DE102007051680B4

DE102007051680B4 - Hanfbrikett und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102007051680B4
Application number: DE200710051680
Authority: DE
Inventors: W. Chiron; Gerhard Dilger; Gudrun Dilger
Original assignee: CHIRON W MISSLISCH - L STURY GbR; CHIRON W Misslisch - L Stury GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Wolfgang Misslisch 88487 Mietingen und Lars Stury 88433 Schemmerhofen)
Current assignee: CHIRON W MISSLISCH - L STURY GbR; CHIRON W Misslisch - L Stury GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Wolfgang Misslisch 88487 Mietingen und Lars Stury 88433 Schemmerhofen)
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2027-10-27
Also published as: DE102007051680A1

Abstract

Hanfbrikett, das aus miteinander verpressten Hanfpflanzenstücken aus gehäckselten ganzen Hanfpflanzen besteht und das bindemittelfrei ist, wobei vor dem Häckseln kein Aufschluss in Schäben und Fasern stattgefunden hat und wobei vereinzelt kürzere Pflanzenstücke, herausgelöste Fasern, Schäbenteile oder Stäube im Häckselgut enthalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brikett aus Hanf und ein zur Herstellung des erfindungsgemäßen Briketts geeignetes Verfahren.
Nachwachsende Rohstoffe und daraus hergestellte Brennstoffe haben in den letzten Jahren zunehmend Bedeutung gewonnen. Am Markt sind Brennstoffe aus Hanf bereits bekannt, wobei diese aus Reststoffen bestehen, die bei der Fasergewinnung entstehen, das heißt Stäube, Kurzfasern und Schäbenspäne, die miteinander, teilweise auch unter Verwendung von Bindemitteln, zu Pellets oder Briketts verpresst werden. Ähnlich werden Briketts und Pellets aus anderen nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, z. B. Holzbriketts.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 202 11 746 U1 ist ein pelletartiger Formkörper mit einer spezifischen Form bekannt. Als Material zu seiner Herstellung werden diverse nachwachsende Rohstoffe vorgeschlagen, unter anderem Hanf. Gemäß der dort beschriebenen Erfindung weist der Formkörper einen Teilbereich auf, der gegenüber anderen Teilbereichen eine höhere Dichte aufweist. Der Formkörper ist kompliziert herzustellen.
Das Gebrauchsmuster DE 20 2004 018 613 U1 offenbart einen Brennstoff auf der Basis von Pflanzenmaterialien, die zu Pellets oder Briketts verpresst sind. Erfindungsgemäß soll er zu wenigstens 50 Gew.-% Abfälle aus der Reinigung von Agrarpflanzensamen enthalten. Als übriger Bestandteil werden beispielhaft zerkleinerte Pflanzen, z. B. zerkleinerte getrocknete Hanfpflanzen vorgeschlagen.
Bekannte Hanf- und Holzbriketts haben diverse Nachteile.
Bei Verpressung ohne Verwendung von Bindemitteln ist der Zusammenhalt der Briketts verhältnismäßig schlecht. Dies bedeutet, dass der Abrieb hoch ist und die Briketts leicht zerfallen und zerbröseln. Solche Briketts werden jedoch häufig in Privathaushalten verbrannt, z. B. in Kaminöfen und Kachelöfen. Der hohe Abrieb bringt einen hohen Dreck- und Staubanfall mit sich, was in den Wohnräumen generell unerwünscht ist. Auch zeigte sich, dass die Lagerfähigkeit wegen des schlechten Zusammenhalts dieser Briketts stark beschränkt ist. Versuche ergaben, dass sie bereits bei Lagerung von einer Heizperiode zur nächsten zerfallen und dann nicht mehr verbrennbar sind.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass im Handel erhältliche Hanfbriketts einen sehr unangenehmen Geruch aufweisen. Auch dies ist bei Verbrennung der Briketts im Privathaushalt unerwünscht.
