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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Strahlpumpe zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit Bindemittelfluid, sowie auf eine Anlage zur Benetzung und/oder Vorbenetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid.
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Verfahren und Vorrichtungen zum Benetzen insbesondere von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid sind im Stand der Technik hinreichend beschrieben. So offenbart beispielsweise die
DE 101 53 593 A1 hierzu, wie ein Förderluftstrom in einem im Wesentlichen senkrecht ausgerichteten Führungsrohr erzeugbar ist, der später die zugeführten Holzfasern mitnimmt und durch einen Nebel von Bindemittelfluid leitet.
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Aus der
US 4 530 468 A geht eine reduzierte Faser-Isolierungs-Düse hervor, mittels welcher Isolierfasern, die mit Lufttransport zur Düse gelangen, durch eine Hilfsdruckluft mit erhöhter Geschwindigkeit durch eine Venturi-Düse gebracht werden. Dabei werden die Fasern beim Verlassen der Düse „aufgeplustert“, da beim Austritt die Fasern schlagartig auf Normaldruck treffen. Zusätzlich kann hier eine Düse zur Beleimung angebracht werden.
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Mit einem Bindemittelfluid zu benetzende Holzfasern, welche unbenetzt oder bereits zumindest teilweise vorbenetzt sind, bedürfen jedoch vor ihrer Weiterverarbeitung gewöhnlich einer hinreichenden Auflockerung und Vereinzelung.
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Diesbezüglich offenbar die
DE 195 06 353 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Benetzen von pneumatisch geförderten Partikeln mit einem Fluid, wobei das Fluid mittels Düsen in eine von den Partikeln durchströmte Förderleitung eingesprüht wird. Hierbei wird vor der Benetzung eine Art Venturidüse realisiert, um die Partikel zunächst zu beschleunigen und dann, durch eine Aufweitung des Rohres, schlagartig zu verlangsamen und so in einer diffusen Strömung zu vereinzeln. An dieser Stelle werden dann die vereinzelten Partikel durch einen gleichmäßigen und feinen Benetzungsnebel geleitet.
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Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Fördermittel sehen für ein Auflockern bzw. Vereinzeln unbenetzter Holzfasern eigens konstruierte Rohrleitungen vor. Darüber hinaus bergen mittels pneumatischer Luftströme geförderte Holzfasern das Risiko von Anbackungen im Transportrohr, besonders dann, wenn es sich um zumindest teilweise benetzte Holzfasern handelt, bei denen schon ein Bindemittel dazu gegeben wurde. Damit aber eine effiziente Benetzung mit einem Bindemittelfluid stattfinden kann, muss auf den Oberflächen bzw. in den Kapillaren unbenetzter Holzfasern hinreichend freies Wasser vorhanden sein, also insb. eine Feuchte zwischen 25% oder 30% und 40%. Denn ohne hinreichende Affinität zwischen Faser und Bindemittelfluid, welches typischerweise Teil einer Leimflotte bzw. eines Leimtropfens ist, kann keine effiziente Benetzung stattfinden.
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Schließlich sei noch auf die
US 5 558 713 A hingewiesen, welche eine Vorrichtung zur Ausbildung von Faserbahnen mit einer vorbestimmten Verteilung von Teilchenmaterial offenbart, wobei die Vorrichtung zum Erzeugen eines gepulsten Stromes aus Teilchenmaterial zur Applikation an einer Faserbahn einer Einwegwindel dient.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren nebst Vorrichtung in Form einer Strahlpumpe zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid bereitzustellen. Darüber hinaus soll die Feuchte der Holzfasern insbesondere zum Zeitpunkt ihrer Benetzung zwischen 25% und 40% regulierbar sein, vorzugsweise auf Werte um oder oberhalb 30%. Schließlich sollen Verfahren nebst Vorrichtung in Form einer Strahlpumpe für eine Anlage zur Benetzung und/oder Vorbenetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid geeignet sein.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Strahlpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 sowie durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid, wobei die Holzfasern unbenetzt und/oder zumindest teilweise vorbenetzt sind, zeichnet sich dadurch aus, dass unbenetzte Holzfasern und/oder bereits zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern über einen Saugstutzen dergestalt einer Strahlpumpe zugeführt werden, dass diese Holzfasern am Auslass einer in der Strahlpumpe angeordneten Treibdüse auf ein Treibmittel treffen und durch das Treibmittel beschleunigt in eine Mischkammer der Strahlpumpe mitgerissen und dabei aufgelockert und vereinzelt werden.
