DE2130216A1 - Verfahren zur Herstellung von Kleinballen aus Halmgut und/oder Blattgut - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kleinballen aus Halmgut und/oder Blattgut Folie erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kleinballen hoher Dichte aus Halmgut und/oder Blattgut, die formbeständig, verfütterbar und dauerhaft sein sollen.
• n's handelt sich um ein Verfahren, bei dem das Gut den folgenden verfahrensschritten unterworfen wird: 1. einer Vortrocknung frisch gemähten oder angewelkten Gutes, aas gegebenenfalls schon mechanisch oder/und thermisch aufbereitet ist; die Vortrocknung kann dabei auch so gear-et sein, daß das Gut durch sie leichzeitig auch mechanisch oder/und thermisch aufbereitet wird; 2. einer Verdichtung, die so geführt wird, daß das Gut durch sie angenähert auf die Größe und Dichte der endgültig angestrebten Kleinballen verdichtet wird; 3. einer Nachtrocknung, die so geführt wird, daß die Kleinballen durch sie auf jenen Trocknungsgrad gebracht werden, der für die Beständigkeit des Guts über längere Zeiträume erforderlich ist.
• Die selbstverständlich -unerläßlichen Schritte des Transports zu dem ersten erfahrensschritt, zwischen den drei Verfahrensschritten und nach dem letzten Verfahrensschritt sind nicht ausdrücklich genannt.
• Es ist bekannt, daß Halmgut und Blattgut am besten zu Kleinballen hoher Bormbeständigkeit verpreßbar ist, wenn es eine Feuchtigkeit von 18 bis 15 Gjo aufweist. Diese Erkenntnis ist der Grund dafür, daß man bisher das zu verpressende Gut einer Trocknung aussetzte, durch die es auf diesen Trocknungsgrad gebracht wurde.
• Diese Trocknung ist auf verschiedene Weise möglich. Wie sie auch ausgeführt werden mag, so erfordert es einen beträchtlichen Aufwand an Energie und Gerät, um den genannten Trocknungsgrad zu erreichen, zumal, wenn das Gut frisch gemähtes sein soll. Eine solche Trocknung und Verdichtung zu Kleinballen auf einer Beldmaschine läßt sich nur schwierig durchführen, da die Bauteile voluminös und schwer ausfallen.
• Dies trifft in besonderem Maße zu, wenn zur Trocknung Trommeltrockner verwendet werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Hangel zu beseitigen.
• Dies geschieht in einer Modifikation des bekannten Verfahrens.
• Die Modifikation ist darin zu sehen, daß eine aller bisherigen Praxis entgegenlaufende Aufteilung der beiden Trocknungsprozesse vorgenommen wird, dahingehend, daß die Trocknung nicht bis auf 18 bis 15 /% Feuchtigkeit geführt wird. Vielmehr soll erfindungsgemäß die Vortrocknung nur auf etwa 40 bis mindestens 30 % Feuchtigkeit geführt werden, wahrend der Nachtrocknung der Rest der Gesamttrocknung überlassen wird, der nuneinen größeren Bruchteil der Gesamttrocknung ausmacht. Die Nachtrocknung soll auf Feuchtigkeiten von etwa 15 °h führen; sie soll aber auch eine volle Gleichmäßigkeit der Trocknung im Kleinballen herbeiführen.
• Diese Maßnahme beruht auf folgenden tberlegungen: Eine Vortrocknung geht anfangs intensiv und schnell vor sich, während sie sich im weiteren Verlauf verlangsamt, so daß der Trocknungsverlauf über der Zeit näherungsweise durch eine abfallende e-Funktion bestimmt ISte Verzichtet man nun darauf, das Gut auf z. B. 15 % zu trocknen - was mit Trommeltrocknern möglich und üblich ist - trocknet Llan beispielsweise nur auf 30 , so ist es durchaus möglich, dies in der Hälfte der Z»it zuerreichen, die für die Gesamttrocknung bis 15 % erforderlich ist, wie dies Figur 1 veranschaulicht. Dies führt aber zugleich zu einer Einsparung an Energie, zu einer Verkürzung der Trocknungsstrecke und aamit zu einem erheblich leichteren Gerät. Dies letzte ist aber dann von großer Bedeutung, wenn die @@@@@@@@@ und Herstellung der Kleinballen auf einer Feldmaschine erfolgen soll, die möglicherweise das Gut selbst maht oder doch aufnimmt.
