DE212012000179U1

DE212012000179U1 - Anlage zur Herstellung von Holzfasern für ein Kultursubstrat

Info

Publication number: DE212012000179U1
Application number: DE212012000179.4U
Authority: DE
Original assignee: Florentaise SA
Current assignee: Florentaise SA
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: ES2466966A2; FR2980333B1; ES2466966R1; GB2511648A; WO2013057402A1; US8777144B2; ES2466966B1; GB2511648B; FR2980333A1; US20130075509A1; GB201405346D0

Abstract

Anlage zur Herstellung von Holzfasern zur Verwendung in einer Kultursubstratmischung, wobei die Anlage aus einer Zerfaserungsumhüllung (10) mit einem Einlass (20) für Holzschnitzel (16) und einem Auslass (22) für die Fasern (24), die aus diesen Holzschnitzeln gewonnen werden, besteht, wobei sich in der Umhüllung zwei parallele Förderschnecken (12, 14) befinden, die sich auf eine Weise drehen lassen, dass sie über ihre jeweiligen Gewinde (12B, 14B) ineinander greifen, wobei diese Gewinde in Laufrichtung sukzessive von oben nach unten über mindestens eine obere Reihe von Segmenten und eine untere Reihe von Segmenten (SM, SI, SA) verfügt, die jeweils über eine obere Treibzone mit Vorwärtsgewinden (SME, SIE, SAE) und eine untere Bremszone mit Umkehrgewinden (SMF, SIF, SAF) verfügen, wobei die Gewinde in den Bremszonen über Aussparungen (12C, 14C) verfügen, wobei die Aussparungen in den Gewinden der unteren Bremszone (SAF) der unteren Reihe (SA) kleiner sind als die Aussparungen in den Gewinden der unteren Bremszone (SMF) der oberen Reihe (SM), dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Aussparungen (12C, 14C) pro Gewinde in jeder Bremszone (SMF, SIF, SAF) zwischen 2 und 6 liegt, und dass das Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis der Summe der Bereiche der Aussparungen eines Gewindes der unteren Bremszone (SAF) der unteren Reihe (SA) zur Faserausstoßrate im Bereich 60 mm2/m3h–1 bis 80 mm2/m3h–1 und vorzugsweise im Bereich 70 mm2/m3h–1 bis 75 mm2/m3h–1 liegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Herstellung von Holzfasern zur Verwendung in einer Kultursubstratmischung, wobei die Anlage aus einer Zerfaserungsumhüllung mit einem Einlass für Holzschnitzel und einem Auslass für die Fasern, die aus diesen Holzschnitzeln gewonnen werden, besteht. Die Umhüllung enthält zwei parallele Förderschnecken, die sich so drehen lassen, dass sie über ihre jeweiligen Gewinde ineinander greifen. Dabei verfügen diese Gewinde sukzessive in Laufrichtung von oben nach unten über mindestens eine obere Reihe von Segmenten und eine untere Reihe von Segmenten. Diese Segmente verfügen jeweils über eine obere Zone mit Vorwärtsgewinden und eine untere Bremszone mit Umkehrgewinden, wobei die Gewinde in den Bremszonen über Aussparungen verfügen. Die Aussparungen in den Gewinden der Bremszone der unteren Reihe sind dabei kleiner als die Aussparungen in den Gewinden der Bremszone der oberen Reihe.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, dass es vorteilhaft ist in einer Kultursubstratmischung Holzfasern zu verwenden.
Eine Anlage der vorstehend genannten Art ist daher aus dem europäischen Patent EP 0 324 689 bekannt. Dieses Dokument empfiehlt den Einsatz einer Anlage mit zwei parallelen Förderschnecken, die sich in die gleiche Richtung drehen und dabei ineinander greifen. Diese beiden Förderschnecken sind mit Gewinden versehen, bei denen es sich um sukzessive Vorwärts- und Umkehrgewinde handelt, so dass sich eine Folge von Treibzonen und Kompressionszonen festlegen lassen. Die Umkehrgewinde verfügen über Fenster durch die das Material passiert. Dabei ist es möglich, dass diese Fenster in der Bremszone der in Laufrichtung unteren Reihe kleiner sind als die der Bremszone der in Laufrichtung oberen Reihe. Während der Zerfaserung wird ein Klebstoff zum Verklumpen der Fasern zugeführt. Die Zeit, die es dauert bis das Material die Anlage durchlaufen hat, ist sehr kurz und dauert nur ein paar Sekunden. Damit gewährleistet ist, dass die Temperatur, die zur Sterilisation der Fasern erforderlich ist, erreicht wird, verfügt die Maschine über Außenmantelheizungen, die der Zone, in der der Klebstoff zugeführt wird, vorgeschaltet sind. Sofern es sich bei dem Klebstoff um ein wärmehärtbares Bindemittel handelt, verfügt die Maschine außerdem über Kühlmäntel in dem Bereich, in dem das Bindemittel zugeführt wird, so dass es nicht Aushärten kann. Die Maschine ist daher relativ komplex und verbraucht relativ viel Strom.