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Soweit es sich bei den Holzfasern um noch unbenetzte und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern handelt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, solche Holzfasern innerhalb der Mischkammer einem Bindemittelfluid auszusetzen und zu benetzen. Erfindungsgemäß ist dazu eine Strahlpumpe, deren Mischkammer zumindest ein Injektor zur Zufuhr eines Bindemittelfluides in die Mischkammer zwecks Benetzung noch unbenetzter Holzfasern und/oder zumindest teilweise vorbenetzter Holzfasern zugeordnet ist.
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Die Erfinder haben erkannt, dass in einer erfindungsgemäß verwendeten Strahlpumpe zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens mittels einfacher Strömungsmechanik ein zuverlässiger Unterdruck erzeugbar ist, welcher Holzfasern, gleich ob diese zeitgleich noch zu benetzen und somit unbenetzt und/oder bereits zumindest teilweise vorbenetzt zugeführt werden, in einer für den vorliegend angestrebten Zweck vorteilhaften Art in eine Mischkammer mitreißt. Denn durch den damit einhergehenden Beschleunigungseffekt werden die Fasern vorteilhaft aufgelockert und vereinzelt. Indem zudem eine Strahlpumpe sehr einfach aufbaubar ist und insbesondere ohne bewegliche Teile auskommt, ist diese weit robuster und wartungsarmer als die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen.
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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So ist in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Holzfasern in der Mischkammer durch eine düsenförmige Ausgestaltung der Mischkammer weiter beschleunigt werden. Mit einer Mischkammer, welche bevorzugt als eine die Holzfasern weiter beschleunigende Düse ausgebildet ist, lassen sich in der Strahlpumpe Geschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit erreichen, was die Auflockerung bzw. die Vereinzelung der Holzfasern vorteilhaft weiter fördert.
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Die Rahmenbedingungen für die Benetzung noch unbenetzter Holzfasern und/oder zumindest teilweise vorbenetzter Holzfasern lassen sich erfindungsgemäß bevorzugt einregulieren, wenn Heißdampf als Treibmittel zum Einsatz kommt. Dazu ist eine Treibdüse bevorzugt, welche mit einem Treibstutzen für die Zufuhr von Heißdampf als Treibmittel verbunden ist. Neben seiner Eignung als Treibmittel kann Heißdampf vorteilhaft in einem auf gewünschte Benetzungsbedingungen einregulierbares Maß gleichermaßen als Feuchtigkeits- wie auch Wärmeträger dienen.
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Die vorliegende Erfindung sichert vorteilhaft das Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid, wobei die Holzfasern unbenetzt und/oder bereits zumindest teilweise vorbenetzt sind, in einer Strahlpumpe. Soweit noch unbenetzte Holzfasern und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern zum Einsatz kommen, kann innerhalb der Mischkammer der Strahlpumpe ein Bindemittelfluid für eine erste oder finale Benetzung zugesetzt werden. Dabei lassen sich die Rahmenbedingungen für eine Benetzung bevorzugt mittels Heißdampf als Treibmittel auf gewünschte Benetzungsbedingungen einregulieren. Da die unterschiedlichen Komponenten sehr unterschiedliche Beschleunigungen erfahren und damit unterschiedlich hohe Differenzgeschwindigkeiten aufweisen, kommt es zu einer intensiven Mischung derselben in der Mischkammer. Daher eignet sich die vorliegende Erfindung insbesondere für Anlagen zur Benetzung und/oder Vorbenetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid.
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Als eine weitere Lösung wird eine Anlage zur Benetzung und/oder Vorbenetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid angegeben mit einer Strahlpumpe wie zuvor beschrieben zur Durchführung eines Verfahrens wie ebenfalls zuvor beschrieben.
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Alternativ oder in Kombination ist im Prozessablauf der Anlage der Strahlpumpe ein Mischer zur Vorbenetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid vorgelagert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Strahlpumpe bereits zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern zugeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Prozessablauf der Anlage der Strahlpumpe oder dem Mischer eine Wiegeeinrichtung vorgelagert. Durch die Wiegeeinrichtung, welche beispielsweise als Bandwaage ausgebildet ist, kann eine bestimmte Menge der Strahlpumpe zugeführt werden. Dies ermöglicht eine genaue und angepasste Steuerung der weiteren, der Strahlpumpe zugeführten Komponenten wie Bindemittelfluid und/oder Treibmittel, wodurch die Effizienz der Gesamtanlage weiter verbessert werden kann.
