wood has

- 1 CZ 2022 - 450 A3 nicméně výrazně menší celkovou plochu svého povrchu a tím i kontaktní plochu s extrakčním činidlem, což vede k nižší účinnosti extrakce. Při výrobě dřevotřískových desek mají třísky z recyklovaného dřeva největší rozměr s výhodou od 0,25 mm do 8 mm a při výrobě OSB desek jsou s výhodou rozměry třísek z recyklovaného dřeva v následujícím rozmezí: délka od 50 mm do 150 mm, šířka od 10 mm do 40 mm, tloušťka od 0,5 mm do 1,5 mm.- 1 CZ 2022 - 450 A3, however, has a significantly smaller total surface area and thus the contact area with the extraction agent, which leads to a lower extraction efficiency. In the production of chipboards, the largest size of recycled wood chips is preferably from 0.25 mm to 8 mm, and in the production of OSB boards, the dimensions of recycled wood chips are preferably in the following range: length from 50 mm to 150 mm, width from 10 mm up to 40 mm, thickness from 0.5 mm to 1.5 mm.

Úprava recyklovaného dřeva za účelem snížení emisí těkavých organických látek spočívá v extrakci těchto látek vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu, například roztokem hydroxidu sodného. Extrakce se provede při teplotě v rozmezí od 15 °C do teploty varu extrakčního činidla.The treatment of recycled wood in order to reduce emissions of volatile organic substances consists in the extraction of these substances with an aqueous solution of alkali metal hydroxide, for example sodium hydroxide solution. The extraction is carried out at a temperature ranging from 15 °C to the boiling point of the extraction agent.

Předmětem předkládaného vynálezu je tedy způsob úpravy recyklovaného dřeva pro snížení obsahu těkavých organických látek, při kterém se třísky z recyklovaného dřeva podrobí extrakci, přičemž extrakční činidlo je vybrané ze skupiny zahrnující hydroxid alkalického kovu; a přičemž extrakce se provede při teplotě v rozmezí od 15 °C do teploty varu extrakčního činidla, s výhodou v rozmezí od 18 do 100 °C.The subject of the present invention is therefore a method of treating recycled wood to reduce the content of volatile organic substances, in which chips from recycled wood are subjected to extraction, the extraction agent being selected from the group including alkali metal hydroxide; and wherein the extraction is carried out at a temperature in the range from 15°C to the boiling point of the extractant, preferably in the range from 18 to 100°C.

Hydroxidem alkalického kovu se rozumí hydroxid sodný a hydroxid draselný.Alkali metal hydroxide refers to sodium hydroxide and potassium hydroxide.

Vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu se rozumí vodný roztok o pH v rozmezí od 10 do 14.An aqueous solution of an alkali metal hydroxide is an aqueous solution with a pH in the range of 10 to 14.

Třísky z recyklovaného dřeva pro následnou extrakci lze připravit třískováním recyklovaného obalového materiálu (palety, dřevěné obaly, bedny), stavebního dříví (trámy, desky, prkna), truhlářských zbytků (surové, laminované a dýhované desky), nábytku. Po třískování může následovat krok sítování na vhodné velikostní frakce. Třísky z recyklovaného dřeva pocházejí z materiálu, který byl sesbírán ve sběrných dvorech nebo z průmyslového odpadu. Nejedná se o třísky, které vznikly roztřískováním primárně vytěženého dřeva. Použití těchto třísek je zejména pro výrobu dřevotřískových desek a/nebo OSB desek.Chips from recycled wood for subsequent extraction can be prepared by chipping recycled packaging material (pallets, wooden packaging, crates), construction timber (beams, boards, planks), carpentry residues (raw, laminated and veneered boards), furniture. The chipping can be followed by a step of sieving into suitable size fractions. Recycled wood chips come from material that has been collected in scrap yards or industrial waste. These are not chips that were created by chipping primarily harvested wood. The use of these chips is mainly for the production of chipboards and/or OSB boards.

