Effect of storage on extractives from particle surfaces of softwood and hardwood raw materials for wood pellets

摘要

When wood pellet raw material (dried sawdust and shavings) is stored for six months, wood pellet producers can observe an increased pellet mill capacity and pellet quality. To investigate the storage effect on the raw material and the possibilities for accelerating the effect, the effect of storage on surface extractives of the raw material was studied. Softwood and hardwood raw material was stored for six months, and the effect of the storage on the composition and concentration of the extractives on particle surface peelings was analyzed. Furthermore, the effect of storage at elevated temperatures was analyzed. The acetone extracts of peelings were analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), and multivariate regression modelling on the chemical composition was made to compare the effects of storage at elevated temperatures to the normal storage. The analysis showed that the extractive concentrations of the surface material were initially high and that these concentrations further increased during storage. Compound analyses showed that the concentrations of triterpenoid and steroidal structures increased during the storage period, whereas the concentrations of fatty acids and diterpenoid structures decreased during storage. It is suggested that this reflects oxidation and polymerization reactions of the fatty acids and diterpenoid structures. Modelling of the softwood storage proved good linear correlation of specific compound concentration changes to storage, whereas hardwood showed large uncertainties. It was shown that storage at higher temperatures accelerated the changes in extractive concentrations for softwood, whereas it was non-significant for hardwood. The study indicates that the improvement for the wood pellet production connected to raw material storage could be related to changes in the amount and composition of surface extractives for softwoods, whereas the effect for hardwoods is less certain. Wenn das Rohmaterial zur Herstellung von Holzpellets (getrocknetes Sägemehl und Hobelspäne) sechs Monate gelagert wird, verbessert sich nach Aussage der Hersteller die Produktionsleistung und die Pelletqualität. Zur Untersuchung der Auswirkung der Lagerung auf die Rohmaterialien und einer möglichen Beschleunigung dieses Effekts wurde der Einfluss der Lagerung auf die Extraktstoffe an der Oberfläche des Rohmaterials untersucht. Nadel- und Laubholzmaterial wurde sechs Monate gelagert und der Einfluss der Lagerung auf die Zusammensetzung und Konzentration der Extraktstoffe an der Oberfläche des Materials wurde analysiert. Zusätzlich wurde die Auswirkung einer Lagerung bei erhöhten Temperaturen untersucht. Die Acetonextraktstoffe wurden mittels Gaschromatografie-Massenspektrometrie (GC-MS) untersucht und deren Wirkungim Vergleich zu einer normalen Lagerung mittels multivariater Regressionsrechnung der chemischen Zusammensetzung bestimmt. Die Analyse zeigte, dass die Extraktstoffkonzentrationen im Oberflächenmaterial anfänglich hoch waren und im Verlauf der Lagerung weiter zunahmen. Eine Analyse der Verbindungen ergab, dass die Konzentrationen von triterpenoiden und steroiden Strukturen während der Lagerung zunahmen, wohingegen die Konzentrationen der Fettsäuren und diterpenoiden Strukturen abnahmen. Es wird angenommen, dass dies ein Hinweis ist für Oxidations- und Polymerisationsreaktionen der Fettsäuren und der diterpenoiden Strukturen. Die Modellierung der Lagerung von Nadelholz ergab eine gute lineare Korrelation der spezifischen Konzentrationsänderungen mit der Lagerung, wohingegen es bei Laubholz große Unsicherheiten gab. Es wurde gezeigt, dass eine Lagerung bei höheren Temperaturen die Änderung der Extraktstoffkonzentration von Nadelholz beschleunigte. Bei Laubholz war diese Änderung nicht signifikant. Die Studie zeigt, dass eine Verbesserung der Holzpelletherstellung durch die Rohmateriallagerung auf Änderungen der Menge und Zusammensetzung der Extraktstoffe an der Oberfläche von Nadelholz zurückzuführen ist, wohingegen dieser Einfluss bei Laubholz weniger sicher ist.