DE2120936C3 - Verfahren zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Material - Google Patents
Verfahren zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern aus lignozellulosehaltigem MaterialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren /ur
Herstellung und Aufbereitung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Material im Zuge der Herstellung von
Faserplatten nach dem Halbtrockenverfahren, bei dem das Material aufgeweicht und zu einer feuchten
Fasermasse zerkleinert wird, die in einem Gas tlispergien und aus der anschließend eine Faserbahn
gebildet wird.
Bei der Herstellung von Holzfaserplatten wird bekanntlich ein lignozelluloschaltiges Rohmaterial (z. B.
feuchte Holzspäne) zunächst durch »Kochen« oder chemische Behandlung aufgeweicht, worauf es, beiipielsweise
durch Mahlen, zu einer feuchten Frsermasse zerkleinert wird. Beim Arbeiten nach dem sogenannten
nassen Verfahren wird die feuchte Fasermasse in Wasser dann /u einer dünnflüssigen Aufbereitung
suspendiert, aus welcher die Fasern auf der Langsiebrnaschine zu einer ebenen Fasermatte (»Vlies«) mit einem
Feuchtigkeitsgehalt von 60 bis 75% abgelagert werden. Die Fasefmatte wird darauf iri Naßbögen aufgeteilt, die
bei höher Temperatur und unter hohem Druck zu Steifen, trockenen Faserplatten gepreßt werden. Hierbei
wird der Feuchtigkeitsgehalt durch mechanische Wasscrauspressung unter hohem Druck auf ungefähr 50%
und anschließend durch Verdampfen bei niedrigerem Druck auf nahezu Null herabgesetzt. Das in der
Langsiebmaschine und Presse abgeschiedene Wasser kann in der Mahlgutbereitung zurückgeführt werden,
jedoch muß der Langsiebmaschine Frischwasser zugeführt und daraus Prozeßwasser abgeführt werden, und
zwar üblicherweise in Mengen von 5 bis 15 m3 pro Tonne Fertigprodukt Das Abwasser ist durch aus dem
Rohholz stammende wasserlösliche Stoffe verunreinigt, die in Bächen oder Flüssen zu einer beträchtlichen
Umweltschädigung führen können. Die Menge an Verunreinigungen beträgt bis zu 5 bis 15% der
zugesetzten Rohholzmenge und macht beim Abscheiden erhebliche Kosten.
Ein anderer Nachteil des Naßverfahrens besteht darin, daß die Fasermatten beim Pressen unter hohem
Druck so kompakt und unelastisch werden, daß man beim nachfolgenden Trocknen Platten mit höherer
Dichte als 650 kg/m1 erhält Zur Herstellung von Platten
geringerer Dichte muß man deshalb die Wasserauspressung so steuern, daß der Trockenprozeß schon bei
einem Feuchtigkeitsgehalt von 60 bis 66,7% einsetzt. Die Verdampfung dauert daher besonders lange und
erfordert große Wärmemengen, wodurch die Produktionskosten so hoch werden, daß man Platten mit einer
Dichte von ungefähr 500 kg/m3 meist nicht im Naßverfahren herstellt.
Gemäß einem anderen, in gewissen Fällen gebräuchlichen Verfahren, dem Trockenverfahren, wird die
feuchte Fasermasse viel intensiver, nämlich auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10% getrocknet, worauf
die Fasern in einem Gas — gewöhnlich Luft — dispergiert und als Faservlies abgelagert werden. Das
Vlies wird dann in Trockenbogen aufgeteilt, die anschließend unter hohem Druck und bei hoher
Temperatur zu steifen, trockenen Faserplatten verpreßt werden. Das Verfahren weist /war nicht die Nachieile
des Naßverfahrens aus. erfordert jedoch produktionsverteuernde Zusätze in Form von Kun thar/binder, weil
^0 die in der feuchten Masse anwesenden natürlichen
Bindemittel durch das Trocknen inaktiviert werden.
Durch Veröffentlichungen, wie die schwedische
Palentanmeldung N 5132/64. eine Arbeit von .Sandermann
und Künnemeyer in »Hol/ als Roh- und
Werkstoff«. 15 (19V). j, S. 12 bis 18 und eine weitere von Swiderski. ebd.. 21 (1963). 6, S. 217 bis 225, ist ferner
ein Halbtrockenverfahren bekannt geworden, bei dem die feuchten Fasern in einem Gds dispergiert werden,
aus dem sie dann bei praktisch unverändertem feuchtigkeitsgehalt in Form einer Faserbahn oder
-matte abgelagert werden.