Ve výhodném provedení se pro extrakci použije od 5 g do 200 g extrakčního činidla na 1 g třísek z recyklovaného dřeva.In a preferred embodiment, from 5 g to 200 g of extraction agent per 1 g of recycled wood chips is used for extraction.

Ve výhodném provedení je doba extrakce uzpůsobená teplotě extrakce. Extrakce při teplotě v rozmezí od 15 do 50 °C se provádí po dobu 12 až 24 hodin, zatímco extrakce při teplotě od 50 °C do teploty varu extrakčního činidla se provádí po dobu 15 min až 5 hodin, s výhodou 15 min až 3 hodiny.In a preferred embodiment, the extraction time is adapted to the extraction temperature. Extraction at a temperature ranging from 15 to 50°C is carried out for 12 to 24 hours, while extraction at a temperature from 50°C to the boiling point of the extractant is carried out for 15 min to 5 hours, preferably 15 min to 3 hours .

V jednom provedení jsou třísky po extrakci promývány vodou za účelem odstranění residuí extrakčních látek a extraktiv. Ve výhodném provedení je promývání prováděno vodou o teplotě v rozmezí od 18 do 25 °C.In one embodiment, the chips are washed with water after extraction in order to remove residues of extractives and extractives. In a preferred embodiment, washing is carried out with water at a temperature between 18 and 25 °C.

Po promytí mohou být třísky dále sušeny, s výhodou za působení tepla, na absolutní vlhkost nejvýše 12 % hmotn. a dále mohou být skladovány či přímo použity pro výrobu dřevotřískových desek nebo OSB desek. S výhodou probíhá sušení při teplotě v rozmezí od 50 do 80 °C.After washing, the chips can be further dried, preferably under the influence of heat, to an absolute humidity of no more than 12% by weight. and they can also be stored or directly used for the production of chipboards or OSB boards. Preferably, drying takes place at a temperature ranging from 50 to 80°C.

V jednom provedení se extrakce provede vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu, s výhodou vodným roztokem hydroxidu sodného, při pH v rozmezí od 10 do 14, přičemž množství roztoku hydroxidu sodného je od 5 g do 150 g na každý 1 g třísek. Třísky s roztokem hydroxidu sodného se vaří po dobu od 15 min do 45 min, následně jsou zfiltrovány a promyty vodou, kdy na promytí upravených třísek se s výhodou použije 450 g vody na každý 1 g třísek. S výhodou je koncentrace roztoku hydroxidu sodného v rozmezí od 1 do 5 % hmotn.In one embodiment, the extraction is performed with an aqueous alkali metal hydroxide solution, preferably an aqueous sodium hydroxide solution, at a pH in the range of 10 to 14, the amount of sodium hydroxide solution being from 5 g to 150 g for every 1 g of chips. Chips with sodium hydroxide solution are boiled for 15 min to 45 min, then they are filtered and washed with water, when 450 g of water is preferably used for every 1 g of chips to wash the treated chips. Advantageously, the concentration of the sodium hydroxide solution is in the range of 1 to 5% by weight.

Veškeré dřevo použité pro úpravu dle předkládaného vynálezu pochází z dřevního recyklátu, například dřevěné krovy, dřevěný nábytek, dřevěné obaly, použité stavební dříví.All wood used for treatment according to the present invention comes from wood recycling, for example wooden trusses, wooden furniture, wooden packaging, used construction timber.