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Vorzugweise ist im Prozessablauf der Anlage der Strahlpumpe, dem Mischer und/oder der Wiegeeinrichtung ein Zwischenbunker vorgelagert. Der Zwischenbunker erlaubt eine Zwischenlagerung der Fasern und somit auch eine Entkopplung von Herstellung, Beleimung und/oder Zuführung der Holzfasern in die Strahlpumpe.
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Bevorzugt ist im Prozessablauf der Anlage dem Saugstutzen der Strahlpumpe ein Trocknerventilator zur Zuführung, insbesondere vorbenetzter Holzfasern und/oder unbenetzter Holzfasern vorgelagert.
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Alternativ oder in Kombination ist im Prozessablauf der Anlage einer Strahlpumpe eine Trocknereinheit nachgelagert. Somit kann sichergestellt werden, dass die benetzten Holzfasern auf die notwendige Feuchte zur Weiterverarbeitung getrocknet werden.
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Vorzugweise ist im Prozessablauf der Anlage einem Zwischenbunker eine Trocknereinheit vorgelagert und/oder mit dem Zwischenbunker wirkverbunden. Durch bereits vorgetrocknete Holzfasern können im Zwischenbunker Agglomerate von Holzfasern vermieden werden. Alternativ kann bei einem Zwischenbunker mit wirkverbundener Trocknereinheit die Anlage kompakter gebaut werden.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mittels einer in den Zeichnungen beispielhaft dargestellten Strahlpumpe werden nachfolgend anhand der ebenfalls in den Zeichnungen beispielhaft dargestellten Anlagen zur Benetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid – auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist – näher erläutert.
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Es zeigen schematisch:
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1 eine erfindungsgemäße Strahlpumpe zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid;
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Benetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid unter Verwendung einer Strahlpumpe gemäß 1;
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Benetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid unter Verwendung einer Strahlpumpe gemäß 1; und
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Benetzung von Holzfasern mit einem Bindemittelfluid unter Verwendung einer Strahlpumpe gemäß 1.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Strahlpumpe 40 zum Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid 63, wobei es sich bei den Holzfasern um unbenetzte Holzfasern 60 bereits zumindest teilweise vorbenetzter Holzfasern 61 handelt. Die unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 werden dabei der Strahlpumpe 40 dergestalt über einen Saugstutzen 41 zugeführt, dass diese Holzfasern am Auslass einer in der Strahlpumpe 40 angeordneten Treibdüse 46 dergestalt auf ein Treibmittel 62 treffen und durch dieses Treibmittel 62 beschleunigt in eine Mischkammer 44 der Strahlpumpe 40 mitgerissen und dabei aufgelockert und vereinzelt werden. Die Erfinder haben erkannt, dass in einer erfindungsgemäß verwendeten Strahlpumpe 40 mittels einfacher Strömungsmechanik ein zuverlässiger Unterdruck erzeugbar ist, welcher die Holzfasern 60, 61, gleich ob diese zeitgleich unbenetzt und/oder bereits zumindest teilweise vorbenetzt zugeführt werden, in einer für den vorliegend angestrebten Zweck vorteilhaften Art in eine Mischkammer 44 mitreißt. Denn durch den damit einhergehenden Beschleunigungseffekt werden die unbenetzten Holzfasern 60 und/oder die zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 vorteilhaft aufgelockert und vereinzelt.
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Wie in 1 dargestellt, können die unbenetzten Holzfasern 60 und/oder die zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 in der Mischkammer 44 durch eine düsenförmige Ausgestaltung der Mischkammer 44 weiter beschleunigt werden. Mit einer Mischkammer 44, welche bevorzugt als eine die unbenetzten Holzfasern 60 und/oder die zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 weiter beschleunigende Düse ausgebildet ist, lassen sich in der Strahlpumpe 40 Geschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit erreichen, was die Auflockerung bzw. die Vereinzelung der unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 vorteilhaft weiter fördert.