Aufgrund der Bildung der Faserbahn aus der Gasphase tritt das Abwasserproblem nicht auf und das
Halbtrockenverfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung von Faserplatten geringerer Dichte, wobei
durch den relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt der Fasern über die ganze Dauer der Verarbeitung der Bedarf an
Kunsthar/zusätzen mindestens reduziert wird. Allerdings
ist es bei dieser Arbeitsweise aufgrund des nicht überall gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehaltes der Fasermasse
schwierig, eine Faserbahn mit über die gesamte Fläche der Trockensubstanz einheitlichem Flächenge'
wicht zu erhalten. Auch Wenn die Faserbahn auf eine gleichmäßige Dicke abgefräst wird, ist die Trockensub*
i>5 stanz immer noch ungleichmäßig verteilt, weil der
Packungs* bzw. Verdichtungsgrad der Masse von dem örtlich verschiedenen Feuchtigkeitsgehalt abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Nachteile des sonst mit Erfolg durchführbaren Halbtrockenverfahrens
zu überwinden, so daß man unter Vermeidung der örtlichen Unterschiede im Feuchtigkeitsgehalt
der Faserbahn zu Faserplatten kommt, die an allen Stellen ein gleichmäßiges Flächengewicht
aufweisen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Verl eilung der Trockensubstanz in der
Faserbahn und damit auch in der fertigen Faserplatte, d. h. deren Flächengewicht, schon bei der Aufbereitung
des lignozellullosehaltigen Materials in Form von Fasern, die dann zur Herstellung von Faserplatten nach
dem Halbtrockenverfahren dienen, beeinflußt werden kann.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das lignozellulosehaltige Material vor
der Formung der Faserbahn einer mechanischen Wasserauspressung unterworfen wird.
Man erreicht mit Hilfe der durch das erfindungsgemäße Verfahrensinerkmai ergänzten Arbeitsweise einen
weitgehend gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt (Schwankungen ±2%), der bei der nachfolgenden
Dispergierung in z. B. Luft und dem Ablagern der
Fasern zur feuchten Faserbahn praktisch gleich bleibt. Dies bedeutet, daß man bei Bildung einer Faserbahn mit
konstantem Gesamtgewicht je Flächeneinheit durch den gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt der Fasern eine
Faserplatte erhält, bei der die Schwankungen der Feuchtigkeit in der Trockensubstanz pro Flächeneinheit
etwa ±1% (bei einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50%) betragen. Bei der Ausformung einer feuchten,
gleichmäßig dicken Faserbahn wird schon deshalb eine gleichmäßige Verteilung der Trockensubstanz erreicht,
weil die Flächendichte um so gleichmäßiger wird, je weniger der Feuchtigkeitsgehalt von Ort zu Ort
schwankt.
Als vorteilhaft hat sich beim vorliegenden Verfahren
die Durchführung der Wasserauspressung in der Wärme, d. h. bei 1000C oder sogar darüber, erwiesen, da
hierdurch eine größere Gleichmäßigkeit erzielt wird.
Dies ist besc.iders dann einfach, wenn das ligno/ellulosehaltige
Material bei seiner Zerkleinerung /u Fasern befeuchtet und dann der mechanischen Wasseriuspressung
unterworfen wird oder dann, wenn lignozellulosehaltige Späne nach deren Aufweichen und vor deren
Zerkleinerung ju Fasern der mechanischen Wasserauspressung
unterworfen werden, weil dart.i das lignozellulosehaltige
Malarial die notwendige Temperatur bereits durch die vorgeordneten Ver<ahrensschritte erhält.
Das ausgepreßte Wasser kann ganz oder teilweise in den Verfahrenskreislauf zu. ückgeführt werden, wo es
z. B. zum Einstellen des gewünschten Feuchtigkeitsgrades in der Fas.rbahn dienen kann.
Es kann ferner angebracht sein, zwecks Erreichung eines einheitlichen, vorbestimmten Feuchtigkeitsgehaltes,
wenn die mechanische Wasserauspressung durch Trocknen der Fasermasse auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von nicht mehr als 25% ergänzt wird, bevor die Fasermasse in einem Gas dispergiert wird.
Zur Durchführung des Verfahrens können die beim Halbtrockenverfahren üblichen Vorrichtungen benutzt
werden, die lediglich durch eine Entwässerungseinrichtung zu ergänzen sind. Die Erfindung sei nun anhand der
Fig. 1 bis 4 näher erläutert, Die hierbei erwähnten und schematisch dargestellten Einrichtungen und Maschinen
sind dem Fachmann bekannt und werden daher nicht im Detail beschrieben. Einfachere Transporleinrichtungen,
wie Pumpen, Ventilatoren Jsw, sind nicht dargestellt, lediglich die Transportrichtung ist durch Pfeile angedeutet
Fig. 1 zeigt einen Holzspankocher 1, dem Holzspäne
2 und Wasserdampf 3 unter Überdruck zugeführt werden. Die durch das Kochen aufgeweichten Holzspüne
4 werden unter Druck zu einer Scheibenmühle 5 weitergeführt, wo sie zu einer feuchten Fasermasse
gemahlen werden, die durch den Dampfdruck in der Mühle 5 über 6 in einen unter Atmosphärendruck
arbeitenden Zyklon 7 übergeblasen wird, in dem ihre Temperatur durch Drucksenkung auf 1000C abfällt und
Dampf 8 abgegeben wird. Im Zyklon 7 wird die Fasermasse mit über 9 zugeführten Wasser vermischt
und über Leitung 10 in einen mechanischen Entwässerer
11 überführt, worauf sie in entwässertem Zustand über
12 einem Reißwolf 13 zugeleitet wird, aus dem sie über Leitung 14 in einer zum Transport und zur Lagerung
geeigneten Stückgröße in den Vorratsbehälter 15 gelangt.
