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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung
von Biomassematerialien in z.B. einen Fermenter mit zumindest einer
beispielsweise eine Förderschnecke
als Förderer
aufweisenden Förderstufe
und mit einem der Förderstufe
zugeordneten, Zerkleinerungswerkzeuge aufweisenden Zerkleinerer,
beispielsweise einer Mühle.
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Anlagen
zur Förderung
von Biomassematerialien sind bekannt und haben beispielsweise eine Vertikalförderschnecke
als Vertikalförderstufe,
der ein Aufgabeband vorgeordnet und eine Zerkleinerungsmühle nachgeordnet
ist, gegebenenfalls auch mit sich daran anschließenden Förderschnecken zwecks Überführung in
einzelne Fermentereinheiten, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung
für eine
Vorbehandlung der Biomassematerialien Sorge zu tragen hat. Bei bekannten
Vorrichtungen wird die Zerkleinerung der Biomassematerialien von
der Mühle
vorgenommen, wobei die verwendeten Zerkleinerungswerkzeuge das Biomassematerial
unabhängig
von dessen Konsistenz zerkleinern. Dabei werden in aller Regel alle
aufgegebenen Biomassematerialien durch die Mühle zugeführt, was dazu führt, daß der Förderkapazität Grenzen
gesetzt sind. Ebenfalls ist es nicht möglich, in Abhängigkeit
der aufzugebenen Biomassematerialien ein optimal vorbehandeltes
Produkt für einen
optimierten Gärprozeß einem
Fermenter zuzuführen.
Das beeinträchtigt
nachproduzierbare und mithin industriell planbare Gärprozesse.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der in einem verbesserten Maß Biomasseprodukte
den Fermentereinheiten zur Verfügung
zu stellen sind, die in einem verbesserten planbaren Maß einen
nachfolgenden Gärungsprozeß gestalten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten
Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich
wesentlicher vorteilhafter Ausgestaltungen dieser Vorrichtung wird
auf die Ansprüche
2 bis 21 verwiesen.
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Damit
wird eine Vorrichtung zur Förderung von
Biomassematerialien zur Verfügung
gestellt, in deren Förderstufe,
beispielsweise mit einer ersten Förderschnecke das Biomassematerial
dem Zerkleinerer zuzuführen
ist, von dem aus es der weiteren Förderstufe, beispielsweise einer
zweiten Förderschnecke übergeben
werden kann, und zwar so zerkleinert, wie dies gewünscht ist.
Zusätzlich
ist es mit dieser Vorrichtung möglich,
die mithin eine Zentraleinheit im Rahmen der einem Fermenter vorgeschalteten
Förderstrecke
bilden kann, den Zerkleinerer zu umgehen, in dem das Material direkt
dem weiteren Förderer,
also z.B. der zweiten Förderschnecke,
zugegeben wird. Dabei kann das Material, das jeweils aufgegeben
wird, durchaus von einer einzigen vertikalen Förderstrecke der Vorrichtung
zugeführt
werden und z.B. über
den ersten Förderer
unter Umgehung des Zerkleinerers dem weiteren Förderer in der Vorrichtung übergeben
werden. Diese ermöglicht, daß die Vorrichtung
mit einer zentralen Zuführöffnung auskommt.
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, in dem die beiden
Förderer
sich bereichsweise überlappen
und untereinander in der Vorrichtung angeordnet sind und inzwischen
den beiden Förderern
ein Verschlußelement,
beispielsweise eine verschiebbare Klappe, vorgesehen ist. Diese Klappe
kann aufgesteuert werden, wonach das entsprechende aufgegebene Material
z.B. an der Förderronde
einer Förderschnecke
vorbei in die darunter befindliche weitere Förderschnecke fällt und
sodann unter Umgehung des Zerkleinerers in die weitere Förderschnecke
hin zum Fermenter bewegt wird. Dabei kann die Klappe selbstverständlich auch
auf ein vorbestimmbares Spaltmaß aufgesteuert
werden, um eine gewisse Menge direkt in den weiteren Förderer gelangen
zu lassen, aber auch einen gewissen Teil des aufgegebenen Biomassematerials
dem Zerkleinerer zuzuführen.
