DE102022134621A1 - Verfahren zum Herstellen von Partikeln für die Produktion einer Werkstoffplatte sowie Werkstoffplatte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln für die Produktion von Werkstoffplatten, wobei die Partikel Fasern sind oder Fasern enthalten und wobei die Partikel aus pflanzlichen Ausgangsprodukten in einem Behandlungsprozess erzeugt werden, der zumindest einen thermischen Prozessschritt zum Aufschließen der Ausgangsprodukte umfasst. Als Ausgangsprodukte wird ein Materialgemisch aus zumindest zwei verschiedenen Pflanzentypen verwendet und die verschiedenen Ausgangsprodukte des Materialgemischs werden in einem gemeinsamen Behandlungsprozess, der zumindest den thermischen Prozessschritt umfasst, aufgeschlossen, wobei die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen derart ausgewählt und/oder derart vorbehandelt werden, dass in dem gemeinsamen Behandlungsprozess Partikel mit homogenen Eigenschaften erzeugt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln für die Produktion von Werkstoffplatten,
    wobei die Partikel Fasern sind oder Fasern enthalten und wobei die Partikel aus pflanzlichen Ausgangsprodukten in einem Behandlungsprozess erzeugt werden, der zumindest einen thermischen Prozessschritt zum Aufschließen (bzw. Erweichen) der Ausgangsprodukte, z.B. in einem Kocher, umfasst.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte mit solchen Partikeln bzw. aus solchen Partikeln, wobei aus den auf diese Weise hergestellten Partikeln, welche vorzugsweise mit einem Bindemittel versehen sind oder versehen werden oder mit einem Bindemittel gemischt sind oder gemischt werden, eine Matte erzeugt wird und wobei aus der Matte unter Anwendung von Druck und/oder Wärme die Werkstoffplatte hergestellt wird, z.B. in einer Presse. Schließlich betrifft die Erfindung eine Werkstoffplatte.
  • Bei den Partikeln, die die Basis für die Herstellung einer solchen Werkstoffplatte bilden, handelt es sich vorzugsweise um pflanzliche Partikel und insbesondere Lignin enthaltende Partikel, die aus Einjahrespflanzen (z.B. Stroh oder Gräser) oder vorzugsweise aus Mehrjahrespflanzen (insbesondere aus Holz) gewonnen werden. Bevorzugt handelt es sich bei den Partikeln um Fasern und insbesondere Pflanzenfasern, z.B. Holzfasern. Alternativ handelt es sich um Partikel, die eine Vielzahl von Fasern enthalten, z.B. Späne, vorzugsweise Holzspäne. Eine Werkstoffplatte, die aus Fasern, z.B. Holzfasern hergestellt wird, wird auch als Faserplatte, z.B. Holzfaserplatte bezeichnet, wobei es sich z.B. um eine MDF-Platte (Medium Density Fibers) handeln kann. Sofern die Platte aus Spänen erzeugt wird, wird sie als Spanplatte bezeichnet. Grundsätzlich kommt auch der Einsatz von Langspänen bzw. Strands in Betracht, und zwar als OSB-Platte (Oriented Strand Board).
  • Aus den (ligninhaltigen) Partikeln wird eine Matte erzeugt, zum Beispiel als Streugutmatte gestreut oder auch breiartig aufgetragen. Die Matte wird anschließend z.B. in einer Presse unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls Wärme zu der Platte verpresst. Die Herstellung kann kontinuierlich oder taktgebunden erfolgen. Im Falle der kontinuierlichen Herstellung wird in der Regel eine kontinuierlich arbeitende Presse eingesetzt, z.B. in der Ausführungsform als Doppelbandpresse. Für die taktgebundene Herstellung kommen z.B. Taktpressen zum Einsatz, z.B. als Einetagenpressen oder Mehretagenpressen.