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Soweit es sich bei den Holzfasern 60, 61 um noch unbenetzte Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 handelt, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, solche Holzfasern 60, 61, insb. während ihrer Beschleunigung, innerhalb der Mischkammer 44 einem Bindemittelfluid 63 auszusetzen und zu benetzen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist dazu eine Strahlpumpe 40, deren Mischkammer 44 zumindest ein Injektor 43 zur, bevorzugt wahlweisen, Zufuhr eines Bindemittelfluides 63 in die Mischkammer 44 zwecks Benetzung noch unbenetzter Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzter Holzfasern 61 zugeordnet ist.
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Vorzugsweise umfasst der Injektor 43 mehrere Düsen (nicht dargestellt), so dass eine feine Vernebelung des Bindemittelfluids 63 erzielbar ist. Dabei versteht es sich, dass in dem durch den Saugstutzen 41 repräsentierten Ansaugbereich der erzeugte Unterdruck nicht so stark auszulegen ist, dass es zu einem spontanen verdampfen des Wassers aus dem Bindemittelfluides 63 kommt, sondern lediglich so stark, dass er ausreicht, die unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten 61 zuverlässig anzusaugen.
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Die Rahmenbedingungen für die Benetzung noch unbenetzter Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzter Holzfasern 61 lassen sich erfindungsgemäß bevorzugt einregulieren, wenn Heißdampf als Treibmittel 62 zum Einsatz kommt. Dazu ist eine Treibdüse 46 bevorzugt, welche mit einem Treibstutzen 42 für die Zufuhr von Heißdampf als Treibmittel 62 verbunden ist. Neben der Eignung als Treibmittel 62 kann Heißdampf vorteilhaft in einem auf gewünschte Benetzungsbedingungen einregulierbares Maß gleichermaßen als Feuchtigkeits- wie auch Wärmeträger dienen.
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Wie in 1 dargestellt, kann der düsenförmigen Ausgestaltung der Mischkammer 44 ein diffusorförmiger Abschnitt nachgeordnet sein. Ein solcher Diffusor 45 dient insbesondere der Anbindung der Strahlpumpe 40 an nachgelagerte Komponenten einer Anlage 1, wie insbesondere einer Trocknereinheit 50, die insbesondere als Stromrohrtrockner ausgebildet sein kann (siehe dazu 2 bis 4). Die vorliegende Erfindung sichert vorteilhaft das Auflockern und Vereinzeln von Holzfasern mit zeitgleicher Benetzung der Holzfasern mit einem Bindemittelfluid 63, wobei die Holzfasern unbenetzte Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 sind, in einer Strahlpumpe 40. Soweit noch unbenetzte Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 zum Einsatz kommen, kann innerhalb der Mischkammer 44 der Strahlpumpe 40 ein Bindemittelfluid 63 für eine erste und/oder finale Benetzung zugesetzt werden. Dabei lassen sich die Rahmenbedingungen für eine Benetzung bevorzugt mittels Heißdampf als Treibmittel 62 auf gewünschte Benetzungsbedingungen einregulieren. Da die unterschiedlichen, in die Strahlpumpe zugeführten Komponenten sehr unterschiedliche Beschleunigungen erfahren und damit unterschiedlich hohe Differenzgeschwindigkeiten aufweisen, kommt es zu einer intensiven Mischung dieser zugeführten Komponenten in der Mischkammer 44. Bei den Komponenten kann es sich um unbenetzte Holzfasern und/oder zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 handeln wie auch um ein Treibmittel 62, wie beispielsweise Heißdampf, und/oder ein Bindemittelfluid 63.