- 2 CZ 2022 - 450 A3- 2 CZ 2022 - 450 A3

Cílem předkládaného vynálezu je odstranění sledovaných těkavých organických látek, např. pentanalu, hexanalu, o-formylfenolu, fenolu a monoterpenů z recyklovaného dřeva, které je následně použito pro výrobu desek, které se používají např. v interiérech, kde by mohly být těkavé organické látky zdraví škodlivé. Například emise fenolu z takto upraveného recyklovaného dřeva jsou sníženy až o 95 %.The aim of the present invention is the removal of monitored volatile organic substances, e.g. pentanal, hexanal, o-formylphenol, phenol and monoterpenes from recycled wood, which is subsequently used for the production of boards that are used, e.g. in interiors, where volatile organic substances could be harmful to health. For example, phenol emissions from recycled wood treated in this way are reduced by up to 95%.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention

Následující příklady provedení technického řešení slouží k demonstraci jeho účinnosti, aniž by jimi bylo technické řešení, použitelné v průmyslu, jakkoliv omezeno.The following examples of the implementation of the technical solution serve to demonstrate its effectiveness, without limiting the technical solution applicable in industry in any way.

Příklad 1: Velikost třísek recyklovaného dřeva použitých v příkladu 2 až 6Example 1: Size of recycled wood chips used in examples 2 to 6

Tabulka 1Table 1

Velikost ok v sítu (mm) Sieve mesh size (mm) 8 8 3,15 3.15 2 2 1,6 1.6 0,8 0.8 0,5 0.5 0,25 0.25 0 0 Hmotnostní procentuální zastoupení třísek (%) Mass percentage of chips (%) 0,01 0.01 2,1 2.1 26,9 26.9 18,2 18.2 47,8 47.8 4,7 4.7 0,29 0.29 0,00 0.00

Materiálem, z kterého byly vyrobeny třísky výše definovaných rozměrů, bylo směsné recyklované dřevo pocházející ze sběrných dvorů v České republice. Pro účel získání reprezentativního vzorku třísek z recyklovaného dřeva a pro účel zajištění opakovatelnosti měření byly třísky odebrány přímo za roztřískovačem recyklovaného dřeva výrobního závodu dřevotřískových desek v České republice. Třísky byly dále tříděny pomocí sítového vibračního třídiče Imal, nadrozměrné frakce a frakce prachová byla odstraněna, frakce uvedeny výše v tabulce 1 byly smíseny a použity pro extrakční postupy.The material from which the chips of the dimensions defined above were made was mixed recycled wood originating from collection yards in the Czech Republic. For the purpose of obtaining a representative sample of chips from recycled wood and for the purpose of ensuring the repeatability of the measurements, the chips were taken directly behind the chipper of the recycled wood of the chipboard production plant in the Czech Republic. The chips were further sorted using an Imal screen vibrating screen, the oversized fraction and the dust fraction were removed, the fractions listed above in Table 1 were mixed and used for the extraction procedures.

Příklad 2: Úprava recyklovaného dřeva pomocí roztoku hydroxidu sodnéhoExample 2: Treatment of recycled wood using sodium hydroxide solution

Úprava byla provedena pomocí 1% vodného roztoku (hmotn. %) hydroxidu sodného, bylo použito 2 g třísek z recyklovaného dřeva (viz příklad 1), které byly naváženy do kádinky. Dále bylo ke vzorku do kádinky přidáno 200 ml vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 1 % hmotn. (pH 13). Takto připravený vzorek byl 30 minut vařen pod hodinovým sklem ve vroucí lázni. Po vaření byl vzorek zfiltrován přes fritu S3. Posledním krokem bylo promytí pomocí 900 ml destilované vody. Po promytí byly třísky sušeny při teplotě 50 °C na absolutní vlhkost 10 % hmotn.The treatment was carried out using a 1% aqueous solution (wt%) of sodium hydroxide, 2 g of recycled wood chips (see example 1) were used, which were weighed into a beaker. Next, 200 ml of aqueous sodium hydroxide solution with a concentration of 1% by weight was added to the sample in the beaker. (pH 13). The sample prepared in this way was boiled for 30 minutes under an hour glass in a boiling bath. After boiling, the sample was filtered through an S3 frit. The last step was washing with 900 ml of distilled water. After washing, the chips were dried at a temperature of 50 °C to an absolute humidity of 10% by weight.