• sie so hergestellten Kleinballen weisen dann zwar noch nicht diejenige Feuchtigkeit auf, die sie haben müssen, wenn ihre Formbeständigkeit optimal und ihre Haltbarkeit ausreichend sein soll. Der dazu erforderliche Trocknungsgrad wird erst durch die Nachtrocknung erreicht. Erst nach der Nachtrocknung weisen die nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Kleinballen eine voll genügende Formbeständigkeit auf. Durch die Nachtrocknung wird das Gut endgültig zum Kleinballen 1verbacken1t. Das Verbacken beim Nachtrocknen wird durch die mechanische Aufbereitung vor oder beim Trocknen und die Anwendung höherer Temperaturen gefördert.
• iEr die Nachtrocknung sieht die Erfindung vor, daß die Kleinballen mit Heißluft beaufschlagt werden, deren Temperaturen zwischen 40 und 1100 G liegen.
• Da die Kleinballen vor der Nachtrocknung noch nicht die optimal mögliche Formbeständigkeit aufweisen, sind sie einem rauhen Transport zu der Anlage der Nachtrocknung noch nicht gewachsen. Dieser Transport -muß - was durchaus möglich ist -schonend durchgeführt werden.
• Der Vorteil, der mit dem Verfahren nach der Erfindung -Einfügung des Preßvorganges an einer ungewöhnlichen Stelle des gesamten Trocknungsvorganges - erziel'bar ist, ist deshalb so bedeutend, weil die Anlagen zur Nachtrocknung in der Regel stationär sind. Ür solche spielen weder Raumfragen noch Gewichtstragen noch Energiefragen eine erhebliche Rolle.
• Dann kann aber der Aufwand an kaum, Gewicht und Energie von fahrbaren Anlagen, die am Feldrand aufgestellt werden oder von einem iseldfahIzeug, auf dem die Anlage angeordnet ist, die die Vortrocknung und Verdichtung vornimmt, bei einem gleichzeitig hohen Durchsatz, ganz erheblich reduziert werden.
• Eine mögliche Ausführung -einer Anlage zur Durchführung nach der Erfindung kann aus den folgenden Mitteln aufgebaut sein; 1. einem t1rozleltrockner bekannter Ausführung als Mittel zur Vortrocknung. Dieser Trommeltrockner soll aus einem zylindrischen Gehäuse bestehen, in dem sich eine schnell umlaufende Welle befindet, die mit Schlegeln zur Erzeugung einer Wirbelbewegung des Gutes sowie gegebenenfalls zur mechanischen oder/und thermischen Aufbereitung desselben ausgestattet ist; die Innenwand des Gehäuses soll mit Förderrippen belegt sein; in der Nähe der Einfüllöffnung sollen sich Organe zur Zuführung von Heißgasen befinden 2. einer Kolbenpresse konventioneller Ausführung als Mittel zur Verdichtung; sie kann beliebigen Querschnitt haben, 3. einem Satztrockner konventioneller Ausführung oder äquivalenten Vorrichtungen als Mittel zur Nachtrocknung.
• Vor dem Trommeltrockner kann eine Zerkleinerungs- und/oder AuSbereitungseinrichtung (z.B. Häcksler, Fräse) angeordnet sein.
• Der technische Fortschritt ist dann besonders groß, wenn der Trommeltrockner und die Kolbenpresse auf einem Fahrzeug und der Satztrockner stationär angeordnet sind. Diese Vorteile sind sichergestellt, da die Länge des Trommeltrockners im Vergleich zu jenen Längen, die er haben müßte, wenn ihm die volle Trocknung auf etwa 15 % zufallen sollte, erheblich reduziert ist.