  • Die Ausgangsprodukte, z.B. Hackschnitzel aus Holz, werden z.B. durch Hacken des Rohmaterials, z.B. von Baumstämmen, hergestellt. Die Ausgangsprodukte, z.B. Hackschnitzel, werden im Falle der Faserherstellung anschließend in einem thermischen Prozessschritt bzw. einem hydrothermischen Prozessschritt aufgeschlossen, z.B. durch Kochen in einem Kocher. Um die die Partikel bildenden Fasern zu gewinnen, kann anschließend eine Zerfaserung in einem sogenannten Refiner erfolgen, mit dem die zuvor erweichten bzw. aufgeschlossenen Hackschnitzel mechanisch zerfasert werden. Das Aggregat aus Kocher und Refiner wird in der Praxis auch als Refineranlage bezeichnet.
  • Werkstoffplatten und insbesondere Holzwerkstoffplatten und deren Herstellung sind in verschiedensten Ausführungsformen seit langem bekannt und von großer praktischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Die für den Anwender relevanten mechanischen Eigenschaften der Werkstoffplatte, wie z.B. Steifigkeit, Biegefestigkeit oder Biegeelastizität, werden maßgeblich durch die Auswahl und Herstellung der Fasern und deren Eigenschaften bestimmt sowie durch deren lokale Anordnung innerhalb der betreffenden Werkstoffplatte. Auch die Auswahl der für die Herstellung der Partikel verwendeten Pflanzensorten spielt neben der Art der Beleimung eine entscheidende Rolle. Dabei werden Werkstoffplatten häufig mehrschichtig ausgebildet, z.B. aus äußeren Deckschichten und einer oder mehreren inneren Mittelschichten, wobei für die einzelnen Schichten gegebenenfalls unterschiedliche Partikelarten, Partikelgrößen, Orientierungen usw. verwendet werden.
  • Um den Anforderungen an eine Werkstoffplatte und z.B. auch an einzelne Schichten einer Werkstoffplatte besonders gut gerecht werden zu können, aber auch aus Kostengründen oder aus Gründen der Sicherstellung gleichbleibender Rohstoffverfügbarkeit, werden Werkstoffplatten in der Praxis häufig unter Verwendung von Fasern mit Herkunft aus unterschiedlichen Pflanzentypen und Pflanzensorten produziert. Nachteilig ist dabei, dass die Ursprungspflanzen abhängig vom Grad ihrer Verwandtschaft unterschiedliche Anforderungen an die Aufbereitung stellen können.
  • Da die Herstellung von Werkstoffplatten aus Kostengründen häufig zumindest abschnittsweise an die Struktur kontinuierlicher Herstellungsprozesse gebunden ist und die Unterbrechung kontinuierlicher Industrieprozesse stets mit hohen Kosten verbunden ist, nimmt man es in der Praxis hin, dass bei der Herstellung der Partikel aus unterschiedlichen Pflanzenarten zumindest ein Teil der Partikel nicht in vollem Maße deren für die Werkstoffplattenerzeugung gewünschten Eigenschaften ausbilden. Dieses führt dazu, dass die Partikel in wenigstens nicht voll ausgebildeter Qualität in den eigentlichen Herstellungsprozess der Werkstoffplatte einfließen.
  • Werkstoffplatten und Verfahren zu deren Herstellung sind z.B. aus der DE 10 2019 121 476 A1 und der DE 10 2019 121 471 A1 bekannt.
  • In der DE 10 2017 120 033 A1 wird die Herstellung von Fasern aus pflanzlichem Material für die Plattenherstellung beschrieben. Als Ausgangsmaterial wird z. B. Stroh zur Verfügung gestellt und nach einer Vorzerkleinerung in z.B. einem Strohhäcksler in einer ersten Zerkleinerungsvorrichtung, z. B. einer Hammermühle zerkleinert. Nach einem Sichtprozess kann eine zweite Zerkleinerung in einer Zerfaserungseinrichtung erfolgen, die auch als Refineranlage bezeichnet wird und einerseits einen Kocher und andererseits einen Refiner aufweist, wobei die Partikel in dem Kocher mit Dampfüberdruck erweicht und aufgeschlossen werden und anschließend in dem Refiner mechanisch aufgemahlen werden.
  • Ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung von MDF-Platten wird auch in der DE 10 2010 034 763 B3 beschrieben. Auch dort werden zunächst Hackschnitzel erzeugt, die anschließend in einen Bunker transportiert und dort mittels Heißdampf vorgekocht werden. Aus dem Bunker werden die Hackschnitzel mittels einer Stopfschnecke in einen Kocher gefördert. Im Kocher werden die Hackschnitzel anschließend mittels Heißdampf aufgeschlossen. Die aufgeschlossenen Hackschnitzel werden anschließend in einem Refiner zu Holzfasern zerfasert.
  • Alternativ ist aus der EP 3059 056 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Holzfasern bzw. Holzfaserplatten bekannt, bei dem Holz zu Holzschnitzeln zerkleinert und anschließend eine hydrothermische Vorbehandlung der Holzschnitzel mit Wasserdampf in einem Vordämpfbehälter bei einer Temperatur von 100 °C bis 180 °C und einem Druck von 1 bis 10 bar erfolgt. Anschließend erfolgt das Zermahlen der vorbehandelten Holzschnitte zu feinen Holzpartikeln in einem Refiner in Gegenwart von Wasserdampf bei einer Temperatur von 150 °C bis 200 °C und einem Druck von 4,5 bis 16 bar. Die so gewonnenen Fasern können beleimt und getrocknet werden und stehen dann für die Herstellung der Platte durch Verpressen zur Verfügung. In diesem Verfahren ist vorgesehen, dass das Zermahlen der vorbehandelten Holzschnitzel zu den Holzpartikeln, z.B. Fasern, in Gegenwart eines oder mehrerer Tenside durchgeführt wird.
  • Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich in wirtschaftlicher Weise Werkstoffplatten mit hoher Qualität bzw. Partikel für die Herstellung solcher Werkstoffplatten herstellen lassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bei einem gattungsgemäßen Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist vorgesehen, dass
    als Ausgangsprodukte ein Materialgemisch aus zumindest zwei verschiedenen Pflanzentypen verwendet wird und
    dass die verschiedenen Ausgangsprodukte des Materialgemischs in einem gemeinsamen Behandlungsprozess, der zumindest den thermischen Prozessschritt umfasst, aufgeschlossen werden,
    wobei die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen (vor dem gemeinsamen Behandlungsprozess) derart ausgewählt und/oder derart vorbehandelt werden, dass in dem gemeinsamen Behandlungsprozess Partikel mit homogenen Eigenschaften erzeugt werden.
  • Bei dem thermischen Prozessschritt kann es sich insbesondere um eine thermische oder hydrothermische Behandlung in einem Kocher handeln. Dann ist vorgesehen, dass die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen derart ausgewählt und/oder derart vorbehandelt werden, dass sie in dem thermischen Prozessschritt in einem (gemeinsamen) Kocher aufgeschlossen werden, und zwar vorzugsweise mit identischer Kochzeit.
  • Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft ist, die pflanzlichen Ausgangsprodukte, welche die Basis für die Herstellung der Partikel (z.B. Fasern) bilden, aus unterschiedlichen Pflanzentypen zu verwenden. Der Begriff des Pflanzentyps ist im Rahmen der Erfindung allgemein zu verstehen, so dass damit grundsätzlich verschiedene Pflanzentypen, wie z.B. Einjahrespflanzen einerseits oder Mehrjahrespflanzen andererseits zu verstehen sind. Er wird aber auch in engerem Sinne verstanden, indem z.B. Hölzer unterschiedlicher Baumarten, z.B. Nadelhölzer einerseits und Laubhölzer andererseits oder auch unterschiedliche Nadelholzarten oder unterschiedliche Laubholzarten verwendet werden.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass sich auch auf Basis unterschiedlicher Ausgangsprodukte bzw. auf Basis von Ausgangsprodukten aus unterschiedlichen Pflanzentypen, in wirtschaftlicher Weise Werkstoffplatten mit hoher Qualität und insbesondere guten mechanischen Eigenschaften herstellen lassen und dass insbesondere eine gemeinsame bzw. einheitliche thermische Behandlung der verschiedenen Ausgangsprodukte, z.B. in einem Kocher oder einer Refineranlage möglich ist, wenn zuvor eine geeignete Auswahl und/oder besonders bevorzugt eine geeignete Vorbehandlung der unterschiedlichen Ausgangsprodukte oder Partikel erfolgt.
  • So besteht z.B. die Möglichkeit, die unterschiedlichen Ausgangsprodukte, z.B. Ausgangsprodukte eines ersten Pflanzentyps einerseits und eines zweiten Pflanzentyps andererseits vor dem thermischen Prozessschritt in unterschiedlicher Weise vorzubehandeln oder auch lediglich eines der Ausgangsprodukte (bzw. einen Pflanzentyp) vorzubehandeln und das andere (bzw. den anderen) nicht. Durch die gezielte Auswahl einzelner oder mehrerer Vorbehandlungsschritte kann folglich eine Homogenisierung der Ausgangsprodukte für den nachfolgenden thermischen Prozessschritt, insbesondere für das Kochen und folglich Aufschließen der Produkte zu Fasern erfolgen.
  • Werden z.B. zwei verschiedene Holzarten verwendet, von denen zum Aufschließen der Fasern eigentlich eines der Hölzer länger gekocht werden müsste und aus diesem Grund grundsätzlich parallele Prozesse z.B. in zwei verschiedenen Kochern realisiert werden müssten, so schlägt die Erfindung beispielhaft vor, das für die längere Kochzeit bestimmte Holz in geeigneter Weise vorzubehandeln, so dass anschließend die beiden Holzarten in dem gleichen Kocher thermisch behandelt werden können. So besteht z.B. die Möglichkeit, zwei verschiedene Holzarten oder auch andere Pflanzentypen im Rahmen der Vorbehandlung in unterschiedlicher Weise vorzubehandeln, z.B. vorzuzerkleinern, um anschließend in einem einheitlichen thermischen Behandlungsschritt Fasern mit homogenen Eigenschaften zu erhalten. Je nach Art der verwendeten Ausgangsprodukte kann dieses auch dadurch realisiert werden, dass lediglich eines der Ausgangsprodukte vorbehandelt wird, während bei dem anderen Ausgangsprodukt eine Vorbehandlung entfallen kann.
  • Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, eines oder beide Ausgangsprodukte bzw. mehrere Ausgangsprodukte mechanisch vorzubehandeln, z.B. mechanisch zu Zerkleinern und vorzugsweise in unterschiedlicher Weise mechanisch zu Zerkleinern.