Weiterhin offenbart das französische Patent FR 2 248 780 , das 1974 angemeldet wurde, Kultivierungsmedien, die aus Holzfasern hergestellt werden, ohne aber im Detail auf die Methode der Herstellung solcher Fasern einzugehen.
Das europäische Patent EP 0 472 684 offenbart eine Methode und Anlage zur Herstellung eines Kultursubstrats als Torfersatz und empfiehlt die Zerkleinerung faseriger organischer Materialien, wie Holzschnitzel, unter Beimischung zusätzlicher Substanzen und die Reduzierung der Mischung auf Fasern und deren Zermahlung in einer Mahlanlage mit zwei gegenläufigen, parallelen Förderschnecken, wobei die Temperaturkontrolle ein Heizen oder Abkühlen erforderlich macht. Das daraus resultierende Material ist nicht homogen und muss gesiebt werden, damit Verklumpungen, die für den Einlass der Mahlanlage zu groß sind, zurückgeführt werden können. Dieses Dokument empfiehlt zur Sterilisation und Trocknung der Fasern deren Erwärmung auf Temperaturen zwischen 60°C und 120°C.
Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des vorstehend erläuterten Stands der Technik durch Präsentation einer Anlage, die Behandlungsbedingungen (Behandlungszeit und Behandlungstemperaturen) möglich macht, die die Sterilisation der Fasern bzw. deren Dekontaminierung von Mikroorganismen, wodurch die Fasern die Eignung zur Nutzung als Kultursubstrat erhalten, möglich machen und gleichzeitig deren innere Eigenschaften, insbesondere ihre Fähigkeit Feuchtigkeit zu binden, erhalten.
Diese Aufgabe wird dadurch erfüllt, dass die Zahl der Aussparungen pro Gewinde in der jeweiligen Bremszone zwischen 2 und 6 liegt, und dadurch, dass das Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis R_SO der Summe der Abschnitte der Aussparungen eines Gewindes der unteren Bremszone der unteren Reihe zur Faserausstoßrate im Bereich 60 Quadratmillimeter pro Kubikmeter pro Stunde (mm²/m³h^–1) bis 80 mm²/m³h^–1 und vorzugsweise im Bereich 70 mm²/m³h^–1 bis 75 mm²/m³h^–1 liegt.
Die Faserausstoßrate wird gemäß der französischen Norm NF EN 12580 ermittelt, indem das Volumen der Fasern, die am Auslass der Umhüllung gesammelt werden, in Kubikmeter (m³) pro Stunde gemessen wird.
Nach vielen Tests konnte der Anmelder beobachten, dass die Kombination dieser Parameter es möglich macht ohne die Zufuhr externer Wärme und ohne Kühlung bei einer Behandlungszeit und einem Druck, die für eine effektive Dekontaminierung der Fasern während diese aus den Holzschnitzeln hergestellt werden und ohne sie zu verbrennen, ausreichend sind, auf natürliche Weise eine Temperatur von 120°C bis 150°C zu erhalten. Die Behandlungszeit kann somit zwischen 15 Sekunden (s) und 80 s liegen und der Druck, der vor der unteren Bremszone der oberen Reihe herrscht, kann um die 90 bar oder mehr betragen. Dieser Druck ist die Summe aus dem statischen und dem dynamischen Druck in der Umhüllung. Außerdem ermöglicht das vorstehend erwähnte Verhältnis R_SO der Summe der Abschnitte der Aussparungen eines Gewindes zur Faserausstoßrate den Erhalt durchlüfteter Fasern. Somit wird am Auslass der Anlage bei Strandkiefer eine Porosität von mehr als 85% und insbesondere im Bereich 85% bis 97% erreicht. Die Porosität ist das Verhältnis des Volumens der Leerräume zwischen den Fasern zum Gesamtvolumen (augenscheinliches Volumen). Die Porosität wird anhand der Norm EN 13041 gemessen.
Der Anmelder konnte beobachten, dass eine Temperatur von mehr als 150°C dazu tendiert, das Holz auf eine Weise zu trocknen, die gleichbedeutend mit dem Beginn einer Thermotransformation bzw. einer Thermostabilisierung ist, was dessen Eigenschaften als Kultursubstrat beeinträchtigt, insbesondere die Fähigkeit des Holzes Wasser zu binden. Wie nachfolgend erklärt kann dieser Druck von annähernd mindestens 90 bar über das vorstehende Verhältnis R_SO der Summe der Abschnitte der Aussparungen eines Gewindes zur Faserausstoßrate erreicht werden, indem man die Länge der parallelen Förderschnecken und deren Antriebs- und Bremszonen, die Rotationsgeschwindigkeit und die Beladung der Umhüllung mit Holzschnitzeln berücksichtigt. Der Maximaldruck wird oberhalb der ersten Bremszone erreicht, d. h. unmittelbar oberhalb der Bremszone der oberen Reihe, am Übergang zwischen der oberen Antriebszone dieser Reihe und der unteren Bremszone. In dem Bereich der Umhüllung, die unterhalb dieses Punkts liegt, fällt der Druck fast auf atmosphärischen Druck. Nach der sehr starken Kompression macht diese Druckreduzierung es möglich Zusatzstoffe zuzuführen.