Das im Eritwässerer 11 abgeschiedr-e Wasser wird
über !6 einem Tank 17 zugeführt, aus welchem es über 9 für den Zyklon 7 entnommen wird. Aus dem
Vorratsbehälter 15 tritt bei 18 feuchte Fasermasse aus, die über 19 einer Scheibenmühle 20 zugeführt wird, die
sie in Fasern und Faserbündel auflöst und über 21 an eine Formungseinrichtupg 22 abgibt. Dort wird eine
Gas/Faserdispersion erzeugt, aus der über 23 auf eine bewegliche Unterlage 25 eine feuchte Faserbahn
abgelagert wird. Die Faserbahn 24 wird durch eine Vorpresse 26 komprimiert und durch eine Säge 27 in
einzelne Massebögen 28 abgetrennt, die in eine Warmpresse 29 eingeführt und unter Abgabe von
Dampf 31 zu steifen Platten 30 verfestigt werden. Sofern die Warmpresse einen ausreichenden Druck auf die
Massebögen ausübt, wird auch Wasser in flüssigem Zustand abgegeben, das über 32 zum Tank 17 geleitet
wird.
Fig. 2 zeigt eine im wesentlichen d»r F; g. 1
entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der jedoch das aus
dem r.itwässerer 11 kommende Wasser über 43 einem
Auffangbehälter 44 zugeleitet wird, aus dem es über 39
in die Scheibenmühle 5 zurückgeführt werden kann.
Bei der Vorrichtungsvariante nach Fig. 3 ist der mechanische Entwässerer 11 vor der Scheibenmühle 5
angeordnet, an die er die entwässerten Holzspäne über
Aa abgibt und worin sie zu einer feuchten Fasermasse gemahlen werden, die über 6 dem Zyklon 7 zugeleitet
und wie oben weiterbehandelt wird.
Die in Fig. 2 und 3 gezeigteil Varianten gestatten eine besonders gute Entwässerung bei Temperaturen
von über 1000C. wobei der Feuchtigkeitsgehalt beim
Überführen der Fasermasse in den Zyklon 7 (wo Atmosphärendruck herrscht) durch Temperatursenkung
auf 1000C und Entspannung untei Danipfabgabe
weiter verringert wird.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtungsvariante oh ie Zyklon,
bei der der mechanische Entwässerer 11 über die Leitung 12 einen so-vohl hinsichtlich seines Feuchtigkeitsgehaltes
als auch im Trockensubstanzfluß gleichmäßigen Faserstrom abgibt, der über den Reißwolf 13
und die Scheibenmühle 20 der Formungseim ichtung 22 zugeführt wird, wobei in diesem Fall kein Vorratsbehälter
zwischengeschaltet ist. Zum Ausgleich der Schwankungen im Gewicht der pro Zeiteinheit über 10
zugeführten feuchten Fasermasse ist hier schon vor dem Entwässerer 11 ein Massebehälter 50 angeordnet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern aus lignozellulosehaltigem Material im
Zuge der Herstellung von Faserplatten nach dem Halbtrockenverfahren, bei dem das Material aufgeweicht
und zu einer feuchten Fasermasse zerkleinert wird, die in einem Gas dispergiert und aus der
anschließend eine Faserbahn gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das lignozellulosehaltige
Material vor der Formung der Faserbahn einer mechanischen Wasserauspressung unterworfen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanische Wasserauspressung bei einer Temperatur von 100°C oder darüber
durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das iignozellulosehaltige Material bei seiner Zerkleinerung zu Fasern befeuchtet und dann
der mechanismen Wasserausnressiing unterworfen
wird (vgl. F i g. 2).
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Iignozellulosehaltige Späne nach deren
Aufweichen und vor deren Zerkleinerung zu Fasern der mechanischen Wasserauspressung unterworfen
werden (vgl. F i g. 3).
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanisch ausgepreßte
Wasser ganz oder teilweise in den Verfahrenskreislauf zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgepreßte
Wasser ganz oder teilweise in die Fasermasse zurückgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichne!, daß die mechanische Wasscrauspressung
durch Trocknen der Fasermasse auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht weniger als 25% ergänzt wird,
bevor die Fasermasse in einem Gas dispergicrt wird.
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