  • In einer weiteren Ausführungsform besteht aber auch die Möglichkeit, eines der Ausgangsprodukte bzw. ein Ausgangsprodukt eines Pflanzentyps vor dem thermischen Prozessschritt nicht mechanisch, sondern berührungslos, insbesondere mit Druckstoßwellen vorzuzerkleinern. Die Zerkleinerung von Material und auch von Holzwerkstoffen durch Druckstoßwellen ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt (vgl. DE 10 2021 001 806 B3 ). Es handelt sich um ein berührungsloses bzw. nicht mechanisches Zerkleinerungsverfahren, bei dem Stoßwellen bzw. Schockwellen innerhalb des Materials erzeugt werden und zu einer Zerkleinerung des Materials ohne mechanische Einflüsse führen. Eine geeignete Vorrichtung wird von der Anmelderin z.B. unter der Bezeichnung „EcoPulser“ vermarktet und auf diese Technik kann im Rahmen der Erfindung zurückgegriffen werden. Interessant ist dabei, dass die Zerkleinerung mittels Stoßwellen z.B. für eine der verwendeten Holzarten zum Einsatz kommen kann, z.B. wenn eine besonders harte und damit gegebenenfalls auch teure Holzart verwendet wird, die in der Regel für den Ausgleich der Kocheigenschaften zerkleinert werden muss. Insbesondere muss sie einen höheren Zerkleinerungsgrad als beispielsweise eine weichere Holzart, wie beispielsweise eine Nadelholzart erreichen. Sofern man in diesem Fall eine mechanische Zerkleinerung wählt, kann dieses die Faserketten zerstören, die dann nicht mehr oder nicht mehr in vollem Umfang zur Stabilität der Platte beitragen können. Wird stattdessen eine Zerkleinerung mittels Stoßwellen verwendet, so erfolgt eine makroskopische Zerkleinerung und damit ein Ausgleich der Kocheigenschaften, ohne dass die Faserketten zerstört werden. Es kommt zur Trennung von Faser und Matrix, so dass die Matrix komplett erhalten bleibt. Interessant ist dabei, dass die Zerkleinerung mittels Stoßwellen z.B. nur für eine der verwendeten Holzarten verwendet werden kann, während für die andere Holzart eine mechanische Zerkleinerung zum Einsatz kommt oder vollständig auf eine (weitere) Zerkleinerung verzichtet wird. Dennoch werden anschließend die auf diese Weise vorbehandelten Ausgangsprodukte demselben thermischen Prozessschritt zugeführt, d. h. die thermische Behandlung erfolgt in derselben Anlage bzw. in demselben Anlagenteil, z.B. in demselben Kocher und demselben Refiner, und zwar vorzugsweise auch mit identischen Behandlungszeiten.
  • Eine Zerkleinerung durch Druckstoßwellen kann nicht nur für einen der Pflanzentypen, sondern auch für mehrere oder sämtliche Pflanzentypen in Betracht kommen, um die Vorteile einer Verarbeitung mit Druckstoßwellen in vollem Umfang zu erzielen. Das durch Druckstoßwellen vorbereitete Nutzgut führt zu ökonomischen und qualitativen Vorteilen bei der Fasererzeugung. Das Nutzgut, d. h. das Ausgangsprodukt besteht in der Regel unter anderem aus Bündeln angeordneter Cellulosefasern/Hemicellulosefasern, die in einer Matrix aus Ligninmolekülen eingelagert sind. Das Lignin dient hauptsächlich als Stützmaterial und ist im Wesentlichen für die Druckfestigkeit des Gewebes im Bündel zuständig. Dagegen gewährleisten die eingelagerten Cellulosefasern/Hemicellulosefasern die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit des Gewebes im Bündel. Zur Nutzung der Eigenschaften dieser Fasern in der Holzwerkstoffindustrie muss die Ligninmatrix weitestgehend aufgelöst und die Cellulose bzw. Hemicellulose entsprechend freigelegt werden. Dies kann unter anderem durch einen thermomechanischen Prozess in einer Refineranlage bzw. in einem Druckrefiner geschehen. Der Aufschluss des Nutzgutes im Druckrefiner geschieht durch Plastifizierung des Lignins und das mechanische Herauslösen der Cellulosefasern/Hemicellulosefasern aus dem Nutzgut mittels Mahlscheiben. Die Qualität/Eigenschaft/Beschaffenheit des so gewonnenen Faserstoffs hängt von vielen Faktoren ab, die fast ausschließlich von dem den Druckrefiner zugeführten Nutzgut beeinflusst werden. Die vorherige verfahrenstechnische Einwirkung auf das Nutzgut im Sinne einer Homogenisierung mittels Druckstoßwellen führen zu einer Reduzierung des Einflusses auf den thermomechanischen Prozess (im Druckrefiner). Gleichbleibende Verfahrensparameter im Druckrefiner führen wiederum zu einer ökonomischeren Faserstoffherstellung und gleichbleibenden Faserstoffzusammensetzung.