Außerdem macht die Transitzeit von ungefähr 15 s bis 80 s es möglich, die Fasern einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 150°C für einen Zeitraum, der lang genug ist um die Fasern von schädlichen Mikroorganismen zu dekontaminieren, auszusetzen.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Anzahl der Aussparungen pro Gewinde in jeder Bremszone bei 3 bis 5 liegt.
Diese Aussparungen sind vorzugsweise gleichmäßig winklig verteilt. Bei dieser Anzahl an Aussparungen macht die Größe der Aussparungen es möglich das vorgenannte Verhältnis R_SO der Summe der Abschnitte der Aussparungen eines Gewindes zur Faserausstoßrate zu optimieren.
In einer vorteilhaften Ausführungsform verfügen die Gewinde außerdem über eine Zwischenreihe aus einer oberen Antriebszone mit Vorwärtsgewinden und einer unteren Bremszone mit Rückwärtsgewinden zwischen der oberen Reihe und der unteren Reihe, wobei die Zahl der Aussparungen pro Gewinde in jeder Bremszone 5 beträgt.
Durch Hinzufügen einer Zwischenreihe mit ihrer Bremszone ist es möglich, die Verteilung der Produktionsarbeit zwischen den verschiedenen Zonen zu verbessern, wodurch die Homogenität der Fasern, die man am Auslass erhält, in Hinsicht auf Partikelgröße, Dekontaminierung, Wasserrückhaltevermögen und pH verbessert wird. Dies liegt insbesondere an der Tatsache, dass die Arbeitsverteilung über mehrere Zonen die Erhaltung der gewünschten hohen Temperatur über die Länge der Förderschnecken ermöglicht.
Dabei ist es es vorteilhaft, wenn die Förderschnecken für eine Drehzahl im Bereich von 250 Umdrehungen pro Minute (U/min) bis 400 U/min und vorzugsweise im Bereich von 300 U/min bis 380 U/min geeignet sind.
In anderen Worten: Der Motor, der, sofern erforderlich, mit einem Getriebe an seinem Lastausgang ausgestattet ist, ist so konfiguriert, dass die Förderschnecken sich mit Geschwindigkeiten in den angegebenen Spannen drehen. Der Motor kann zum Beispiel ein Gleichstrommotor mit variabler Geschwindigkeit mit einer Leistung im Bereich von 1000 Kilowatt (kW) und mit einer maximalen Ausgangsgeschwindigkeit von 1200 U/min sein.
Diese Drehzahl der Förderschnecken ist recht hoch, um sicher zu stellen, dass die Schnitzel effektiv zerfasert werden. Dann kann die Länge der Förderschnecken und die Beladung der Umhüllung mit Holzschnitzeln ermittelt werden, um so die gewünschte Transitzeit, während der die Fasern sich in der Umhüllung befinden, zu erreichen. So können zum Beispiel Förderschnecken mit einer Länge von 1600 Millimeter (mm) bis 3000 mm gewählt werden.
Das Vorhandensein der vorstehend erwähnten Zwischenreihe ist besonders vorteilhaft, wenn die Länge der Förderschnecken über 2000 mm bzw. 2300 mm liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung lässt sich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform, die anhand eines nicht-einschränkenden Beispiels beschrieben wird, verstehen und die Vorteile gehen hieraus eindeutiger hervor.
Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Draufsicht bei weggeschnittener Wand der Ummantelung einer Zerfaserungsanlage, die es möglich macht das Verfahren der Erfindung zu implementieren, ist;
2 eine schematische Darstellung entsprechend einer Ansicht der 1 der Anlage im Schnitt der Ebene II-II von 1, wobei die Abschnitte der Förderschnecke 14, die in dieser Ebene vorhanden sind, weggelassen wurden, ist;
3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III in 1 ist; und
4 eine grafische Darstellung der Partikelgrößenverteilung der letztendlichen Fasern ist.
Detailliertere Beschreibung
Die in den Figuren gezeigte Anlage besteht aus einer Umhüllung 10, in der sich zwei Förderschnecken 12, 14, die ineinander greifen, befinden. Die Distanz e zwischen den Achsen der beiden Förderschnecken ist geringer als der Außendurchmesser ihrer Gewinde. Die Schäfte 12A und 14A der Förderschnecken 12 und 14 werden von einem Motor M rotationsgetrieben und werden während der Rotation von Lagerungen, wie den Lagerungen 15, gehalten.
Wie deutlicher in 3 zu sehen ist, hat die Außenwand der Umhüllung die Form von zwei sich schneidenden Zylindersegmenten, wobei diese jeweils dem Durchmesser der Förderschnecken 12 und 14 angepasst sind. Die Umhüllung verfügt, vorzugsweise über ihre gesamte Länge, über eine Öffnungsabdeckung, die eine ihrer Längswände bildet und dazu dient die Durchführung von Wartungsarbeiten und die Beseitigung von Verstopfungen, sofern erforderlich, zu ermöglichen.