Ebenfalls ist es möglich,
z.B. im Bereich einer zentralen Zuführöffnung weitere Anschlüsse vorzusehen,
um beispielsweise durch Schwerkraft oder auch z.B. durch eine Zellenradschleuse
z.B. Getreide, sei es trockenes Getreide, aber auch z.B. Mais mit
einem gewissen Feuchtegrad, zuzugeben, um dieses über die
Zerkleinerungswerkzeuge des Zerkleinerers zu führen, wobei in einem solchen
Falle beispielsweise aufgrund der Zugabe von Mais es sich nicht
um eine reine Trockenmahlung handelt, so daß auch Staubexplosionsrisiken
vorgebeugt ist.
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Ebenfalls
ist es möglich,
z.B. die Fördergeschwindigkeit
der einzelnen Förderschnecken
zu steuern, z.B. auch in Abhängigkeit
des Füllungsgrades
bzw. der abgenommenen Leistung in der Mühle, um einen dosierten Betrieb
zu ermöglichen.
Dies kann durch geeignete Meßwertgeber
erfolgen, so daß von
einer zentralen Steuereinheit aus entsprechende Einstellungen in
der Vorrichtung insgesamt, also z.B. Geschwindigkeit der Förderschnecken,
Auf- und Zu- bzw. Spaltsteuerung der Verschlußklappe, Geschwindigkeit der
einzelnen Förderschnecken auch
im Verhältnis
zueinander, ein feindosierbarer regelbarer Betrieb ermöglicht ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn der Zerkleinerer ein Siebeinheit aufweist,
die aus einer Außerbetriebsstellung
in eine den Zerkleinerungswerkzeugen zugeordnete Betriebsstellung
zurücküberführbar ist.
Durch daß aus
einer Außerbetriebsstellung
in eine den Zerkleinerungswerkzeugen zugeordnete Betriebsstellung
und zurücküberfährbare Siebeinheit ist
eine unmittelbar dem Zerkleinerer zugeordnete Einheit geschaffen,
die in Abhängigkeit
des aufzugebenden Biomassematerials eine Vorbehandlung ermöglicht,
mit dem produzierbare Aufgabemasse für anschließende Fermentereinheiten zur
Verfügung
zu stellen sind. So ist es insbesondere ermöglicht, auf den Feuchtigkeitsgehalt
des Biomassematerials Rücksicht
zu nehmen, um beispielsweise die Siebeinheit in ihre Betriebsstellung
zu überführen, in
der sie den Zerkleinerungswerkzeugen insgesamt zugeordnet ist, wenn
ein sehr trockenes Biomassematerial aufgegeben wird. Ist das Biomassematerial
noch naß,
kann die Siebeinheit in ihrer Außerbetriebsstellung überführt werden,
so daß die
Zerkleinerungswerkzeuge ohne zugeordnete Siebeinheit arbeiten können.
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Bevorzugtermaßen ist
die Siebeinheit auch als Verstellsieb ausgebildet und hat unterschiedliche Siebe
mit entsprechenden Löchern,
die relativ zueinander bewegt bewegbar sind, so daß die einander zugeordneten
Sieblöcher
aufgrund der Relativbewegung zueinander unterschiedlich große Öffnungssiebquerschnitte
freigeben.
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Hinsichtlich
derer Gestaltung wird auf die
DE 102 45 447.7 A , die
DE 102 45 445.0 A und die
DE 102 45 446.9 A verwiesen,
deren Inhalt ausdrücklich zum
Offenbarungsgehalt dieser vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.
Ebenfalls ist bevorzugt vorgesehen, daß der Zerkleinerer als Zerkleinerungsmühle mit
zugeordneten Prallleisten ausgebildet ist, wobei die Pralleisten
verstellbar sind, und zwar derart, daß die Pralleisten um eine exzentrisch angeordnete
Schwenkachse schwenkbar ausgebildet sind. Damit ist auch steuerbar
auf das Zerkleinerungs- bzw. Mahlgut Einfluß zu nehmen. Auch die Verstellung
der Pralleisten kann von einer zentralen Steuereinheit erfolgen.
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Insgesamt
ist damit eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der in einer
zentralen Fördereinheit
die unterschiedlichsten Betriebsparameter der aufzugebenen Biomassematerialien
exakt einzustellen und zu regeln sind. So lassen sich ansonsten auch
nur schwer in einem Gärprozeß verwertbare
Biomassematerialien einsetzen, indem sie eine entsprechende Vorbehandlung
erfahren bzw. mit entsprechend anderen passenden Biomasseprodukten in
der Vorrichtung vermischt werden. Damit ist es ermöglicht,
mit einer gut händelbaren
und im übrigen
in einer auch baulich überschaubaren
Zentraleinheit Biomassematerialien dem Gärprozeß zuzuführen, die mit bekannten Anlagen
nicht oder nur teilweise verwertet werden können. Darüber hinaus ist in optimierter
Weise auf den Gärprozeß Einfluß zu nehmen,
so daß in
reproduzierbarer und optimierter Weise z.B. eine Biomasseanlage
eingestellt und betrieben werden kann.
