DE19855283A1 - Compostable shaped articles, e.g. plant trays or pots, obtained by molding aqueous mixture containing protein, vegetable fibers, minerals and nutrients - Google Patents
Compostable shaped articles, e.g. plant trays or pots, obtained by molding aqueous mixture containing protein, vegetable fibers, minerals and nutrientsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Formkörper, wie Pflanzplatten, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe u. ä. und ein Verfah ren zur Herstellung der Formkörper.The invention relates to moldings, such as planting plates, Insulation boards, pots, composite materials u. Ä. and a procedural ren for the production of the moldings.
Es ist bekannt, Formkörper, wie Pflanzplatten und Töpfe aus unterschiedlichsten Materalien herzustellen. It is known to make shaped bodies, such as planting plates and pots to produce a wide variety of materials.
So werden die Formkörper aus Torf und auch aus anderen wasser- und luftdurchlässigen Materialien geformt. Dabei werden Blähton, Bims, Fasermaterialien eingesetzt, die mit den unterschiedlichsten Kunstharzen gebunden werden. Durch die Bindemittel gehen die gewünschten Eigenschaften, näm lich große Wasser- und Luftdurchlässigkeit teilweise wieder verloren. Ebenso sind die eingesetzten Materialien mehr oder weniger nicht biologisch abbaubar.In this way, the molded bodies are made of peat and others water and air permeable materials. Here expanded clay, pumice, fiber materials are used, which with various synthetic resins are bound. By the binders have the desired properties, näm large water and air permeability in part again lost. The materials used are also more or less not biodegradable.
Des weiteren ist bekannt, Formkörper aus Pflanzenfasern herzustellen. Dabei werden die Fasern mit einem Bindemittel vermischt und zur Erzielung einer lockeren Struktur ver schäumt.Furthermore, it is known to use moldings made from plant fibers to manufacture. The fibers are made with a binder mixed and ver to achieve a loose structure foams.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formkörper mit hohem Wasserspeichervermögen, guter Wasser- und Luftdurch lässigkeit und ausreichender Festigkeit bereitzustellen und ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper zu schaffen.The invention has for its object to provide molded articles high water storage capacity, good water and air flow to provide casualness and sufficient strength and an economically feasible manufacturing process to create such moldings.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Besondere Ausgestal tungen finden sich in den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 11.According to the invention the task is characterized by Features of claims 1 and 7 solved. Special design are found in claims 2 to 6 and 8 to 11.
Erfindungsgemäß besteht die Formmasse für die Formkörper,
wie Pflanzschalen, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe
aus:
20 bis 70 Gew.-% proteinhaltigen Rohstoffen
45 bis 65 Gew.-% Wasser
5 bis 40 Gew.-% Pflanzenfasern
5 bis 29 Gew.-% mineralischen Stoffen und
1 bis 10 Gew.-% Nährstoffen.
According to the invention, the molding compound for the moldings, such as plant trays, insulation boards, pots, composite materials, consists of:
20 to 70 wt .-% protein-containing raw materials
45 to 65 wt% water
5 to 40% by weight of vegetable fibers
5 to 29% by weight of mineral substances and
1 to 10% by weight of nutrients.
Vorzugsweise werden als proteinhaltige Rohstoffe Getreide mahlprodukte eingesetzt. Insbesondere sind Mahlprodukte aus Roggen geeignet.Cereals are preferred as protein-containing raw materials ground products used. In particular, ground products are made Suitable for rye.
Als Pflanzenfasern können alle vernetzungsfähigen Fasern, wie Holzfasern, Stroh aller Getreidearten, Schilf, Stroh von Ölsaaten u. ä. Verwendung finden. Die Länge der Fasern sollte zwischen 10 bis 50 mm liegen. Besonders geeignet sind Holzfasern.All crosslinkable fibers, like wood fibers, straw of all kinds of grain, reeds, straw of oilseeds and Find use. The length of the fibers should be between 10 to 50 mm. Particularly suitable are wood fibers.
Als mineralische Stoffe kommen vorzugsweise Lehm und Ton zum Einsatz; selbstverständlich sind auch andere minerali sche Stoffe geeignet.Clay and clay are preferred mineral substances for use; other minerali are also a matter of course suitable substances.
