%0 Generic
%A Stelzner, Ingrid
%D 2017
%F artdok:5438
%R 10.11588/artdok.00005438
%T Bestimmung prozessrelevanter Eigenschaften für die Gefriertrocknung in der Nassholzkonservierung
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/artdok/5438/
%X Organische Materialien erhalten sich unter Sauerstoffabschluss, beispielsweise in Seen und Mooren, aber auch unterhalb des Grundwasserspiegels in Stadtkernsiedlungen. Hier sind nur wenige Mikroorganismen lebensfähig, die das organische Material abbauen. Aufgrund der Seltenheit dieser Fundplätze und der darin erhaltenen Feuchtbodenfunde spielen diese Orte eine Schlüsselrolle in der archäologischen Forschung. Das Aufkommen von organischen Materialien in den Seeufersiedlungen um die Alpen und deren unermessliches Forschungspotential war ein Grund für die Aufnahme der Fundplätze in die Liste der Welterbestätten der UNESCO. Damit sind diese Fundstellen besonders schützenswert und deren Fundmaterialien müssen so gut wie möglich für nachfolgende Generationen bewahrt werden.  Wegen des hohen Abbaugrads werden die Funde mit speziellen Verfahren, der Gefriertrocknungsmethode, für die Zukunft konserviert. Dabei werden die Funde zunächst mit einer wässrigen Lösung imprägniert und anschließend wird den Objekten durch Sublimation das enthaltene Restwasser entzogen. Angesichts des hohen apparativen Aufwandes und des hohen Energieverbrauchs stellt sich die Frage nach einer Optimierung des Verfahrens. Im Zuge der Arbeit wurde die Gefriertrocknungsmethode untersucht, abhängig von den verwendeten Konservierungsmitteln. Die Auswahl der Konservierungsmittel konzentrierte sich auf hochmolekulare Polyethylenglykole (PEGe) und deren Mischungen mit niedermolekularen PEGen, Saccharose und Zuckeralkohole (D-Mannitol, Lactitol MC und Trehalose), das Polyvinylpyrrolidon Luviskol K30 sowie die Hydroxypropylcellulose Klucel EF. Zunächst stand die Analyse der Konservierungsmittellösungen im Vordergrund. Hier wurden der pH-Wert, die Oberflächenspannung der Lösungen sowie die Sorptions- und Quellungseigenschaften an rezenten Proben aus Birkenholz bestimmt. Zur Bestimmung der kritischen Temperaturen und der physikochemischen Eigenschaften kristalliner sowie amorpher Konservierungsmittellösungen wurden neben der thermischen Analyse, die Gefriertrocknungsmikroskopie und Differentialkalorimetrie berücksichtigt. Mittels Pulverdiffraktometrie wurden die erhaltenen Daten verifiziert. Durch die Trocknung knapp unterhalb der kritischen Temperatur kann die Gefriertrocknung beschleunigt werden. Die Analyse der gefriergetrockneten Konservierungsmittel ergaben Aussagen zur Formstabilität und Morphologie. Analysen der Hygroskopizität und der thermischen Stabilität definieren die Anforderungen für die präventive Konservierung. Die Gefriertrocknung kann durch Konservierungmittel wie Mannitol oder hochmolekularem PEG beschleunigt werden, da sie eine hohe kritische Temperatur und eine kristalline Struktur aufweisen.  Die ausgewählten Konservierungsmittel wurden zusätzlich an archäologischen Objekten getestet, um ihre Anwendung für die Gefriertrocknung zu untersuchen. Proben aus Eiche mit einem hohen und einem geringen Abbaugrad wurde ausgewählt, konserviert und gefriergetrocknet. Neben der visuellen Auswertung der konservierten Proben wurde die Schrumpfvergütung mittels 3D-Scan beurteilt sowie die inneren Strukturen durch 3D-CT analysiert. Mittels rasterelektonenmikroskopie (REM) wurde die Mikrostruktur der Proben untersucht.  Hierbei zeigte sich, dass das Konservierungsergebnis stark vom Zustand der Holzproben beeinflusst wird. Das Zusammenspiel zwischen Konservierungmittel und Trocknungsmethode hatte Einfluss auf das Konservierungsergebnis. Eine klebrige Oberfläche, kompakte Reste und Kollaps in der Holzstruktur sind Schäden, die durch die Überschreitung der kritischen Temperatur während der Gefriertrocknung auftreten.