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Daher eignet sich die vorliegende Erfindung insbesondere für Anlagen 1 zur Benetzung und/oder Vorbenetzung von unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 mit einem Bindemittelfluid 63.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anlage 1 zur Benetzung von unbenetzten Holzfasern 60 mit einem Bindemittelfluid 63 unter Verwendung einer Strahlpumpe 40 gemäß 1. Dabei wird zunächst stückiges Holz in einem Kocher durch die Einwirkung von Druck und Temperatur in einer gesättigten Dampfatmosphäre aufgeschlossen. Das so erweichte, stückige Holz gelangt in einen sog. Refiner 10, in welchem eine mechanische Zerfaserung in feine Holzfasern 60 erfolgt. Beim Anfahren des Refiners 10 entstehen zunächst noch nicht verwertbare Holzfasern 60, die zu einem Start-Zyklon 11 solange ausgeschleust werden, bis für eine Weiterverarbeitung geeignete Holzfasern 60 vorliegen. Eine Rohrleitung, das sogenannte Blasrohr, welches häufig auch als Blowline 20 bezeichnet wird, führt dann das Gemisch aus Dampf, Wasser und verwertbaren unbenetzten Holzfasern 60 vom Refiner 10 zu einer Strahlpumpe 40. In der Blowline 20 können die unbenetzten Holzfasern 60 bereits eine Geschwindigkeit im Bereich von 30 bis 100 m/sec aufweisen. Die plötzliche Beschleunigung der unbenetzten Holzfasern 60 nahe Schallgeschwindigkeit innerhalb der Strahlpumpe 40 bzw. deren Mischkammer 44 nach Durchtritt durch den Saugstutzen 41 unterstützt die Auflockerung und Vereinzelung der unbenetzten Holzfasern 60. Insbesondere im Refiner 10 gebildete Faseragglomerate können so aufgelockert und vereinzelt werden, dass nahezu ideale Bedingungen für eine zeitgleiche Benetzung der Holzfasern 60 mittels eines über einen Injektor 43 hinzugegebenen Bindemittelfluides 63 vorliegen. Neben unbenetzten Holzfasern 60 können alternativ und/oder in Kombination auch bereits zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 innerhalb der Strahlpumpe 40 zugegeben werden. Zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 können dabei aus einem nachgelagerten Prozess zugeführt werden oder in einem weiteren Prozess der Holzfaserherstellung und deren Aufbereitung entstanden sein. Gerade auch zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 neigen zur Bildung von Agglomeraten, welche dann in der Strahlpumpe 40 aufgelockert und vereinzelt werden können. Über einen Diffusor 45 der Strahlpumpe 40 lassen sich die mit Bindemittelfluid 63 benetzten Holzfasern 64 einer Trocknereinheit 50 oder anderen nachgelagerten Bauteilen der Anlage 1 zuführen (nicht dargestellt).
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Wie in 2 dargestellt kann die Trocknereinheit 50 beispielsweise als Stromrohrtrockner ausgebildet sein, welcher die mit Bindemittelfluid 63 benetzten Holzfasern 64 effektiv in wenigen Sekunden auf eine Faserfeuchte um ca. 10%, bezogen auf die Trockenmasse, bringt. Dazu wird die Trocknereinheit 50 vorzugsweise mit Heißgas betrieben, das in einer Heißgas-Mischkammer 51 erzeugt über ein Gebläse 52 in die Trocknereinheit 50 eingeblasen wird. Schließlich lassen sich nach der Trocknung die getrockneten Holzfasern und benetzten Holzfasern 64 über Zyklone 71 vom Luftstrom abtrennen und über Fördereinrichtungen einem Sichter (nicht dargestellt) zuführen. Der Sichter dient dabei der finalen Abtrennung von etwaig verbliebenen Leimklumpen, Faseragglomeraten oder auch mitgerissenen Anbackungen, die sich von der Innenwand der Trocknereinheit 50 und/oder von den Zyklonen 71 lösen.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anlage 1 zur Benetzung von unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 mit einem Bindemittelfluid 63 unter Verwendung einer Strahlpumpe 40 gemäß 1. Anders als im Ausführungsbeispiel nach 2 werden die unbenetzten Holzfasern 60 nicht direkt einer Strahlpumpe 40 zugeführt, sondern mittels eines Zyklons 31 vom Luftstrom der Blowline 20 getrennt und in einem Zwischenbunker 30 zwischengelagert. Je nach Ausführung kann im Zwischenbunker 30 schon eine Vortrocknung („Entdampfung“) stattfinden, wobei etwaig vorgetrocknete Holzfasern eine Feuchte zwischen 30 und 60% aufweisen sollten. Nach dem Austrag aus dem Zwischenbunker 30 wird die Menge der unbenetzten Holzfasern 60 gravimetrisch mittels Wiegeeinrichtung 32 erfasst und einem im Prozessablauf der Anlage 1 der Strahlpumpe 40 vorgelagerten Mischer 33, der auch als eine Mischschnecke oder als Trommel ausgebildet sein kann, zugeführt. Die Wiegeeinrichtung 32 kann beispielsweise als Bandwaage oder eine vergleichbaren Vorrichtung ausgebildet sein. In dem Mischer 33 wird den unbenetzten Holzfasern 60 ein Bindemittelfluid 63 zugegeben und durch den Mischer 33 vorverteilt, so dass zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 gebildet werden. Alternativ, ggf. auch kumulativ bei nicht hinreichend durch den Mischer 33 zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61, kann ein Bindemittelfluid 63 auch in der nachgeordneten Strahlpumpe 40 zugegeben werden. In der Mischzone 44 der Strahlpumpe 40 werden sodann die bereits in dem Mischer 33 zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 aufgelockert und vereinzelt und ggf. mit Bindemittelfluid 63 final benetzt sowie durch den als Treibmittel 62 verwendeten Heißdampf vorgewärmt. Gleiches gilt für die Strahlpumpe 40 unmittelbar aus dem Zwischenbunker 30 zugeführten unbenetzten Holzfasern 60, welche bevorzugt ebenfalls mittels der Wiegeeinrichtung 32 gravimetrisch erfasst sein können.