Noch ein weiterer, großer Nachteil der bekannten Hanfbriketts liegt in ihrem Brennverhalten. Bei Auflegen der Hanfbriketts brennen diese kurz auf und verschwelen nachfolgend. Ihre Wärmeabgabe ist dabei gering und der Ascheanfall sehr hoch, wobei außerdem noch Bruchstücke und Reststücke in der Asche enthalten sind. Diese Hanfbriketts zeigen eher ein Brennverhalten von Braunkohlebriketts. Sie können somit – wie Braunkohlebriketts – nur in Ergänzung zu Scheitholz verbrannt werden. Als Alleinbrennstoff sind sie ungeeignet. Holzbriketts können zwar als Alleinbrennstoff verbrannt werden, aber sie haben im Vergleich eine geringere Wärmespeicherfähigkeit. Sie verbrennen verhältnismäßig rasch. Gutes Scheitholz, z. B. aus Buche, zeigt ein optimales Brennverhalten und Wärmeabgabe. Es brennt gut an und verglüht dann über einen langen Zeitraum, wobei jedoch – anders als bei Braunkohlebriketts – während des Verglühens viel Wärme abgegeben wird.
Im Handel erhältliche Hanfbriketts aus Reststoffen sind das Produkt intensiver Verarbeitung, so dass eine Herstellung vor Ort, d. h. dort wo der Hanf angebaut wird, nicht möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Hanfbrikett bereitzustellen, das vor Ort erzeugt werden kann und das die Eigenschaften fossiler Briketts aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Hanfbrikett nach Anspruch 1. Weiter wird nach Anspruch 8 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hanfbriketts bereitgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Hanfbrikett besteht aus Hanfpflanzenstücken, die miteinander verpresst sind. Diese Hanfpflanzenstücke werden durch Häckseln der ganzen Hanfpflanze erzeugt. Es könnte somit auch als Ganzpflanzen-Hanfbrikett bezeichnet werden. Anders als im Stand der Technik werden nicht Stäube, Kurzfasern und Partikel, die bei der Faseraufbereitung anfallen, das heißt bei dem Vorgang, bei dem gewöhnlich Fasern und Schäben voneinander getrennt werden, zum Verpressen und zur Herstellung von Hanfbriketts eingesetzt. Stattdessen wird die Hanfpflanze als Ganzes gehäckselt. Vor dem Häckselvorgang befinden sich folglich Fasern und Schäben im Verbund. Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hanfbrikett bindemittelfrei ist. Es ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Hanfbrikett zu 100,0 Gewichtprozent (Gew.-%) aus Hanf besteht, ohne jegliche Zusatzstoffe und Bindemittel.
Versuche zeigten, dass durch die Verwendung von gehäckselten Hanfpflanzenstücken, bei denen zuvor kein Aufschluss in Schäben und Fasern stattgefunden hat, eine ausreichende Verbindung zwischen den einzelnen Stücken allein durch den Pressvorgang erzielt werden kann, um ein Hanfbrikett bereitzustellen, das eine hohe Festigkeit hat und das nicht zerfällt oder zerbricht. Anders dagegen ein Brikett, das in Versuchen rein aus Schäben hergestellt worden ist. Hier zeigte sich, dass kein ausreichender Verbund und Zusammenhalt zwischen den Schäben ohne Einsatz von Bindemitteln zu erzielen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Hanfbrikett ist jedoch genau dies der Fall; ein Zusammenhalt der Hanfpflanzenstücke im verpressten Brikett ohne jeglichen Bindemittelzusatz. Der Verbund im erfindungsgemäßen Hanfbrikett ist jenem in bekannten Hanf- und Holzbriketts weit überlegen. Der Abrieb ist gering, es staubt nicht und zerfällt nicht, auch nicht bei längerer Lagerung. Das erfindungsgemäße Hanfbrikett eignet sich somit für die Verbrennung in Privathaushalten. Hinzu kommt, dass es einen sehr angenehmen Geruch aufweist – im Gegensatz zu den bekannten Hanfbriketts. Der Geruch ist dezent, an Gras und Heu erinnernd.