Die zu zerfasernden, d. h. die zu Fasern zu zerkleinernden, Schnitzel oder Holzspäne 16 werden über eine Zuführung 20 am oberen Ende 10A der Umhüllung in die Umhüllung geladen. Diese hat zum Beispiel die Form eines Trichters, der sich auf der Oberseite der Umhüllung befindet, und in den die Schnitzel über entsprechende Hilfsmittel, z. B. eine Förderschnecke (nicht gezeigt), eingebracht werden.
Am unteren Ende 10B der Umhüllung befindet sich ein Auslass 22. Der Auslass kann zum Beispiel aus einer Schurre bestehen, die sich an der Unterseite der Umhüllung befindet und es den Fasern 24 ermöglicht durch Schwerkraft auf den Gurtförderer 26 zu fallen. Der Gurtförderer kann mit einem Tunnel (nicht gezeigt) ausgestattet sein und mit Gas, wie z. B. Luft (vorzugsweise gefilterte Luft), ventiliert werden, um die Fasern progressiv während der Beförderung abzukühlen.
Die Öffnung in der Wand der Umhüllung, die an der Zuführung 20 ausgebildet ist, liegt vorteilhafterweise symmetrisch zur vertikalen Mittelebene zwischen den Achsen 12A und 12B der Förderschnecken, so dass eine gute Verteilung der Schnitzel auf den beiden Förderschnecken, sobald diese Schnitzel in die Umhüllungen gelangen, gewährleistet ist. Ebenso liegt die am Auslass 22 ausgebildete Öffnung der Umhüllung vorteilhafterweise symmetrisch zu derselben vertikalen Mittelebene.
Aufgrund der Rotation der Förderschnecken werden die Schnitzel in Laufrichtung S von oben nach unten befördert. Während der Beförderung werden sie von den Gewinden der beiden Förderschnecken zerkleinert, wodurch sie zu Fasern reduziert werden.
In der unteren Wand der Umhüllung ist einer oder sind mehrere Extraktionsfilter 28 eingelassen, deren Filter dazu dienen, die bei der Zerfaserung austretende Flüssigkeit bzw. das Wasser zum Waschen der Schnitzel zu extrahieren, wodurch es möglich ist, den letztendlichen Feuchtigkeitsgehalt des Produkts zu regulieren. Diese Filter können zum Beispiel an den oberen Enden der nachfolgend beschriebenen Bremszonen angeordnet sein.
Die beiden Förderschnecken 12 und 14 drehen sich mit der gleichen Drehzahl R in die gleiche Richtung. Über jedem Segment der gegenüberliegenden Förderschnecken haben die Gewinde der beiden Förderschnecken die gleiche Richtung.
Das Gewinde jeder Förderschnecke verfügt über eine obere Reihe SM von Segmenten und eine untere Reihe von Segmenten SA. In diesem Beispiel verfügen die Gewinde außerdem über eine Zwischenreihe SI, die zwischen der oberen Reihe SM und der unteren Reihe SA angeordnet ist. Die Reihen SM, SI und SA sind daher nacheinander in Prozessablaufrichtung von oben nach unten entlang der Umhüllung angeordnet.
Jede dieser Reihen an sich besteht aus einer oberen Antriebszone bzw. SME, SIE und SAE für die oberen, mittleren und unteren Segmente und eine untere Bremszone bzw. SMF, SIF und SAF für die oberen, mittleren und unteren Reihen. Diese Antriebszonen und Bremszonen werden als „obere” bzw. „untere” Zonen bezeichnet, da sich bei jeder Reihe die Antriebszone in Laufrichtung S, in der die Schnitzel während der Zerfaserung befördert werden, oberhalb der Bremszone angeordnet ist.
Es lässt sich erkennen, dass in den Antriebszonen SME, SIE und SAE die Gewinde 12B und 14B der Förderschnecken 12 und 14 Vorwärtsgewinde sind. Das bedeutet, dass diese Gewinde, wenn die Förderschnecke in Richtung R gedreht wird, das Material, das sich zwischen ihnen befindet, auf natürliche Weise nach unten befördert wird. Demgegenüber sind die Gewinde 12B und 14B in den Bremszonen SMF, SIF und SAF Umkehrgewinde, d. h. ein Drehen der Förderschnecke in Richtung R tendiert dazu das Material, das sich zwischen ihnen befindet, zurück nach oben zu befördern.
Als Folge davon tendiert das Material, das zerfasert wird, bei jeder Reihe am Übergang zwischen der Antriebszone und der Bremszone zu verklumpen. Um zu ermöglichen, dass das Material trotzdem durch alle Bremszonen nach unten transportiert wird, verfügen die Gewinde der Bremszonen über Unterbrecher bzw. die Aussparungen 12C, 14C. Diese Aussparungen bilden somit Engstellen durch die das Material aufgrund des Drucks, der von oben durch das Material, das von der oberen Antriebszone nach unten befördert wird, aufgebaut wird, gezwungen wird.
Die Aussparungen sind in 3, einer Ansicht im Vertikalschnitt unmittelbar oberhalb der Bremszone (in diesem Beispiel die Bremszone der oberen Reihe SM), die die Organisation einer Bremszone veranschaulicht, besser zu sehen. In diesem Beispiel verfügt das jeweilige Gewinde der beiden Förderschnecken 12 und 14 in der Bremszone über 5 identische Aussparungen bzw. 12C und 14C, die gleichmäßig winklig verteilt sind.