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1 eine
schematische Seitengesamtansicht einer Vorrichtung zur Förderung
von Biomaterialien in Fermentereinheiten;
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2 ausschnittsweise
das Gehäuse
einer Zerkleinerungsvorrichtung mit zugeordneter Siebeinheit in
der Außerbetriebsstellung
der Siebeinheit in einer perspektivischen Darstellung;
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3 eine
zu 2 analoge Darstellung ohne die Darstellung der
Siebflächen;
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4 eine
zu den 2 und 3 analoge Darstellung mit Darstellung
der Zerkleinerungswerkzeuge und des Antriebes der Zerkleinerungswerkzeuge;
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5 das
Ausführungsbeispiel
nach 4 in einer anderen perspektivischen Darstellung
mit Darstellung der Abführöffnung der
Zerkleinerungsvorrichtung;
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6 vergrößert die
Zentralvorrichtung 1.1 in 1, und
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7 vergrößert ausschnittsweise
einen Bereich des Zerkleinerers mit seinen verstellbaren Pralleisten.
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In
der Zeichnung sind grundsätzlich
gleichwirkende Teile mit übereinstimmenden
Bezugsziffern versehen.
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In
der Zeichnung ist allgemein mit 1 eine Anlage zur Förderung
von Biomaterialien beziffert. Diese umfaßt eine Aufgabeeinheit 2,
auf die Biomasseausgangsmaterialien aufzugeben sind. Über eine bewegbare
Förderrampe 3 wird
diese einer Vertikalförderschnecke 4 als
Vertikalförderstufe
zugeführt. Diese
mündet
in eine Vorrichtung 1.1 nach der Erfindung mit einer Förderschnecke 5,
die horizontal ausgerichtet ist. Sowohl bei 6 als auch
bei 7 ist ein Zerkleinerer vorgesehen sein. Im nachfolgenden
wird bei 7 der Zerkleinerer 8 der Vorrichtung 1.1 in
Gestalt einer Mühle
näher erläutert. Über eine
zweite Förderschnecke 9 der
Vorrichtung 1.1 und auch Förderschnecken weiterer Förderstufen
können
die zerkleinerten, nicht zerkleinerten und/oder vermischten Biomassematerialien
jeweils einer Fermentereinheit 10 und 11 zugeführt werden,
z.B. für
einen nachfolgenden Gärprozeß. Von ihren
Bauteilen ist die Zerkleinerungseinheit 8 bei 7 in
den 2 bis 5 näher erläutert. Der Zerkleinerer 8 hat
(4) über
einen Motor 12 in Rotationsbewegung versetzbare Zerkleinerungswerkzeuge 3 in
Gestalt von Schlagleisten. Oberhalb des Gehäuses 14, und zwar über einen
Deckel verschließbar,
sind Pralleisten 15 den Zerkleinerungswerkzeugen zugeordnet.
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In 2 näher dargestellt
(ohne Zerkleinerungswerkzeuge und ohne Deckel), ist den Zerkleinerungswerkzeugen
eine Siebeinheit 16 zugeordnet. Diese Siebeinheit ist in
das Gehäuse 14 zu
bewegen und in der 2 in einer Betriebsstellung
gezeigt, in der sie sich außerhalb
dieses Gehäuses 14 befindet. Dazu
ist in dem Gehäuse
eine Öffnung 17 vorgesehen.
Unterhalb der Öffnung 17 ist
eine wannenartige Einheit 18 mit einer unteren Schüttfläche 19 angebaut,
wobei die Schüttfläche 19 unmittelbar
in die schachtartige Austragöffnung 20 des
Gehäuses 14 des
Zerkleinerers 8 mündet.
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Die
Siebeinheit 16 hat ein Sieb 21, das leicht gekrümmt ist.