Es zeigte sich außerdem, dass das erfindungsgemäße Hanfbrikett ausgezeichnete Brenneigenschaften hat und als Alleinbrennstoff eingesetzt werden kann. Die Hanfbriketts können anstelle von Scheitholz und fossilen Briketts verwendet werden und brauchen nicht gemeinsam mit Scheitholz verbrannt werden. Das Hanfbrikett der Erfindung verbrennt sowohl bei geschlossener als auch bei geöffneter Luftzufuhr vollständig und hat in beiden Fällen eine gute Wärmeabgabe. Es weist gegenüber Holzbriketts noch den Vorteil auf, dass es ähnlich wie Buchenscheitholz und fossile Briketts bei geschlossener Luftzufuhr langsam verglüht, unter Wärmeabgabe. Somit hat es sogar Wärmespeicherfähigkeit. Es zeigte sich, dass der Heizwert ausgezeichnet ist.
Da das Hanfbrikett bindemittelfrei ist, sind auch keinerlei schädigende Einflüsse, Abgase und Reststoffe aus möglicherweise verwendeten Bindemitteln zu befürchten. Das erfindungsgemäße Hanfbrikett zeigt eine ausgezeichnete Ökobilanz.
Da bereits seit Jahren die eingangs erwähnten Hanfbriketts und Hanfpellets aus Stäuben und Reststoffen am Markt erhältlich waren und bekannt sind, war nicht davon auszugehen, dass bei Verwendung eines anderen Ausgangsmaterials ein Hanfbrikett zu erzielen war, das die von diesen Hanfbriketts bekannten Nachteile nicht aufweist. Überraschenderweise weist es stattdessen hervorragende mechanische und Brenneigenschaften auf, die sogar besser sind als jene von Holzbriketts.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden auf dem Feld in Schwaden abgelegte Hanfpflanzen mit einem Häcksler gehäckselt. Das Häckselgut wird dann eingefahren und der Brikettierpresse kontinuierlich zugeführt. Selbstverständlich können die Hanfpflanzenstücke auch geeignet vor dem Verpressen gelagert werden. Der Brikettiervorgang kann beispielsweise in einer herkömmlichen Brikettiermaschine mit Schneckenzufuhr erfolgen.
Bevorzugt werden die Hanfpflanzen zu Hanfpflanzenstücken mit einer durchschnittlichen Länge von 2 bis 10 cm, bevorzugt 3 bis 6 cm, gehäckselt. Darüberhinaus werden allein durch den Häckselvorgang bedingt auch vereinzelt kürzere Pflanzenstücke, herausgelöste Fasern oder Schäbenteile oder auch Stäube enthalten sein. Bevorzugt ist jedoch ein Gehalt an durchschnittlich 2 bis 10 cm, insbesondere 3 bis 6 cm, langen Hanfpflanzenstücken von mindestens 70 Gew.-%, bevorzugter 85 bis 90 Gew.-%. Dadurch wird ein optimaler Zusammenhalt beim fertigen Brikett erzielt.
Anstelle des Häckselns von in Schwaden abgelegten geschnittenen Hanfpflanzen wäre auch denkbar, dass die Hanfpflanzen zu Ballen aufgewickelt werden und später wird der ganze Hanfballen gehäckselt zu den Hanfpflanzenstücken, die dann miteinander verpresst werden. Auch derartig hergestellte Hanfpflanzenstücke werden miteinander bindemittelfrei zu Hanfbriketts verpresst.
Die Hanfpflanzen können vor dem Häckselvorgang einer Feldröste unterzogen werden oder können im angetrockneten Zustand, jedoch ohne Durchmachen einer Feldröste, das heißt im grünen Zustand, gehäckselt und verpresst werden.
Die erfindungsgemäßen Hanfbriketts haben vorteilhafterweise eine Rohdichte von 1,0 bis 1,2 g/cm³. Hierdurch weisen sie die erforderlichen Festigkeitswerte und den Zusammenhalt der Hanfpflanzenstücke auf und erlauben gleichzeitig eine gute Verbrennung. Der Gesamtwassergehalt liegt bevorzugt zwischen 5 bis 15 Gew.-%. Dies sind Werte, die sich mit einem gewöhnlichen Feldtrocknungsvorgang erzielen lassen. Eine höhere Feuchtigkeit wäre nachteilig für den Verbrennungsvorgang; eine geringere Feuchtigkeit würde künstliche Trocknungsvorgänge, die energieaufwändig sind, erfordern. Das erfindungsgemäße Hanfbrikett weist bevorzugt einen unteren Heizwert (waf-Wert) von mehr als 4,5 kWh bzw. mehr als 16200 kJ/kg auf. Dies bedeutet, dass es einen höheren Heizwert als Buchenscheitholz hat. Der Aschegehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 Gew.-%. Dies zeigt an, dass beim erfindungsgemäßen Hanfbrikett ausgezeichnete Brennvorgänge stattfinden.