  • In dem Zerkleinerer, der mit Druckstoßwellen arbeitet, werden Druckstoßwellen zum Aufbrechen, d. h. zur Desintegration, der Faserstruktur erzeugt. Zugleich erfolgt das Lösen von organischen und anorganischen Stoffen. Die Druckstoßwellen führen zum An- und Aufbrechen des Faseragglomerats, vorzugsweise in Faserlängsrichtung. Der Verbund der zwischen unter anderem der Cellulose, Hemicellulose und dem als Strukturverstärkung dienenden Lignin wird geschwächt. Das Aufbrechen der Faseragglomerate führt zu einer besseren Permeabilität des Nutzgutes im Vorkocher, welches zu einer schnelleren Erwärmung/Durchwärmung und feuchte Erhöhung des Nutzgutes zur Folge hat bevor es durch die Stopfschnecke in den Kocher eingetragen wird. Daraus ergeben sich Vorteile wie z.B. eine schnellere und gleichmäßigere Erwärmung, schnellere und gleichmäßige Durchwärmung, schnellere und gleichmäßigere Temperaturerhöhung, gleichmäßigere Benetzung und Durchfeuchtung, geringere Feuchteschwankungen, geringere Verweilzeit, höherer Durchsatz, gleichmäßigerer Prozess usw.. Das so verfahrenstechnisch vorbereitete Nutzgut aus dem Vorkocher führt im Druckbereich des Refiners bzw. nach Passieren der Mahlscheiben zu weiteren Vorteilen, z.B. einer gleichmäßigeren Faserqualität, einer besseren Faserqualität, besserer Faserfibrillierung, höheren Langfaseranteil, einer kürzeren Kochzeit, verringerter Gefahr der Überkochung, höherer Durchsatz, niedrigerer Malenergie, schonende mechanische Auflösung des Faserverbundes, weniger Fasersplitter, weniger Feingut, geringere Anteile an anorganischen Fremdkörpern, geringere Anteile an organischen Fremdkörpern (zum Beispiel Rinde, Borke oder dergleichen). Ein besonderer Vorteil ist die Vergleichmäßigung der gemeinsamen Kochzeit von unterschiedlichen Nutzgutspezies (z.B. Laubholz, Nadelholz, Bambus, Einjahrespflanzen wie z.B. Reisstroh, Hanf, Bagasse, Ölpalme usw.) mit verschiedenen Anteilen an organischen oder anorganischen Stoffen.
  • Die aus den Druckstoßwellen ergebenden Frequenzen zerkleinern die anorganischen Stoffe bzw. deren kristalline Strukturen und sie führen zum Anlösen von organischen Stoffen. Die Stoffe können optional in einem Reinigungsprozess (Siebung, Sichtung, Waschung etc.) vom Nutzgut getrennt werden. Dieses führt zu Vorteilen, z.B. reinerer Faserqualität, besseren Fasereigenschaften, homogenerer Fasererzeugung, niedrigere Mahlenergie, schonendere mechanische Auflösung des Faserverbundes, weniger Feingut, weniger Bindemittel, geringere Anteile an anorganischen Fremdkörpern, geringere Anteile an organischen Fremdkörpern, geringerer Verschleiß der Mahlscheiben, geringerer Verschleiß der nachfolgenden Prozessmaschinen und Werkzeuge, bessere Verarbeitbarkeit des Produktes.
  • Als Ausgangsprodukte kommen im Rahmen der Erfindung insbesondere Hackschnitzel zum Einsatz, die z.B. aus Rohmaterial, z.B. Baumstämmen gewonnen werden, z.B. durch mechanische Zerkleinerung. Die Ausgangsprodukte werden anschließend in der beschriebenen Weise aufgeschlossen und insbesondere zerfasert.