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4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anlage 1 zur Benetzung von unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweiser vorbenetzter Holzfasern 61 mit einem Bindemittelfluid 63 unter Verwendung einer Strahlpumpe 40 gemäß 1. Erkennbar ist, wie die Holzfasern 60 aus dem Refiner 10 noch vor der Blowline 20 erstmals mit einem Bindemittelfluid 63 vorbenetzt werden können. Alternativ oder kumulativ kann am Ende der Blowline 20 eine Strahlpumpe 40 zur Auflockerung und Vereinzelung und ggf. zusätzlichen Benetzung mit einem Bindemittelfluid 63 vorgesehen sein (nicht im Detail dargestellt). Dargestellt jedoch ist, wie im Prozessablauf der Anlage 1 einem Zwischenbunker 30 eine, hier erste, Trocknereinheit 50A zur Vortrocknung der zumindest teilweise vorbenetzen Holzfasern 61 vorgelagert sein kann. Alternativ oder kumulativ kann eine Trocknung auch im Zwischenbunker 30 selbst durch entsprechende Wirkverbindung des Zwischenbunkers 30 mit einer Trocknereinheit (nicht dargestellt) stattfinden. So oder so vorgetrocknete und zumindest teilweise vorbenetzte Holzfasern 61 (oder auch ggf. unbenetzte Holzfasern 60) sollten wiederum eine Feuchte zwischen 30 und 60% aufweisen. Zyklone 31 trennen die vorgetrockneten und zumindest teilweise vorbenetzten Fasern 61 vom Luftstrom der ersten Trocknereinheit 50A. Die vorgetrockneten und zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 können sodann, vorzugsweise nach vorheriger Bestimmung ihres Feuchtegrades, in einem Mischer 33, vorzugsweise einer Mischschnecke, mit einem Bindemittelfluid 63 vorgemischt werden und mit oder ohne Zwischenlagerung einer Strahlpumpe 40 zugeführt werden. Die vorgetrockneten und zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 können aber auch wie im Ausführungsbeispiel nach 3 beschrieben zunächst in einem Zwischenbunker 30 zwischengelagert und dann, vorzugsweise vorgetrocknet, aus dem Zwischenbunker 30 entnommen, gravimetrisch erfasst einem Mischer 33 oder unmittelbar einer Strahlpumpe 40 zugeführt werden. Dabei werden die zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 entweder allein durch den in der Strahlpumpe 40 erzeugten Unterdruck angesaugt oder zusätzlich mit Hilfe eines im Prozessablauf der Anlage 1 dem Saugstutzen 41 der Strahlpumpe 40 vorgelagerten Trocknerventilators 34 eingeblasen. Nach der Auflockerung und Vereinzelung sowie ggf. finalen Benetzung mit einem hinzugegebenen Bindemittelfluid 63 in der Mischkammer 44 der Strahlpumpe 40 werden die benetzten Holzfasern 64 einer im Prozessablauf der Anlage 1 einer (jeden) Strahlpumpe 40 nachgelagerten, hier zweiten, Trocknereinheit 50B zugeführt, welche wiederum bevorzugt als Stromrohrtrockner ausgebildet die benetzten Holzfasern 64 effektiv in wenigen Sekunden auf eine Faserfeuchte um ca. 10%, bezogen auf die Trockenmasse, bringt. Zyklone 71 schließlich trennen die getrockneten und benetzten Holzfasern 64 vom Luftstrom und über Fördereinrichtungen werden diese einem Sichter (nicht dargestellt) zur Abtrennung von etwaig verbliebener Leimklumpen, Faseragglomeraten oder auch mitgerissenen Anbackungen zugeführt, die sich von der Innenwand der Trocknereinheit 50A und/oder 50B und/oder von den Zyklonen 71 lösen.