Als Nährstoffe können sowohl organische als auch anorgani sche Dünger eingesetzt werden. Besonders geeignet sind orga nische Dünger, wie Hornspäne, getrockneter Vogelkot und Rinderdung.Both organic and inorganic can be used as nutrients cal fertilizers are used. Orga are particularly suitable African fertilizers such as horn shavings, dried bird droppings and Cattle manure.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die proteinhaltigen Rohstoffe zusammen mit den mineralischen Stoffen und Nährstoffen mit Wasser in den angegegebenen Mengenbereichen in einem Behälter mit langsam laufenden Rührwerk und Homogenisator homogen gemischt und auf einen pH-Wert von 5,0 bis 7,0 eingestellt.According to the inventive method proteinaceous raw materials together with the mineral Substances and nutrients with water in the specified Quantity ranges in a container with slow running Agitator and homogenizer mixed homogeneously and on one pH adjusted from 5.0 to 7.0.
In die homogene Mischung wird die entsprechende Menge an aufgelockertem Fasermaterial gegeben und miteinander ver mischt, bis wiederum eine homogene Verteilung erreicht ist. Diese Mischung wird in einen Verschäumerbehälter überge führt und dort verschäumt. Der Verschäumerbehälter und/oder der Mixkopf werden dabei gekühlt. Die Kühlung garantiert stabile Schäume. The corresponding amount is added to the homogeneous mixture loosened fiber material and ver mixes until a homogeneous distribution is again achieved. This mixture is transferred to a frother container leads and foams there. The frother and / or the mixing head are cooled. The cooling guarantees stable foams.
Das Mischen und/oder Verschäumen können sowohl kontinuier lich als auch diskontinuierlich erfolgen.Mixing and / or foaming can both be continuous Lich as well as discontinuously.
Die verschäumte Masse wird anschließend über eine Düse zu den gewünschten Formkörpern ausgeformt. Bei plattenförmigen Formkörpern wird die geschäumte Masse über eine Düse mäan derförmig auf ein Band aufgebracht und dort durch hinterein ander angeordnete Walzen auf die gewünschte Breite und Dicke ausgeformt. Anschließend wird die gleichmäßig über die Fläche verteilte Masse mit einer Perforation unter schiedlichen Lochdurchmessers versehen. Vorzugsweise betra gen die Lochdurchmesser 15-22 mm.The foamed mass is then added via a nozzle molded the desired shaped bodies. With plate-shaped The foamed mass is molded into shaped bodies via a nozzle applied in the form of a tape and there behind other arranged rollers to the desired width and Molded thickness. Then the evenly over the area distributed mass with a perforation underneath different hole diameter. Preferably betra the hole diameter 15-22 mm.
Danach durchläuft das Band mit der so nachbehandelten ausgeformten Masse einen Durchlauftrockner und wird an schließend auf die gewünschte Länge geschnitten.After that, the belt runs through with the post-treated one molded mass a continuous dryer and is on finally cut to the desired length.
Ebenso ist es möglich, auf die Perforation zu verzichten und alternativ zur Perforation eine Implantation von Samen körnern nach dem Trocknen vorzusehen.It is also possible to do without the perforation and, as an alternative to perforation, implantation of semen grains after drying.
Die so erhaltenen Formkörper können als Pflanzplatten, Dämmplatten oder als wesentliche Komponente in Verbundwerk stoffen eingesetzt werden. Die Verbundkörper besitzen ein hohes Wasserspeichervermögen, sind ausreichend stabil, kom postierbar und durch ein einfaches Verfahren herstellbar.The moldings obtained in this way can be used as planting plates, Insulation boards or as an essential component in a composite plant substances are used. The composite bodies have a high water storage capacity, are sufficiently stable, com postable and producible by a simple procedure.
Die erhaltene Formkörper werden vorzugsweise zu Dämmplatten geformt, die die Abmessungen 62,5 cm × 100 cm und eine Dicke 20 bis 22 mm besitzen. Die Plattendichte beträgt 200 bis 360 kp/m3. Die Dämmplatten sind in der Lage 3 bis 12 l an Flüssigkeit aufzunehmen. Sie werden innerhalb von 3 bis 5 Jahren abgebaut. The moldings obtained are preferably shaped into insulating boards which have the dimensions 62.5 cm × 100 cm and a thickness of 20 to 22 mm. The plate density is 200 to 360 kp / m 3 . The insulation boards are able to hold 3 to 12 l of liquid. They are broken down within 3 to 5 years.