  • Bei dem Aufschließen bzw. Zerfasern kann auf grundsätzlich bekannte Prozesse und Anlagen zurückgegriffen werden. So werden die Ausgangsprodukte vorzugsweise in einem Kocher aufgeschlossen, z.B. mit Dampf mit einer vorgegebenen Temperatur. Daran kann sich das Zerkleinern, z.B. Zerfasern in einem Refiner anschließen. Die Kombination aus Kocher und Refiner wird in der Praxis auch als Refineranlage bezeichnet. Es kann sich um eine Druckrefineranlage handeln.
  • Gegenstand der Erfindung ist nicht nur das beschriebene Herstellungsverfahren, sondern auch die mit einem solchen Verfahren hergestellte Werkstoffplatte. Das Verfahrenserzeugnis wird folglich ebenfalls unter Schutz gestellt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt.
  • In der einzigen Figur ist schematisch und stark vereinfacht eine Anlage dargestellt, mit der in der erfindungsgemäßen Weise Partikel für die Herstellung einer Werkstoffplatte erzeugt werden.
  • In der vereinfacht dargestellten Anlage werden Ausgangsprodukte aus verschiedenen Pflanzentypen in jeweils einem Bunker 1a, 1b zur Verfügung gestellt, z.B. in einem ersten Bunker 1a Hackschnitzel eines ersten Pflanzentyps und in einem zweiten Bunker 1b Hackschnitzel eines zweiten Pflanzentyps. Dabei kann es sich z.B. um Hackschnitzel aus unterschiedlichen Holzarten handeln.
  • Die Hackschnitzel werden in einer Refineranlage 2 aufgeschlossen und zerfasert, d. h. aus den Hackschnitzeln werden Fasern für die Plattenproduktion erzeugt. Dazu enthält die Refineranlage 2 einerseits einen Kocher 3 und andererseits einen Refiner 4.
  • In dem Kocher 3 werden die Hackschnitzel thermisch bzw. hydrothermisch behandelt, z.B. mittels Heißdampf bei hohem Druck und hoher Temperatur. Die auf diese Weise aufgeschlossenen Hackschnitzel werden anschließend in dem Refiner 4 zerfasert, und zwar z.B. durch eine mechanische Zerkleinerung.
  • Anschließend werden die in dem Refiner 4 gewonnenen Holzfasern, die sich in einem nassen Zustand befinden, in einem Trockner 5 getrocknet und danach optional in einer Beleimungsvorrichtung 6 mit einem Bindemittel versehen oder mit einem Bindemittel gemischt. Die beleimten Fasern können schließlich in einem weiteren Bunker 7 gelagert werden und stehen damit für die Erzeugung einer Matte für die Herstellung einer Werkstoffplatte zur Verfügung. Die Erzeugung der Matte und das Herstellen der Werkstoffplatte selbst, das z.B. in einer Presse erfolgt, sind in 1 nicht dargestellt. Dabei wird auf herkömmliche Herstellungsprozesse und Anlagen zurückgegriffen.