Die Achsen der Förderschnecken sind als 12A und 14 gekennzeichnet. Das sind die Rotationsachsen der Trägerschäfte 12P und 14P. Da die Förderschneckensegmente vorteilhafterweise zerlegbar sind, werden ihre Gewinde von Manschetten 12M und 14M gehalten, die auf die Trägerschäfte montiert sind und sich, durch geeignete Mittel befestigt, z. B. axiale Riffelung (nicht gezeigt), mit diesen drehen.
Für jedes Gewinde sind die Aussparungen radial zwischen der radial äußeren Peripherie des Gewindes und der der radial inneren Peripherie, die von der Außenfläche der Manschetten 12M bzw. 14M definiert wird, definiert. Der Außendurchmesser jeder Förderschnecke, der durch die radiale äußere Peripherie ihres Gewindes definiert wird, beträgt zum Beispiel 240 mm, die radiale Höhe h einer Aussparung 44 mm und die Breite einer Aussparung 16 mm. Für ein Gewinde, d. h. durch Verfolgung eines Gewindes der Förderschnecke über einen Winkel von 360°, lässt sich die Summe der Abschnitte der Aussparungen des Gewindes wie folgt ermitteln: 5 × 44 × 16 = 3520 Quadratmillimeter (mm²).
In einer Bremszone der Förderschnecke 12 oder 14 werden die Aussparungen 12C oder 14C der beiden aufeinander folgenden Gewinde der gleichen Förderschnecke voreilhafterweise leicht schräg versetzt. Zur Veranschaulichung dieses Merkmals werden in 3 dicke Linien verwendet, um die Aussparungen in den Gewinden zu kennzeichnen, die zu Beginn der Schnittebene liegen, während dünne Linien verwendet wurden, um die Positionen der Aussparungen in den Gewinden zu zeigen, die sich unmittelbar unterhalb der ersten Gewinde befinden. In diesem Beispiel beträgt der Winkelversatz etwa 10° bis 20°. Er ist in Drehrichtung R der Förderschnecken ausgerichtet, so dass eine Linie, die zwei entsprechende Aussparungen von zwei gegenüberliegenden Gewinden miteinander verbindet, in die gleiche Richtung weist, wie die Vorwärtsgewinde.
Die Anlage wird kontinuierlich beschickt und die Zufuhrrate wird so angeglichen, dass die vorstehend erwähnten Druck- und Temperaturparameter erfüllt werden.
Vorteilhafterweise verfügt die Anlage über mindestens einen Temperaturfühler CT, der sich oberhalb der unteren Bremszone SMF der oberen Reihe (im Bereich der Schnittebene III-III) befindet. Es kann eine Entsprechungstabelle für Temperatur und Druck angelegt werden. Ein Anstieg der Temperatur, der durch den Temperaturfühler CT angezeigt wird, kann somit auf ein zu hohes Risiko eines Druckanstiegs hinweisen. Die Anlage kann dann durch Reduzierung der Holzschnitzel-Zuführrate geregelt werden. Es ist auch möglich, Vorkehrungen zu treffen, dass der Druck direkt über einen Druckmessfühler CP, der sich im gleichen Bereich wie der Temperaturfühler CT befindet, gemessen wird. Die von diesen Fühlern durchgeführten Messungen (zumindest jedoch die Messung, die vom Temperaturfühler CT vorgenommen wird) können in einen Mikroprozessor eingegeben werden, der dem Holzschnitzel-Zuführsystem, z. B. einer Endlosförderschnecke, wie vorstehend erwähnt einen Befehl mitteilt. Falls keine direkte Druckmessung zur Verfügung steht, kann der Mikroprozessor in einem Speicher über eine Temperatur/Druck Entsprechungstabelle verfügen. Wird der Druck direkt gemessen, kann der Mikroprozessor das Holzschnitzel-Zuführsystem auf Grundlage der beiden Datenpositionen (Temperatur und Druck), die ihm mitgeteilt werden, steuern. Es ist möglich bei einer bestimmten Holzart und einer bekannten Feuchtigkeit eine Beziehung zwischen den Druck- und den Temperaturparametern und dem Strom, den der Motor, der die Drehung der Förderschnecken antreibt, (bzw. den elektrischen Strom, wenn die Spannung konstant ist, was häufig der Fall ist) herzustellen. Diese Beziehung kann empirisch durch Tests ermittelt werden. Ist diese Beziehung bekannt, ist es möglich die gewünschten Druck- und Temperaturparameter zu erhalten, indem man die Holzschnitzel-Zufuhr so anpasst, dass eine Zielmenge Strom verbraucht wird.
Nachfolgend werden Beispiele für Anlagen aufgeführt, die über zwei parallele Förderschnecken verfügen, die so montiert sind, dass sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung drehen und sich für die Implementierung des Verfahrens dieser Erfindung eignen.
Beispiel 1 – Maschinen, bei denen die Förderschnecken über drei Segmentreihen verfügen.