• Da das Gut mit beträchtlich verschiedenem Trocknungsgrad in den Trommeltrockner gelangen wird, würde das schon angewelkte Gut vom Trommeltrockner mit geringerer Feuchtigkeit entlassen als frisches; es würde bei einer Länge des Trommeltrockners, die ausreicht, frisches Gut auf 40 bis 30 % Feuchtigkeit zu trocknen, unter 30 , getrocknet werden, ein Schritt, der gerade nach der Erfindung vermieden werden soll. Daher sieht die Erfindung weiterhin vor, daß der Trommeltrockner in seiner Heizwirkung regelbar ausgebildet sein soll.
• Gemäß weiterer Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist es vorgesehen, zwischen den Verfahrensschritt der Verdichtung und den der Bachtrocknung einen weiteren, an sich bei Heuverpressung nicht unbekannten Schritt einzufügen. Er soll darin bestehen, daß der Gutstrang, unter Aufrechterhaltung mindestens eines Teiles des Verdichtungsdrucks, einer Abkühlung unterworfen wird.
• Dieser Schritt erfolgt aus denselben Gründen, aus denen er bei den schon bekannten Verfahren erfolgt: Das Gut ist durch die mit heißen Gasen vorgenommene Trocknung warm bis heiß.
• Dann ist es verdichtet, ein Prozeß, durch den die Temperatur des Gutes weiter erhöht wird. Würde dieses erhitzte Gut in Strangform die Rohrpresse verlassen, ohne gekühlt zu werden, so würden die sich an der Außenluft schneller abkühlenden, noch nicht hinreichend verbackenen,Außenschichten der Kleinballen der sprengenden Kraft der heißeren Innenteil kaum standhalten; die Kühlung schlägt die heißen Gase nieder.
• Gemäß weiterer Ausbildung des Verfahrens der Erfindung ist es vorgesehen, zwischen den Verfahrensschritt der Verdichtung und den der Abkühlung einen weiteren Schritt einzufügen. Er soll darin bestehen, daß der Gutstrang, unter Aufrechterhaltung des vollen Verdichtungsdrucks einer Surz-Intensiv-Erhitzung ausgesetzt wird. Das mit diesem neuartigen Schritt verfolgte Ziel besteht in folgendem: Ein Kleinballen weist auch dann schon eine hohe Formstabilität auf, wenn nur seine zylindrische Mantelwand hinreichend verbacken ist. Dies ist mit einer Kurz-Intensiv-Erhitzung zu erreichen, die so intensiv ist, daß eine Außenschicht von 2 bis 3 mm einwandfrei verbacken ist, aber nur-so kurz, daß nicht tiefere Schichten erfaßt werden. Daher sieht die Erfindung vor, daß die Außenschichten des Gutstranges mit Temperaturen beaufschlagt werden, die mindestens etwa 6000, höchstens 3000C betragen. Die Dauer der Erhitzung soll darüber hinaus um so kürzer gehalten werden, je höher die Temperatur liegt. Auch soll die Dauer der Eurz-Intensiv-Erhitzung um so länger gewahlt werden, äe größer der Durchmesser des Gutstranges ist.
• Durch die Einführung der Eurz-Intensiv-Erhitzung erhält der Verfahrensschritt der Abkühlung erhöhte Bedeutung. Ihm kommt dann die besondere Aufgabe zu, zu verhindern, daß die hocherhitzten kußenschichten des Gutstranges ihren Wärmeinhalt auf die Innenschichten weiterreichen. Sonst würden sich leicht aus den Resten der Feuchtigkeit, die das Innere enthält, Dämpfe bilden, die, bei Austritt des Gutstranges oder der Kleinballen aus dem Preßrohr den Strang oder die Balken von innen her zerplatzen ließen. Daher ist es weiterhin vorgesehen, daß die Abkühlung unmittelbar auf die Kurz-Intensiv-Erhitzung folgen soll.