Dieses Sieb ist, wie näher
aus 3 hervorgeht, an einem Schlitten 22 geführt, der
entlang von Führungen 23 über Hydraulikzylinder 24 zu bewegen
ist, und zwar aus der aus 2 ersichtlichen
Außerbetriebsstellung
hinein in eine Stellung, in der die Siebeinheit nach unten in die
Zerkleinerungswerkzeuge vollständig
umgibt, so daß der
darunter liegende Schacht mit der Schachtöffnung 20 für das Biomasseprodukt
erst erreichbar ist, wenn das Sieb passiert wurde. Dies kann so
gestaltet sein, wie in den eingangs genannten Patentanmeldungen
näher beschrieben
wurde. Danach kann es eine Verstellsiebeinheit sein mit zwei oder
mehr aufeinander liegenden Siebelementen, mit jeweils einer Mehrzahl
von Sieblöchern,
die in relative Lagen zueinander zu bringen sind, so daß dadurch
das Lochmuster, die Lochgröße und/oder
die Lochstruktur zu verändern
ist.
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Im
einzelnen nicht näher
dargestellt ist ein Feuchtesensor, der die Feuchte des aufzugebenden Biomassematerials
ermittelt und an eine elektrische Stelleinheit weitergibt, die in
Abhängigkeit
des Feuchtegehaltes des Biomassematerials die Stellpositionen der
Siebeinheit durchführt,
gleichzeitig jedoch auch für
eine Verstellung der Verstellsiebelemente zueinander Sorge tragen
kann. Zusätzlich können noch
weitere Bedienelemente vorhanden sein, um beispielsweise vorprogrammierbar
oder manuell die Überführung der
Siebeinheit in ihre Betriebsstellung und zurück zu bewerkstelligen oder aber
auch beispielsweise Lochgröße, Lochstruktur und
dergleichen zu verändern.
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In 6 ist
die Vorrichtung 1.1 mit ihrer Mühle 8 als Zerkleinerer
und den beiden einander zugeordneten horizontal ausgerichteten Förderschnecken 5 und 9 als
Förderer
dieser Förderstufe
näher veranschaulicht. Über die
Vertikalförderschnecke 6 kann Biomassematerial
an die erste Förderschnecke 5 gegeben
werden, die von einem Motor 5.1 angetrieben ist. Vor dem
Zerkleinerer 8 mit seinen Schlagleisten 8.1 und
seinen Pralleisten 8.2. ist ein Verschließelement 21 vorgesehen,
das hydraulisch betätigt
auf und zu gefahren werden kann, aber auch auf einen Spaltmaß mit einem
gewissen Öffnungsquerschnitt aufzufahren
ist. Ist das Verschließelement 21 in
Gestalt der Verschlußklappe
geschlossen, wie in 6 dargstellt, wird das gesamte
Material, das von der Förderschnecke 5 gefördert wird,
dem Zerkleinerer 8 zugeführt. Ist die Verschlußklappe 21 geöffnet, wird das
meiste von der Förderschnecke 5 geförderte Material
durch die dann nicht mehr verschlossene Öffnung an die unter der Förderschnecke 5 gelegene Förderschnecke 9 weitergegeben,
die von ihrem Motor 9.1 angetrieben ist. Damit ist ganz
oder teilweise der Zerkleinerer 8 zu umgehen.
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Vor
der Verschlußklappe 21 ist
noch ein Vorratsbehälter 22 vorgesehen, über den
mittels eines Dosierers 23 dosiert beispielsweise Zuschlagsstoffe beigegeben
werden können.
Darüber
kann beispielsweise Getreide aber auch sonstiges Material aufgegeben
werden. Sämtliche
Teile wie Schnecken 5 und 9, Zerkleinerer, Dosierer 23 sind über eine
Zentralsteuereinheit (nicht näher
gezeigt) gesteuert, so daß diese
Vorrichtung so automatisiert zu fahren ist, daß in Abhängigkeit der aufgegebenen Biomassematerialien,
aber auch in Abhängigkeit
gefahrener Betriebszustände,
die über
geeignete Meßwertgeber
zu erfassen sind, ein automatischer, aber voreinstellbarer Betrieb
ermöglicht
ist.
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Die
Pralleisten 8.2 sind, wie 7 zu entnehmen
sind, schwenkbar ausgebildet. Dazu haben sie eine exzentrisch angeordnete
Schwenkachse 8.3, um die sie verschwenkt werden können, woraufhin
die Pralleisten 8.2 einen unterschiedlichen Abstand zu
den Schlagwerkzeugen 8.1 einnehmen.