Takto popsanou metodu extrakce pomocí roztoku hydroxidu sodného lze provádět i při jiných koncentracích roztoku hydroxidu sodného (koncentrace roztoku hydroxidu sodného v rozmezí od 1 do 5 % hmotn., s množstvím roztoku hydroxidu sodného od 5 g do 150 g na každý 1 g třísek) a i při vyšších množstvích upravovaného recyklovaného dřeva (např. v průmyslových množstvích).The described extraction method using sodium hydroxide solution can also be carried out with other concentrations of sodium hydroxide solution (sodium hydroxide solution concentration in the range from 1 to 5% by weight, with the amount of sodium hydroxide solution from 5 g to 150 g for every 1 g of chips) and with higher quantities of treated recycled wood (e.g. in industrial quantities).

Příklad 3 - není součástí předkládaného vynálezu: Úprava recyklovaného dřeva pomocí studené vodyExample 3 - not part of the present invention: Treatment of recycled wood using cold water

Úprava byla provedena pomocí studené destilované vody. Bylo použito 2 g třísek recyklovaného dřeva (viz příklad 1), které byly naváženy do kádinky, a bylo přidáno 250 ml studené destilované vody. Takto připravený vzorek byl ponechán za občasného míchání 24 hodin při laboratorní teplotě. Poté byl vzorek zfiltrován pomocí frity S2 a promyt pomocí 300 ml destilované vody. Dále byly třísky sušeny při teplotě 50 °C na absolutní vlhkost 10 % hmotn.The treatment was carried out using cold distilled water. 2 g of recycled wood chips (see Example 1) were used, weighed into a beaker, and 250 ml of cold distilled water was added. The sample thus prepared was left with occasional stirring for 24 hours at laboratory temperature. Then the sample was filtered using an S2 frit and washed with 300 ml of distilled water. Furthermore, the chips were dried at a temperature of 50 °C to an absolute humidity of 10% by weight.

- 3 CZ 2022 - 450 A3- 3 CZ 2022 - 450 A3

Takto popsanou metodu extrakce pomocí studené vody (s množstvím vody od 100 g do 200 g na každý 1 g třísek) lze provádět i při vyšších množstvích upravovaného recyklovaného dřeva (např. v průmyslových množstvích).The cold water extraction method described in this way (with an amount of water from 100 g to 200 g for every 1 g of chips) can also be carried out with higher quantities of treated recycled wood (e.g. in industrial quantities).

Příklad 4 - není součástí předkládaného vynálezu: Úprava recyklovaného dřeva pomocí teplé vodyExample 4 - not part of the present invention: Treatment of recycled wood using warm water

Úprava byla provedena pomocí horké destilované vody. Bylo použito 2 g třísek recyklovaného dřeva (viz příklad 1), které byly naváženy do kádinky, a dále ke vzorku do kádinky bylo přidáno 250 ml destilované vody. Takto připravený vzorek byl 2,5 hodiny vařen pod hodinovým sklem ve vroucí lázni. Po vaření byl vzorek zfiltrován přes fritu S2 a promyt pomocí 300 ml. Dále byly třísky sušeny při teplotě 50 °C na absolutní vlhkost 10 % hmotn.The treatment was carried out using hot distilled water. 2 g of recycled wood chips (see Example 1) were used, weighed into a beaker, and 250 ml of distilled water was added to the sample in the beaker. The sample prepared in this way was boiled for 2.5 hours under an hour glass in a boiling bath. After boiling, the sample was filtered through an S2 frit and washed with 300 ml. Furthermore, the chips were dried at a temperature of 50 °C to an absolute humidity of 10% by weight.

Takto popsanou metodu extrakce pomocí teplé vody (s množstvím vody od 100 g do 200 g na každý 1 g třísek) lze provádět i při vyšších množstvích upravovaného recyklovaného dřeva (např. v průmyslových množstvích).The hot water extraction method described in this way (with an amount of water from 100 g to 200 g for every 1 g of chips) can also be carried out with higher amounts of treated recycled wood (e.g. in industrial amounts).