Die erfindungsgemäßen Formkörper zu Platten geformt, könn ten mit einer Jutebahn ein- oder beidseitig überzogen und zu mehreren nebeneinander mit der Jutebahn vernäht werden. Man erhält großflächige Verbundsysteme, die zur Böschungssi cherung und zum Erosionsschutz hervorragend geeignet sind. Die großflächigen Verbundelemente werden auf die zu bearbei tende Bodenfläche aufgelegt und mit Erdnägeln aus Holz oder Metall befestigt.The shaped bodies according to the invention can be shaped into plates covered with a jute sheet on one or both sides and to be sewn together with the jute web. Large-area composite systems are obtained which form the slope slope Protection and erosion protection are excellent. The large-area composite elements are processed on on the ground and with pegs made of wood or Metal attached.
Mit diesem großflächigen Verbundsystem steht ein Baustoff zur Verfügung, der leicht handhabbar ist und ein hohes Was seraufnahme- und Wasserhaltevermögen besitzt und biologisch vollständig abbaubar ist. Darüber hinaus ist die Integrati on von Saatgut in das Verbundsystem möglich. Das Wurzelwach stum kann ausgezeichnet durch den Formkörperaufbau und die in den Formkörpern enthaltenen Düngemittel in der Platte selbst erfolgen. Erst nach Kräftigung der Pflanze durch dringen die Wurzeln die Platten, um im Boden bei weiterem Wachstum fest einzuwurzeln, bevor die Platte vollständig biologisch abgebaut ist.With this large-area composite system there is a building material available, which is easy to handle and a high amount possesses water absorption and water retention and biological is completely degradable. In addition, the integrati of seeds in the compound system possible. The root wax stum can be distinguished by the molded body structure and the fertilizer contained in the moldings in the plate yourself. Only after strengthening the plant the roots penetrate the slabs to continue in the ground Root growth firmly before the plate completely is biodegraded.
Ebenso ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Formkörper für Dachbegrünungssysteme geeignet.Likewise, the use of the moldings according to the invention for Suitable for green roof systems.
Dabei werden 1 bis 4 Platten übereinanderliegend mit einer Jutebahn überzogen und zusätzlich als oberste Schicht ein Pflanznetz aus Kokosfasern aufgebracht und miteinander vernäht. Man erhält ein Schichtsystem, das bei einer Aufbau höhe von 10 bis 14 cm ein Trockengewicht von 9 kg/m2 und ein Feuchtgewicht von 35 kg/m2 besitzt. Dieses Schichtsystem ist in der Lage, etwa 20 l/m2 Flüssigkeit aufzunehmen. In das Schichtsystem kann Saatgut oder eine Mischung aus Saatgut und Startermischung eingebracht werden, ebenso kann es mit Flachballenpflanzen, die hierfür besonders geeignet sind, wie z. B. Hauswurz, Sedum bepflanzt werden.1 to 4 plates are overlaid with a jute sheet and a top layer of a coconut fiber planting net is applied and sewn together. A layer system is obtained which, with a construction height of 10 to 14 cm, has a dry weight of 9 kg / m 2 and a wet weight of 35 kg / m 2 . This layer system is able to absorb about 20 l / m 2 of liquid. Seed or a mixture of seed and starter mixture can be introduced into the layer system, and it can also be used with flat bale plants that are particularly suitable for this, such as B. Houseleek, Sedum can be planted.
Das Schichtsystem zeigt neben den guten Eigenschaften für eine Dachbegrünung zusätzlich gute Wärm- und Kältedämmeigen schaften.The layer system shows not only the good properties for green roofs also provide good heat and cold insulation create.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren soll an einem Beispiel näher erläutert werden.The manufacturing method according to the invention is intended for one Example will be explained in more detail.
Aus Vorratsbehältern werden mittels Förderschnecken 30 Gew.-% eines Roggenmahlproduktes als proteinhaltiger Rohstoff, 9 Gew.-% Lehm als mineralischer Stoff und 4 Gew.-% getrockne ter Mist als Nährstoff in einen Behälter mit langsam laufen dem Rührwerk und Homogenisator, in dem 45 Gew.-% Wasser vorgelegt wurden, eingetragen. Die Mischung wird homogeni siert und auf einen pH-Wert zwischen 6,0 und 6,8 durch eventuelle Zugabe entsprechender Ingredentien eingestellt.Storage containers are turned into 30% by weight by means of screw conveyors a rye meal product as a protein-containing raw material, 9 % By weight of clay as a mineral substance and 4% by weight of dried Run the manure as a nutrient slowly into a container the agitator and homogenizer, in which 45 wt .-% water were submitted. The mixture becomes homogeneous siert and to a pH between 6.0 and 6.8 possible addition of appropriate ingredients set.