  • Von besonderer Bedeutung ist, dass die Ausgangsprodukte aus den beiden unterschiedlichen Pflanzentypen in derselben Refineranlage 2 verarbeitet werden, obwohl für die unterschiedlichen Pflanzentypen grundsätzlich unterschiedliche thermische Bedingungen, z.B. unterschiedliche Kochzeiten oder auch unterschiedliche Temperaturen und/oder Drücke zweckmäßig wären. Um die Eigenschaften auszugleichen und die thermische Behandlung in derselben Anlage und demselben Prozess durchführen zu können, erfolgt erfindungsgemäß eine selektive Vorbehandlung. Dieses ist in der Figur dadurch dargestellt, dass lediglich für einen der Pflanzentypen eine Vorbehandlungseinrichtung 8 vorgesehen ist, z.B. eine mechanische Vorzerkleinerung oder auch eine Vorzerkleinerung mittels Druckstoßwellen. Auf diese Weise erfolgt eine Homogenisierung der Ausgangsprodukte, die eine thermische Behandlung in demselben thermischen Prozessschritt und in derselben Anlage ermöglicht. Alternativ können aber auch für beide Pflanzentypen jeweils eine Vorbehandlung, z.B. eine Vorzerkleinerung vorgesehen sein, so dass dann aber für jeden Pflanzentyp eine eigene Vorbehandlung erfolgt, über welche eine Homogenisierung realisierbar ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019121476 A1 [0009]
    • DE 102019121471 A1 [0009]
    • DE 102017120033 A1 [0010]
    • DE 102010034763 B3 [0011]
    • EP 3059056 A1 [0012]
    • DE 102021001806 B3 [0021]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen von Partikeln für die Produktion von Werkstoffplatten, wobei die Partikel Fasern sind oder Fasern enthalten und wobei die Partikel aus pflanzlichen Ausgangsprodukten in einem Behandlungsprozess erzeugt werden, der zumindest einen thermischen Prozessschritt zum Aufschließen der Ausgangsprodukte umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsprodukte ein Materialgemisch aus zumindest zwei verschiedenen Pflanzentypen verwendet wird und dass die verschiedenen Ausgangsprodukte des Materialgemischs in einem gemeinsamen Behandlungsprozess, der zumindest den thermischen Prozessschritt umfasst, aufgeschlossen werden, wobei die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen derart ausgewählt und/oder derart vorbehandelt werden, dass in dem gemeinsamen Behandlungsprozess Partikel mit homogenen Eigenschaften erzeugt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen vor dem gemeinsamen thermischen Prozessschritt separat und unterschiedlich vorbehandelt werden oder dass lediglich die Ausgangsprodukte eines Pflanzentyps vorbehandelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsprodukte zumindest eines Pflanzentyps vor dem thermischen Prozessschritt mechanisch vorzerkleinert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsprodukte zumindest eines Pflanzentyps vor dem thermischen Prozessschritt berührungslos, insbesondere mit Druckstoßwellen vorzerkleinert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsprodukte Hackschnitzel verwendet werden, die z.B. aus Rohmaterial, z.B. Baumstämmen, durch eine mechanische Zerkleinerung gewonnen werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsprodukte in dem thermischen Prozessschritt in einem Kocher aufgeschlossen werden, z.B. mit Dampf einer vorgegebenen Temperatur.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem thermischen Prozessschritt aufgeschlossenen bzw. erweichten Partikel anschließend in einem Refiner zu den Partikeln zerkleinert werden, z.B. zu Fasern zerfasert werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsprodukte Hölzer unterschiedlicher Baumarten verwendet werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangsprodukte aus einerseits Einjahrespflanzen, z.B. Stroh, und andererseits aus Mehrjahrespflanzen, zum Beispiel Holz, verwendet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangsprodukte aus verschiedenen Pflanzentypen verwendet werden, deren Ligningehalt gleich oder sehr ähnlich ist.
  11. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsprodukte der verschiedenen Pflanzentypen derart ausgewählt und/oder derart vorbehandelt werden, dass sie in dem thermischen Prozessschritt in einem Kocher mit identischer Kochzeit aufgeschlossen werden.
  12. Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte, wobei Partikel mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt werden und wobei aus diesen Partikeln eine Matte erzeugt wird und wobei aus der Matte unter Anwendung von Druck und/oder Wärme die Werkstoffplatte hergestellt wird, z.B. in einer Presse.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit einem Bindemittel versehen werden oder mit einem Bindemittel gemischt werden und die Matte aus diesen Partikeln erzeugt wird.
  14. Werkstoffplatte, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 12 oder 13.
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