Příklad 5 - není součástí předkládaného vynálezu: Úprava recyklovaného dřeva pomocí etanoluExample 5 - not part of the present invention: Treatment of recycled wood using ethanol

Úprava byla provedena pomocí 96% etanolu. Bylo použito 2 g recyklovaného dřeva, které byly naváženy do ektrakční patrony a tato patrona byla umístěna do Soxhletova nástavce v extrakční aparatuře. Připravený vzorek byl 3 hodiny extrahován s 4 extrakčními cykly za hodinu, bylo použito 230 g 96% etanolu. Po extrakci byly třísky sušeny při teplotě 50 °C na absolutní vlhkost 10 % hmotn.The treatment was carried out using 96% ethanol. 2 g of recycled wood was used, which was weighed into an extraction cartridge and this cartridge was placed in a Soxhlet attachment in the extraction apparatus. The prepared sample was extracted for 3 hours with 4 extraction cycles per hour, 230 g of 96% ethanol was used. After extraction, the chips were dried at a temperature of 50 °C to an absolute humidity of 10% by weight.

Takto popsanou metodu extrakce pomocí 96% etanolu lze provádět i při vyšších množstvích upravovaného recyklovaného dřeva (např. v průmyslových množstvích).The extraction method described in this way using 96% ethanol can also be carried out with higher quantities of treated recycled wood (e.g. in industrial quantities).

Příklad 6 - není součástí předkládaného vynálezu: Úprava recyklovaného dřeva pomocí kyseliny dusičnéExample 6 - not part of the present invention: Treatment of recycled wood using nitric acid

Úprava byla provedena pomocí 2% vodného roztoku (hmotn. %) kyseliny dusičné. Bylo použito 2 g třísek recyklovaného dřeva (viz příklad 1), které byly naváženy do kádinky, a dále bylo do kádinky přidáno 150 ml 2% hmotn. kyseliny dusičné (pH 0,5).The treatment was carried out using a 2% aqueous solution (wt%) of nitric acid. 2 g of recycled wood chips (see example 1) were used, which were weighed into a beaker, and 150 ml of 2% by weight was added to the beaker. nitric acid (pH 0.5).

Připravený vzorek byl 30 minut vařen pod hodinovým sklem ve vroucí lázni a po vaření byl zfiltrován přes fritu S3. Vzorek byl promyt 1450 ml destilované vody, aby pH filtrátu bylo neutrální. Po promytí byly třísky sušeny při teplotě 50 °C na absolutní vlhkost 10 % hmotn.The prepared sample was boiled for 30 minutes under an hourglass in a boiling bath and after boiling it was filtered through an S3 frit. The sample was washed with 1450 ml of distilled water to make the pH of the filtrate neutral. After washing, the chips were dried at a temperature of 50 °C to an absolute humidity of 10% by weight.

Takto popsanou metodu extrakce pomocí 2% hmotn. kyseliny dusičné lze provádět i při jiných koncentracích roztoku kyseliny dusičné (koncentrace kyseliny dusičné v rozmezí od 1 do 5 % hmotn., s množstvím kyseliny dusičné od 10 g do 150 g na každý 1 g třísek) a i při vyšších množstvích upravovaného recyklovaného dřeva (např. v průmyslových množstvích).The extraction method described in this way using 2% wt. nitric acid can also be carried out with other concentrations of the nitric acid solution (nitric acid concentration in the range from 1 to 5% by weight, with the amount of nitric acid from 10 g to 150 g for every 1 g of chips) and even with higher amounts of processed recycled wood (e.g. . in industrial quantities).