Länge der Förderschnecken (Innenlänge der Umhüllung): 2620 mm
Durchmesser der Förderschnecken: 240 mm
Abstand der Vorwärtsgewinde: 110 mm
Abstand der Umkehrgewinde: 60 mm
Rotationsgeschwindigkeit der Förderschnecken: 330 U/min
Obere Reihe (SM): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SME): 8 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SMF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SMF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 22 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 44 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 22 × 44 = 4840 mm²
Zwischenreihe (SI): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SIE): 3 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SIF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SIF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 18 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 44 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 18 × 44 = 3780 mm²
Untere Reihe (SA): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SAE): 5 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SAF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SAF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 16 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 44 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 16 × 44 = 3520 mm²
Transitzeit während der das Material (Schnitzel, die zu Fasern umgeformt werden) in der Umhüllung verbleibt: 40 s
Faserausstoßrate: 50 Kubikmeter pro Stunde (m³/h)
Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis R_SO: 3520/50 = 70,4 mm²/m³h^–1

Beispiel 2 – Maschinen, bei denen die Förderschnecken über zwei Segmentreihen verfügen.

Länge der Förderschnecken (Innenlänge der Umhüllung): 2340 mm
Durchmesser der Förderschnecken: 240 mm
Abstand der Vorwärtsgewinde: 110 mm
Abstand der Umkehrgewinde: 60 mm
Rotationsgeschwindigkeit der Förderschnecken: 330 U/min
Obere Reihe (SM): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SME): 7 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SMF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SMF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 18 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 40 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 18 × 40 = 3600 mm²
Untere Reihe (SA): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SAE): 5 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SAF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SAF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 14 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 40 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 16 × 40 = 2800 mm²
Transitzeit während der das Material (Schnitzel, die zu Fasern umgeformt werden) in der Umhüllung verbleibt: 35 s
Faserausstoßrate: 38 m³/h
Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis R_SO: 2800/38 = 73,7 mm²/m³h^–1

