Manufacture of straw MDF and fibreboards

The purpose of this thesis was to develop an economical, sustainable, and environmentally friendly straw Medium Density Fibreboard (MDF) process, capable of full-scale manufacturing and to produce MDF of requested quality. The investigated straw was based on wheat (Triticum aestivum L.) and rice (Oryzae sativa L.). In this thesis three different methods were taken for manufacture of straw MDF; (A) wheat-straw fibre was blowline blended with melamine-modified urea-formaldehyde (MUF), (B) rice-straw fibre was mixed with methylene diphenyl diisocyanate (MDI) in a resin drum-blender, and (C) wheat-straw fibre was activated in the blowline by the addition of Fenton’s reagent (H2O2/Fe2+) for production of non-resin MDF panels. The MUF/wheat straw MDF panels were approved according to the requirements of the EN standard for MDF (EN 622-5, 2006). The MDI/rice-straw MDF panels were approved according to requirements of the standard for MDF of the American National Standard Institute (ANSI A208.2-2002). The non-resin wheat-straw panels showed mediocre MDF panel properties and were not approved according to the requirements in the MDF standard. The dry process for wood-based MDF was modified for production of straw MDF. The straw MDF process was divided into seven main process steps. 1. Size-reduction (hammer-milling) and screening of straw 2. Wetting and heating of straw 3. Defibration 4. Resination of straw fibre 5. Mat forming 6. Pre-pressing 7. Hot-pressing The primary results were that the straw MDF process was capable of providing satisfactory straw MDF panels based on different types of straw species and adhesives. Moreover, the straw MDF process was performed in pilot-plant scale and demonstrated as a suitable method for producing straw MDF from straw bales to finished straw MDF panels. In the environmental perspective the agricultural straw-waste is a suitable source for producing MDF to avoid open field burning and to
Syftet med denna avhandling var att lägga grunden för en ekonomisk, hållbar och miljövänlig MDF process för halmråvara, kapabel för fullskalig produktion av MDF och goda skivegenskaper. Framställningen av MDF skivor utgick från halm av vete (Triticum aestivum L.) och ris (Oryzae sativa L.). Tre olika metoder användes för att producera MDF av halm; (A) fibrer av vetehalm belimmades i blåsledning med ett melaminmodifierat urea-formaldehydlim (MUF), (B) fibrer av rishalm belimmades i en limblandare med metylen difenyl diisocyanate (MDI), (C) Limfria MDF skivor av vetehalm framställdes med aktivering av fibrer genom tillsats av Fenton´s reagens (H2O2/Fe2+) i blåsledning utan någon tillsats av syntetiskt lim. Sammanfattningsvis kan det understrykas att framställda MDF-skivor av MUF/vetehalm var godkända enligt standard för MDF (EN 622-5, 2006). Dessutom var framställda MDF skivor av MDI/rishalm också godkända enligt krav i standard för MDF ”American National Standard Institute” (ANSI A2008.2-2002). Limfria vetehalmskivor visade på måttliga skivegenskaper och klarade inte kraven i MDF standard. Fiberframställningsprocessen för MDF modifierades till en produktion utgående från halm. MDF processen för halm delades upp i sju primära processoperationer. (1) Storleksreducering och sållning av halm (2) Vätning och uppvärmning av halm (3) Defibrering (4) Belimning av halmfiber (5) Mattformning (6) Förpressning (7) Pressning De viktigaste resultaten från denna studie är att MDF av halm kunde produceras utgående från olika typer av halmsorter och lim. Dessutom utfördes MDF-processen i pilotskala och visade på en lämplig metod för framställning av MDF-skivor från halmbalar till färdiga halmfiberskivor. Det miljömässiga perspektivet på att använda jordbruksavfall till framställning av halmskivor är att undvika förbränning av halm ute på fältet, men det är även möjligt att binda koldioxid (CO2) i halms