Příklad 7: Stanovení efektu metod úpravy popsaných v příkladech 2 až 6Example 7: Determination of the effect of the treatment methods described in Examples 2 to 6

Pro změření a následné vyhodnocení vlivu jednotlivých úprav recyklátu na emisi těkavých organických látek byla zvolena technika mikroextrakce na tuhou fázi, spojená s dvourozměrnou plynovou chromatografií a průletovou hmotnostně spektrometrickou detekcí (GC’/GC-TOF-MS). Vždy 250 mg upraveného (viz příklady 2 až 6) nebo neupraveného (příklad 1) recyklátu bylo naváženo do vialek pro headspace analýzy a pomocí autosampleru byly za zahřívání vzorku (50 °C) uvolněné těkavé látky sorbovány na vlákno pro mikroextrakci na tuhou fázi (SPME). Separované látky byly detekovány pomocí průletového hmotnostního spektrometru. Pro vyhodnocení odezev jednotlivých vybraných látek ze zachyceného profilu byla pro kvantifikaci využita automaticky vybrané unikátní hmota z hmotnostního spektra látky. Odezvy vybrané látky ze dvou vzorků jednoho ošetření byly zprůměrovány a porovnány s odezvou v neošetřenémFor the measurement and subsequent evaluation of the effect of individual recycling treatments on the emission of volatile organic substances, the solid phase microextraction technique was chosen, combined with two-dimensional gas chromatography and time-of-flight mass spectrometric detection (GC'/GC-TOF-MS). Always 250 mg of treated (see Examples 2 to 6) or untreated (Example 1) recyclate was weighed into vials for headspace analysis and with the help of an autosampler, by heating the sample (50 °C), the released volatile substances were sorbed onto a fiber for solid phase microextraction (SPME) ). The separated substances were detected using a fly-by mass spectrometer. To evaluate the responses of individual selected substances from the captured profile, an automatically selected unique mass from the mass spectrum of the substance was used for quantification. The responses of the selected substance from two samples of one treatment were averaged and compared with the response in the untreated one

- 4 CZ 2022 - 450 A3 recyklátu. V případech, kde nebyla po ošetření zjištěna žádná odezva (absolutní redukce emise z materiálu za daných podmínek), byla pro porovnání dosazena hodnota poloviny předpokládatelné nejnižší odezvy této látky. Pokles, případně nárůst odezev vybraných látek je prezentován v tabulce 2. Odezvy ve vzorku bez ošetření jsou považovány za 100 %.- 4 CZ 2022 - 450 A3 recycled. In cases where no response was detected after treatment (absolute reduction of emission from the material under the given conditions), the value of half of the expected lowest response of this substance was substituted for comparison. The decrease or increase in responses of selected substances is presented in Table 2. Responses in the sample without treatment are considered 100%.

Tabulka 2. Změny odezev těkavých látek z materiálu po ošetření v %Table 2. Changes in responses of material volatiles after treatment in %

bez ošetření without treatment studená voda Cold water horká voda Hot water ethanol ethanol roztok hydroxidu sodného sodium hydroxide solution roztok kyseliny dusičné nitric acid solution kyselina octová acetic acid 100 100 0,1 0.1 1,5 1.5 0,5 0.5 0,5 0.5 214 214 pentaual pentaual 100 100 36,3 36.3 2,9 2.9 2,2 2.2 44,5 44.5 28,1 28.1 hexanal hexanal 100 100 50,3 50.3 4,3 4.3 1,6 1.6 36,3 36.3 47,1 47.1 octanal acetate 100 100 0,4 0.4 6,5 6.5 0,4 0.4 0,4 0.4 0,4 0.4 2-heptanon 2-heptanone 100 100 3,4 3.4 0,4 0.4 0,4 0.4 0,4 0.4 0,4 0.4 trícyklen tricyclene 100 100 34,2 34.2 261,8 261.8 0,8 0.8 8,7 8.7 10,4 10.4 alfa pinen alpha pinene 100 100 180,3 180.3 119,9 119.9 6,1 6.1 6,7 6,7 11,1 11.1 limonen limonene 100 100 1,1 1.1 1,1 1.1 1,1 1.1 1,1 1.1 1,1 1.1 benzaldehyd benzaldehyde 100 100 34,5 34.5 13,2 13.2 7,9 7.9 19,3 19.3 22,4 22.4 phenol phenol 100 100 2,2 2.2 1,3 1.3 2,0 2.0 2,2 2.2 2,6 2.6 pyridine pyridine 100 100 16,1 16.1 16,1 16.1 16,1 16.1 16,1 16.1 16,1 16.1 benzyl alcohol benzyl alcohol 100 100 6,3 6.3 6,3 6.3 10,0 10.0 6,3 6.3 6,3 6.3 o-formylphenol o-formylphenol 100 100 3,5 3.5 3,5 3.5 3,5 3.5 3,5 3.5 3,9 3.9 acetophenon acetophenone 100 100 38,1 38.1 19,7 19.7 38,7 38.7 22,2 22.2 33,5 33.5 methyl benzoat methyl benzoate 100 100 1,0 1.0 0,5 0.5 0,5 0.5 0,5 0.5 0,5 0.5