• Die Abkühlung kann als Kontaktkühlung oder als Durchströnungskühlung vorgenommen werden, wobei der Kontaktkühlung oder der Kombination beider Kühlungsarten der Vorzug zu geben wäre.
• Damit die Kühlung auch tatsächlich die Explosion der Kleinballen verhindert, ist vorgesehen, daß die Dauer der Abkühlung mindestens doppelt so groß ist wie die der Eurz-Intensiv-Erhitzung.
• Als Mittel zur Kühlung des noch unter Druck stehenden Gutstranges sieht die Erfindung die zu Gebote stehenden konventionellen Mittel vor: z. B. einen Kühlmantel, dessen Innenwand durch die Wand des Preßzylinders gebildet wird und der mit Kühl flüssigkeit beschickt werden kann. Für etwaige Durchströmungskühlung müßte der Mantel des Preßzylinders perforiert sein, während der Hohlmantel mit gekühlter Preßluft gefüllt würde.
• Als Mittel zur Eurz-Intensiv-Erhitzung sind ebenfalls konventionelle vorgesehen: z. B, ein mit heißen Gasen oder Flüssigkeiten beschickbarer, den Preßzylinder umgebender Hohlzylinder; oder eine elektrisch gespeiste Heizvorrichtung, wie eine Widerstandsheizung oder eine Strahlungsbeheizung oder eine Hochfrequenzheheizung, wobei die letzte wegen ihrer peripheren Wirkung Bevorzugung verdient.
• Die Kurz-Intensiv-rhitzung des Gutstranges kann auf verschiedene Weise realisiert werden; einerseits dadurch, daß, was bei elektrischer Versorgung der Heizungsanlagen möglich ist, die jeweilige Anlage einen kurzzeitigen, aber starken Energiestoß erhält - damit wäre die Dosierung der Kurz-Intensiv-Erhitzung exakt möglich - andererseits mit kontinuierlicher Wärmebeaufschlagung. Dann hat man die Dauer auf zwei Arten in der Hand: Erstens durch die Länge der Heizvorrichtung, zweitens durch die Geschwindigkeit, mit der das Gut durch die Rohrpresse gefördert wird. Da die Länge- der Heizvorrichtung nur bei speziell dafür ausgebildeten Heizvorrichtungen willkürlich geändert werden kann, bleibt als praktisches Mittel der Xnderung der Dauer der Kurz-Intensiv-Erhitzung nur die Änderung der Geschwindigkeit des Gutdurchsatzes durch die Presse.
• Um diese ändern zu können, sieht die Erfindung vor, daß sowohl der Trommeltrockner als auch die Kolbenpresse so ausgebildet sein sollen, daß ihre Durchsatzleistung willkürlich geändert werden kann. Dies ist beim Grommeltrockner durch Änderung der Drehzahl, der schnell umlaufenden Welle, bei der Kolbenpresse durch Minderung der Hubfrequenz des Preßkolbens möglich. Daneben ist es möglich, die Intensität der Beheizung zu ändern.
• Im Vorhergehenden ist nur eine einzige Anlage als Anlage zur Durchführung des Verfahrens angegeben worden. Damit soll die Erfindung nicht auf diese eine Variante beschränkt gelten.
• Vielmehr gehören alle Anlagen zum Gegenstand der Erfindung, mit denen sich das Verfahren nach der Erfindung ausführen läßt.
• Auch sollen alle jene Regel-Vorrichtungen zur Erfindung gehören, mit denen es möglich ist, die Größen des Verfahrens, deren Änderung für den Erfolg des Verfahrens vorteilhaft ist, unter Verwendung geeigneter, durchweg bekannter Fühler für die Größen, selbsttätig im Sinne einer Optimierung des Verfahrens zu regeln.