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Anders als im Stand der Technik, bei der das Bindemittelfluid 63 typischerweise in der Blowline 20 bei über 100°C erhitzt zugegeben wird, entfallen bei den Beispielen gemäß 2 bis 4 beschriebenen Anlagen jeweils derartige Verweilzeiten, welche durch Vortrocknung der unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 weiter reduzierbar sind. Vielmehr kommt es in einem Mischer 33 und/oder der Strahlpumpe 40 zu intensiven Vermischungen von unbenetzten Holzfasern 60 und/oder zumindest teilweise vorbenetzten Holzfasern 61 mit Bindemittelfluid 63, welches insbesondere Teil einer Leimflotte oder eines Leimtropfens sein kann, wobei in der Strahlpumpe 40 bei Rückgriff auf Heißdampf als Treibmittel 62 über den Sättigungsgrad zudem die Feuchte der Holzfasern 60 und/oder Holzfasern 61 einstellbar ist. Darüber hinaus wird das Energieniveau der Anlagen 1 insgesamt durch den Heißdampf als Treibmittel 62 angehoben, so dass die Trocknereinheit 50 oder Trocknereinheiten 50A und 50B mit niedrigerer Temperatur gefahren werden kann als bekannte pneumatische Anlagen mit Förderluftstrom. Gleichwohl verdampft der Wasseranteil im Holzfaser-Bindemittelfluid-Gemisch aufgrund der Druckverhältnisse in der Strahlpumpe 40 schneller als in gewöhnlichen Trocknern bekannter Anlagen 1. Schließlich haben die Anlagen 1 gemäß 3 und 4 noch eine zeitliche Entkoppelung der Erzeugung von unbenetzten Holzfasern 60 im Refiner 10 und der Trocknung der Holzfasern 60 und/oder Holzfasern 61 in der Trocknereinheit 50 zum Vorteil.
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Die in den Anlagenbeispielen gemäß 2 bis 4 jeweils aufgelockerten und vereinzelten sowie benetzten Holzfasern 64 können sodann weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu einer Formstrang (nicht dargestellt) gelangen, wo ein Faserkuchen von geringer Dichte, beispielsweise 20 bis 30 kg/m3 geformt wird. Unter Einwirkung von Druck und Temperatur kann dann in einer Presse ein Bauteil wie beispielsweise eine Platte geformt werden, die eine Stärke von 2 bis 50 mm und eine Dichte zwischen 60 bis 1000 kg/m3 aufweisen kann.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich insoweit insbesondere auch zur Anwendung in einer Anlage zur Herstellung von Faserplatten, wie z. B. Mitteldichtefaserplatte (MDF), Hochdichtefaserplatte (HDF) und Faserplatten von sehr geringer Dichte (LDF).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anlage
- 10
- Refiner
- 11
- Start-Zyklon
- 20
- Blowline
- 30
- Zwischenbunker
- 31
- Zyklon
- 32
- Wiegeeinrichtung
- 33
- Mischer
- 34
- Trocknerventilator
- 40
- Strahlpumpe
- 41
- Saugstutzen
- 42
- Treibstutzen für Treibmittel 62
- 43
- Injektor zur Zufuhr eines Bindemittelfluides 63 in die Mischkammer 44
- 44
- Mischkammer
- 45
- Diffusor
- 46
- Treibdüse
- 50
- Trocknereinheit
- 51
- Heißgas-Mischkammer
- 52
- Gebläse
- 60
- Holzfasern, unbenetzt
- 61
- Holzfasern, zumindest teilweise vorbenetzt
- 62
- Treibmittel 63 Bindemittelfluid (Leimflotte, Leimtropfen)
- 64
- Holzfasern, benetzt
- 71
- Zyklone