In die homogene Mischung werden unter weiterem Rühren 12 Gew.-% Holzfasern mit einer Länge von 10 bis 50 mm eingetra gen und so lange weitergerührt, bis wiederum eine homogene Mischung entstanden ist.With further stirring, 12th % By weight of wood fibers with a length of 10 to 50 mm and continue stirring until a homogeneous one Mixture has arisen.
Die erhaltene Mischung wird in einen Verschäumbehälter mit Mixkopf überführt und dort verschäumt. Um einen stabilen Schaum zu erhalten, wird der Mixkopf und/oder der Verschäum behälter gekühlt. Die erhaltene geschäumte Masse wird über Düsen z. B. mäanderförmig auf ein Förderband in gewünschter Menge aufgetragen. Durch zwei hintereinander angeordnete Walzen, die hinter der Austrittsdüse über dem Förderband vorgesehen sind, wird die Masse gleichmäßig auf eine Breite von 61,5 cm und eine Höhe von 3,5 cm verteilt. Anschließend kann eine Perforierung der geformten Masse mit einer ent sprechenden Walze vorgenommen werden. Dadurch ist ein gutes Einbringen von Saatgut bzw. Pflanzen gewährleistet.The mixture obtained is placed in a foaming container Mix head transferred and foamed there. To a stable To get foam, the mixing head and / or the foaming container cooled. The foamed mass obtained is about Nozzles e.g. B. meandering on a conveyor belt in the desired Quantity applied. By two arranged in a row Rolls behind the exit nozzle above the conveyor belt are provided, the mass is even across a width of 61.5 cm and a height of 3.5 cm. Subsequently can perforate the molded mass with an ent speaking roller. This is a good one Guaranteed introduction of seeds or plants.
Die so vorbehandelte Masse wird jetzt in einem Durchlauftrockner getrocknet und dann in der gewünschten Länge zerschnitten. Vorzugsweise erfolgt eine Ablängung nach jeweils 100 cm, so daß geformte Platten mit einer Fläche von etwa 0,6 m2 erhalten werden.The mass pretreated in this way is now dried in a continuous dryer and then cut to the desired length. It is preferably cut to length every 100 cm, so that shaped plates with an area of approximately 0.6 m 2 are obtained.
Je nach Verwendungszweck werden die erhaltenen Formplatten ohne weitere Behandlung eingesetzt. Ebenso ist es möglich, die Platten mit Jutebahnen zu überziehen und zu mehreren zu einem Verbundsystem zu vernähen.Depending on the intended use, the mold plates obtained used without further treatment. It is also possible to cover the plates with jute sheets and to several to sew a composite system.
Bei einer anderen Variante werden zwei oder mehrere Formplatten übereinandergelegt und ebenfalls mit Jutebahnen überzogen und vernäht. Man erhält so Verbundsysteme mit einer Gesamthöhe von 10 bis 14 cm. Bei einer Ausgestaltung, die sich besonders für Dachbegrünungssysteme eignet, wird zusätzlich als oberste Schicht ein grobes Netz aus Kokosfa sern aufgenäht, das sich hervorragend als Pflanznetz eig net.Another variant uses two or more Form plates placed on top of each other and also with jute sheets covered and sewn. Composite systems are thus obtained a total height of 10 to 14 cm. In one configuration, which is particularly suitable for green roof systems additionally a coarse net made of coconut fiber as the top layer sewn on, which is ideal as a planting net net.
Claims (11)
20 bis 50 Gew.-% proteinhaltiger Rohstoffe,
45 bis 65 Gew.-% Wasser,
5 bis 40 Gew.-% Pflanzenfasern,
5 bis 20 Gew.-% mineralischer Stoffe und
1 bis 10 Gew.-% Nährstoffe besteht.1. Shaped bodies, such as planting boards, insulating boards, pots, composite materials, characterized in that the molding compound
20 to 50% by weight of protein-containing raw materials,
45 to 65% by weight of water,
5 to 40% by weight of vegetable fibers,
5 to 20% by weight of mineral substances and
1 to 10 wt .-% nutrients.
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