• In Figur 2 ist eine Anlage nach der Erfindung, schematisch, unter Fortlassung allen, nicht wesentlichen, Beiwerks dargestellt.
• Im Preßrohr 1 der Kolbenpresse tritt das Gut 2 durch eine an der Oberseite des Preßrohrs befindliche Einfüllöffnung 3 ein.
• Der Preßkolben 4 verdichtet äe eine eingefallene Portion des Halmgutes zu einem Kleinballen 5. Das in die EolbenpFesse gelangende Gut 2 ist vorher in dem Trommeltrockner 6 vorgetrocknet. Zu diesem Zweck wird es in den Einfülltrichter 7 des eingefüllt.
• Trommeltrockners vorher zerkleinert und/oder aufbereitet;yjCn unmittelbarer Nähe des Einfülltrichters befinden sich Organe 8 zur Zuführung von Heißgasen, in diesem Falle als Flamme dargestellt. In der Achse des Trommeltrockners 6 befindet sich eine schnell umlauf ende Welle 10, die mit Schlegeln 11 ausgestattet ist. Außerdem tragen die Wände des Trommeltrockners innenseitig Förderrippen 12. Durch die Schlegel wird das Gut, das frisch gemahtes sein kann, herumgewirbelt, mit den Heißgasen vermischt und, entsprechend der Drehzahl der Welle 10 und der Steigung der Förderrippen 12 zur Ausgangsöffnung gefördert. Während dieser Bewegung wird es getrocknet. Es wird gleichzeitig auch mechanisch und thermisch aufbereitet. Dadurch, daß'der Trommeltrockner nur eine Länge aufweist, die nicht ausreicht, um das Gut auf etwa 15 % zu trocknen, weist das in die Kolbenpresse gelangende Gut die Eigenschaften auf: es ist auf etwa 35 % getrocknet es ist erwärmt es ist aufbereitet.
• Unter dieser Voraussetzung weisen die Kleinballen, wenn sie sich noch in der Kolbenpresse befinden, noch nicht die idealen Eigenschaften auf, die sie endgültig erhalten sollen. Um formbeständig zu werden, werden sie beim weiteren Durchgang durch das Preßrohr einer Eurz-Intensiv-Erhitzung unterzogen.
• Sie geschieht durch-die Heizanlage 13, die in diesem Falle als elektrische dargestellt ist. Es folgt unmittelbar die Kühlanlage 14, die in diesem Falle als ein Hohlmantel dargestellt ist, der das Preßrohr umfaßt und mit Kühl flüssigkeit versorgt wird. - Die konventionelle Anlage zur Nachtrocknung ist nicht dargestellt.

Claims (17)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1 bis 17

1. Verfahren zur Herstellung formbeständiger und verfütterbarer sowie dauerhafter Kleinballen hoher Dichte aus Halmgut und/oder Blattgut, bei dem das Gut den folgenden Verfahrensschritten unterworfen wird: einer Trocknung frisch gemahten oder angewelkten Gutes, wobei die Trocknung auch so geartet sein kann, daß das Gut durch sie gleichzeitig mechanisch oder/und thermisch aufbereitet wird und einer Verdichtung, die so geführt wird, daß das Gut durch sie angenähert auf die Größe und Dichte der endgültig angestrebten Kleinballen verdichtet wird, dadurch Rekennxeichnet, daß die Trocknung so abgekürzt wird, daß das Gut nach deren Abschluß noch 40 O/o bis mindestens 30 °h seiner Feuchtigkeit enthält und daß nach der Verdichtung eine Nachtrocknung vorgesehen und so geführt wird, daß die Kleinballen durch und durch gleichmäßig getrocknet sind und einen Trocknungsgrad von etwa 15 * aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachtrocknung durch Beaufschlagung der Kleinballen mit Heißluft erfolgt, deren Temperaturen zwischen 40 und 1100C liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut vor dem ersten Trocknungsschnitt zerkleinert und/oder aufbereitet wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach An@@@@ 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Vortrocknung ein an sich bekannter Trommeltrockner zylindrischen Querschnitts vorgesehen ist, der eine schnell umlaufende, mit Schlegeln zur Erzeugung einer Wirbelbewegung des Gutes sowie gegebenenfalls zur mechanischen oder/und thermischen Aufbereitung ausgestattete Welle aufweist sowie an der Innenseite seines Gehäuses spiralförmig angelegte Förderrippen und auf der Seite der Einfüllöffnung mit Organen zur Zuführung von Heißgasen ausgestattet ist, daß als Mittel zur Verdichtung des Gutes eine konventionelle Eolbenpresse mit beliebigem, bevorzugt kreisförmigem Querschnitt und als Mittel zur Nachtrocknung konventionelle Satztrockner oder Vorrichtungen gleicher Wirkung verwendet werden.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grommeltrockner und die Eolbenpresse auf einem Fahrzeug, der Nachtrockner stationär angeordnet sind.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung des Verfahrens dadurch sichergestellt wird, daß die Länge des Trommeltrockners gegenüber der für vollständige Trocknung benötigten Länge entsprechend reduziert ist.