Beispiel 3 – Maschinen, bei denen die Förderschnecken über zwei Segmentreihen verfügen.

Länge der Förderschnecken (Innenlänge der Umhüllung): 1935 mm
Durchmesser der Förderschnecken: 240 mm
Abstand der Vorwärtsgewinde: 110 mm
Abstand der Umkehrgewinde: 60 mm
Rotationsgeschwindigkeit der Förderschnecken: 330 U/min
Obere Reihe (SM):
Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SME): 10 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SMF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SMF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 14 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 40 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 14 × 40 = 2800 mm²
Untere Reihe (SA): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SAE): 3 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SAF): 3 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SAF): 5 • Breite der einzelnen Aussparungen: 12 mm
Tiefe der einzelnen Aussparungen: 40 mm
Gesamter Bereich der Aussparungen: 5 × 12 × 40 = 2400 mm²
Transitzeit während der das Material (Schnitzel, die zu Fasern umgeformt werden) in der Umhüllung verbleibt: 30 s
Faserausstoßrate: 33 m³/h
Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis R_SO: 2400/33 = 72,7 mm²/m³h^–1

Beispiel 4 – Maschinen, bei denen die Förderschnecken über zwei Segmentreihen verfügen.

Länge der Förderschnecken (Innenlänge der Umhüllung): 1600 mm
Durchmesser der Förderschnecken: 102 mm
Abstand der Gewinde: 50 mm
Rotationsgeschwindigkeit der Förderschnecken: 330 U/min
Obere Reihe (SM): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SME): 14 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SMF): 2 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SMF): 3 • Breite der einzelnen Aussparungen: 18 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 21 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 3 × 18 × 21 = 1134 mm²
Untere Reihe (SA): • Anzahl der Vorwärtsgewinde (Zone SAE): 5 • Anzahl der Umkehrgewinde (Zone SAF): 2 • Anzahl der Aussparungen pro Umkehrgewinde(Zone SAF): 3 • Breite der einzelnen Aussparungen: 14 mm • Tiefe der einzelnen Aussparungen: 21 mm • Gesamter Bereich der Aussparungen: 3 × 14 × 21 = 882 mm²
Transitzeit während der das Material (Schnitzel, die zu Fasern umgeformt werden) in der Umhüllung verbleibt: 30 s
Faserausstoßrate: 12 m³/h
Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis R_SO: 882/12 = 73,5 mm²/m³h^–1