Die Hanfpflanzenstücke sind im Hanfbrikett bevorzugt ungeordnet. Dies bedeutet, dass sich die einzelnen Hanfpflanzenstücke in sämtliche Raumrichtungen erstrecken. Die Hanfpflanzenstücke werden deshalb vor dem Brikettiervorgang nicht geordnet, sondern kreuz und quer der Brikettiermaschine zugeführt. Es findet auch keine Sortierung der Stücke statt, sondern es werden Hanfpflanzenstücke unterschiedlicher Länge gemischt eingesetzt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können weitere zerkleinerte nachwachsende Rohstoffe, wie Nadel- oder Laubbaumholz, Flachs, Miscanthus oder Sida hermaphrodita, beigemengt werden. Der Anteil solcher Beimengungen überschreitet bevorzugt 50 Gew.-%, insbesondere 30 Gew.-%, nicht. Dadurch bleibt es möglich, die von der Hanfpflanze günstigen und für den Brikettiervorgang erforderlichen Verbackungseigenschaften des Hanfhäckselguts beizubehalten und es gleichzeitig zu ermöglichen, auch andere nachwachsende Rohstoffe für die Brennstoffherstellung einzusetzen.

Claims

Hanfbrikett, das aus miteinander verpressten Hanfpflanzenstücken aus gehäckselten ganzen Hanfpflanzen besteht und das bindemittelfrei ist, wobei vor dem Häckseln kein Aufschluss in Schäben und Fasern stattgefunden hat und wobei vereinzelt kürzere Pflanzenstücke, herausgelöste Fasern, Schäbenteile oder Stäube im Häckselgut enthalten sind.
Hanfbrikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 70 Gew.-% der Hanfpflanzenstücke eine Länge von 2–10 cm haben.
Hanfbrikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Rohdichte von 1,0–1,2 g/cm³ hat.
Hanfbrikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gesamtwassergehalt von 5–15 Gew.-% hat.
Hanfbrikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen unteren Heizwert (waf-Wert) von mehr als 4,5 kWh hat.
Hanfbrikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Aschegehalt von 2–5 Gew.-% hat.
Hanfbrikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer nachwachsender Rohstoff in zerkleinerter Form beigemengt ist, insbesondere Nadel- oder Laubbaumholz, Flachs, Miscanthus oder Sida hermaphrodita, wobei der Gehalt an diesem zumindest einen nachwachsenden Rohstoff in zerkleinerter Form maximal 50 Gew.-% beträgt.
Verfahren zur Herstellung von Hanfbriketts nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschnittenen ganzen Hanfpflanzen gehäckselt, werden, das Häckselgut einer Brikettierpresse zugeführt wird und bindemittelfrei zu Hanfbriketts verpresst wird, wobei vor dem Häckseln kein Aufschluss in Schäben und Fasern stattgefunden hat und wobei vereinzelt kürzere Pflanzenstücke, herausgelöste Fasern, Schäbenteile oder Stäube im Häckselgut enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hanfpflanzen zu Stücken mit einer Länge von 2–10 cm gehäckselt werden, wobei mindestens 70 Gew.-% der Hanfpflanzenstücke die Länge von 2–10 cm haben.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geschnittenen Hanfpflanzen im Schwaden abgelegt werden und direkt vom Schwaden gehäckselt, werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geschnittenen Hanfpflanzen zu Ballen gepresst werden und der Ballen als Ganzes gehäckselt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hanf vor dem Zerkleinerungsvorgang einer Feldröste unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hanf grün zerkleinert wird.