7. Anlage nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommeltrockner in seiner Heälleistung nach der Austrittstemperatur regelbar ist und/oder so ausgebildet ist, daß dessen Einfüllöffnung einschließlich der an der Einfüllseite vorhandenen Stirnplatte sowie der Organe zur Zuführung der Heigase in Richtung der Längsachse des Trommeltrockners willkürlich verschiebbar ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischeqdem Verfahrensschritt der Verdichtung und dem der Nachtrocknung ein weiterer, bei Herstellung von Kleinballen bekannter Schritt eingefügt wird, durch den der Gutstrang, unter Aufrechterhaltung mindestens eines Teiles des Verdichtungsdrucks, einer Abkühlung unterworfen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verfahrensschritt der Verdichtung und dem der Abkühlung ein weiterer Schritt eingeführt wird, durch den der Gutstrang, unter Aufrechterhaltung des vollen Verdichtungsdrucks, einer Eurz-Intensiv-Erhitzung ausgesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Eurz-Intensiv-Erhitzung so geführt wird, daß die dem Preßdruck ausgesetzte Oberfläche des Gutstranges mit einer Temperatur von mindestens 600C und höchstens 3000C beaufschlagt wird und, daß die Dauer um so kürzer gewählt wird, je höher die Temperatur liegt, mit der die Oberfläche des Gutstranges beaufschlagt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Eurz-Intensiv-Erhitzung um so größer gewählt wird, je größer der Durchmesser des Gutstranges ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung unmittelbar nach der Erhitzung vorgenommen und so ausgeführt wird, daß die hohen Temperaturen auf die Außenschichten des Gutstranges beschränkt bleiben.

13.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung als Eontaktkühlung oder als Durchströmungskühlung ausgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Abkühlung mindestens das Doppelte der Dauer der Eurz-Intensiv-Erhitzung beträgt.

1. Anlage nach einem der Ansprüche 8, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Abkühlung die konventionellen Mittel dienen, beispielsweise ein Kühlmantel, der mit Kühlflüssigkeit beschickbar ist und dessen Innenwand durch die Wand des Preßzylinders gebildet wird.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Eurz-Intensiv-Erhitzung konventionelle Mittel verwendet werden, beispielsweise ein mit heißen Gasen oder Flüssigkeiten beschickbarer, den Preßzylinder umgebender Hohlzylinder oder eine elektrische Beheizung, die als Widerstandsbeheizung oder als Strahlungsb ehei zung oder al a Ho chfre quenzb ehei zung bekannt sind, wobei die letzte wegen ihrer schlagartigen Einschaltbarkeit bevorzugt ist.

17. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzleistung des Trommeltrockners und der Kolbenpresse in gleichem Sinne in gewissem Bereich willkürlich einstellbar sind.

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