Z výsledků vyplývá, že úpravou pomocí extrakce materiálu vodou (studenou i horkou) se výrazně sníží emise kyseliny octové, značně se sníží emise aldehydů pentanalu a hexanalu (lepší snížení pomocí horké vody) a derivátů benzenu. Naproti tomu zřejmě dochází k modifikaci materiálu tak, že se zvýší emise terpenických látek s výjimkou limonenu. Na snížení emise limonenu mají pozitivní vliv všechny způsoby ošetření.The results show that the treatment using material extraction with water (cold and hot) will significantly reduce the emission of acetic acid, the emission of pentanal and hexanal aldehydes (better reduction using hot water) and benzene derivatives will be significantly reduced. On the other hand, the material is apparently modified in such a way that the emission of terpene substances increases, with the exception of limonene. All treatment methods have a positive effect on the reduction of limonene emissions.

Ošetření pomocí ethanolu má pozitivní efekt na snížení emisí všech ve studii sledovaných látek.Treatment with ethanol has a positive effect on reducing the emissions of all substances monitored in the study.

Ošetření pomocí roztoku hydroxidu sodného měla na sledované látky obdobný jako ošetření horkou vodou s rozdílem, že zde je po úpravě snížena i emise terpenických látek. Obdobný efekt má i roztok kyseliny dusičné, nicméně s nevýhodou výrazného nárůstu emisí kyseliny octové.The treatment using a sodium hydroxide solution had a similar effect on the monitored substances as the treatment with hot water, with the difference that here the emission of terpene substances is also reduced after the treatment. Nitric acid solution has a similar effect, but with the disadvantage of a significant increase in acetic acid emissions.

Claims

PATENT CLAIMS

1. A method of treating recycled wood to reduce the content of volatile organic substances, characterized in that chips from recycled wood are subjected to extraction, wherein the extraction agent is an aqueous alkali metal hydroxide solution with a pH in the range from 10 to 14, where the alkali metal hydroxide is NaOH or KOH; whereby the extraction is carried out at a temperature ranging from 15 °C to the boiling point of the extraction agent.

2. The method according to claim 1, characterized in that it is followed by a step of washing with water, preferably at a temperature in the range from 18 to 25 °C, and optionally a step of drying the chips to an absolute humidity of no more than 12% by weight.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the extraction agent is an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration in the range of 1 to 5% by weight.

4. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the chips from recycled wood have the largest dimension in the range from 0.25 to 8 mm.

5. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the recycled wood chips are oriented flat chips having a length in the range from 50 to 150 mm, a width in the range from 10 to 40 mm and a thickness in the range from 0 .5 to 1.5 mm.

6. The method according to any one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that from 5 to 200 g of extraction agent per 1 g of recycled wood chips is used for the extraction.

7. The method according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the extraction agent is an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration in the range of 1 to 5% by weight, the amount of the extraction agent is in the range of 5 to 150 g for every 1 g chips and chips with an aqueous hydroxide solution are boiled for 15 to 45 min.