Der Anmelder hat beobachtet, dass die Transitzeit/Druck/Temperatur Parameter optimiert werden, wenn die Schnitzelzuführung der Maschine so gehandhabt wird, dass, wenn der gesamte Bereich der Aussparungen der einzelnen Gewinde in der unteren Reihe SA bekannt ist, eine Faserausstoßrate so ist, dass das Verhältnis R_SO innerhalb der Spanne 60 mm²/m³h^–1 bis 80 mm²/m³h^–1 bleibt und vorzugsweise innerhalb der Spanne 70 mm²/m³h^–1 bis 75 mm²/m³h^–1 liegt.
In den vorstehenden Beispielen sind die Aussparungen 12C, 14C in den Gewinden der unteren Bremszone SAF der unteren Reihe SA kleiner als die Aussparungen in den Gewinden der unteren Bremszone SMF der oberen Reihe SM. Außerdem liegt die Größe der Aussparungen der Gewinde der unteren Bremszone der Zwischenserie, sofern eine Zwischenserie vorhanden ist, vorzugsweise zwischen der Größe der Aussparungen der Bremszone der oberen Serie und der Größe der Aussparungen der Bremszone der unteren Serie.
Dadurch ist es möglich, eine übermäßige Bremsung in den Bereichen der oberen Reihen zu verhindern. Je weiter das behandelte Material nach unten befördert wird, desto stärker nähert es sich dem Zustand von Holzfasern an. Mit anderen Worten: Die Partikelgröße nimmt von oben nach unten ab, so dass diese Reduzierung der Größe der Aussparungen von oben nach unten dieser Reduzierung der Partikelgröße entspricht, was es möglich macht, die gewünschten Druckgradienten an den Bremszonen zu erhalten. Da das behandelte Material aber das gesamte Innenvolumen der Umhüllung einnimmt, ist der Druck im Bereich der unteren Bremszone der oberen Reihe am höchsten. Durch die Wahl von Aussparungen, die für diese Bremszone nicht zu klein sind, ist es möglich einen Druckgradienten, der zu hoch für diese Bremszone ist, zu vermeiden.
Natürlich kann die Anpassung der Anlage und des Verfahrens in Abhängigkeit von der Art des Holzes bzw. der Mischung der Holzarten der Schnitzel, die zerfasert werden sollen, fein abgestimmt werden. Die oben angeführten Beispiele werden als veranschaulichende, aber nicht einschränkende Angabe gegeben.
Im Fall von Strandkiefer und einem Einsatz der Maschine aus vorstehendem Beispiel 1 ist die Partikelgrößenverteilung der Fasern, die am Auslass der Anlage ausgestoßen werden, wie in 4 angegeben.
Vorstehend wird eine Anlage beschrieben, die über zwei parallele Förderschnecken verfügt, die sich in der Umhüllung mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung drehen. Es ist möglich eine andere Anzahl an parallelen Förderschnecken einzusetzen, z. B. vier solche Förderschnecken.
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

EP 0324689 [0003]
FR 2248780 [0004]
EP 0472684 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

französischen Norm NF EN 12580 [0008]
Norm EN 13041 [0009]

Claims

Anlage zur Herstellung von Holzfasern zur Verwendung in einer Kultursubstratmischung, wobei die Anlage aus einer Zerfaserungsumhüllung (10) mit einem Einlass (20) für Holzschnitzel (16) und einem Auslass (22) für die Fasern (24), die aus diesen Holzschnitzeln gewonnen werden, besteht, wobei sich in der Umhüllung zwei parallele Förderschnecken (12, 14) befinden, die sich auf eine Weise drehen lassen, dass sie über ihre jeweiligen Gewinde (12B, 14B) ineinander greifen, wobei diese Gewinde in Laufrichtung sukzessive von oben nach unten über mindestens eine obere Reihe von Segmenten und eine untere Reihe von Segmenten (SM, SI, SA) verfügt, die jeweils über eine obere Treibzone mit Vorwärtsgewinden (SME, SIE, SAE) und eine untere Bremszone mit Umkehrgewinden (SMF, SIF, SAF) verfügen, wobei die Gewinde in den Bremszonen über Aussparungen (12C, 14C) verfügen, wobei die Aussparungen in den Gewinden der unteren Bremszone (SAF) der unteren Reihe (SA) kleiner sind als die Aussparungen in den Gewinden der unteren Bremszone (SMF) der oberen Reihe (SM), dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Aussparungen (12C, 14C) pro Gewinde in jeder Bremszone (SMF, SIF, SAF) zwischen 2 und 6 liegt, und dass das Abschnitt-zu-Ausstoß-Verhältnis der Summe der Bereiche der Aussparungen eines Gewindes der unteren Bremszone (SAF) der unteren Reihe (SA) zur Faserausstoßrate im Bereich 60 mm²/m³h^–1 bis 80 mm²/m³h^–1 und vorzugsweise im Bereich 70 mm²/m³h^–1 bis 75 mm²/m³h^–1 liegt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Aussparungen pro Gewinde in jeder Bremszone (SMF, SIF, SAF) zwischen 3 und 5 liegt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde außerdem eine Zwischenreihe (SI) zwischen der oberen Reihe (SM) und der unteren Reihe (SA) aufweisen und die Anzahl der Aussparungen (12C, 14C) pro Gewinde in jeder Bremszone 5 beträgt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecken (12, 14) dafür geeignet sind sich mit einer Geschwindigkeit, die im Bereich von 250 U/min bis 400 U/min liegt und vorzugsweise im Bereich von 300 U/min bis 380 U/min liegt, dreht.