DE2705098C2

DE2705098C2 - Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus tierischen Exkrementen

Info

Publication number: DE2705098C2
Application number: DE2705098A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Baader
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-08
Filing date: 1977-02-08
Publication date: 1985-09-19
Also published as: JPS5399655A; US4880586A; CH636069A5; DE2705098A1; GB1600429A; JPS6050518B2; US4498855A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus tierischen Exkrementen, insbesondere aus Flüssigmist, aus Klärschlammen sowie aus ähnlichen hochkonzentrierten organischen Schlämmen, bei dem die mit hohem Flüssigkeitsanteil anfallenden Stoffe mit trockenen Zuschlagstoffen, vorzugsweise rückgeführtem Trockengut gemischt und nach Verformung zu schüttfähigen Preßlingen in einer Strangpresse in luftdurchlässiger Schüttung gerottet werden.

Versuche, ein derartiges aus der DE-OS 21 62 161 bekanntes Verfahren durchzuführen, haben gezeigt daß es schwierig ist nach diesem Verfahren einen selbsthaltenden Rotteprozeß durchzuführen. Man ist daher dazu übergegangen, die Rotte in einem krümeligen Gemenge durchzuführen, das ein gleichmäßig verteiltes, feinporiges Luftvolumen enthält Bei diesem Verfahren ist ein zufriedenstellender Rottenprozeß in wärmeisolierten Reaktoren möglich, wobei bei Füllhöhen, die für einen wirtschaftlichen Betrieb erforderlich sind, eine Zwangsbelüftung unerläßlich ist - DE-OS 23 16 476 - Grundl. Landtechnik Band 25,1975, Nr. 2, Seiten 33 bis 64.

Die Umwandlung von tierischen Exkrementen und Klärschlammen in geruchlose Feststoffe, die leicht handhabbar sind und ein wertvolles organisches Düngemittel darstellen, ist zwar eine Zielvorstellung des Umweltschutzes. Diese ist aber nur realiesierbar, wenn sie mit vertretbarem Aufwand erreichbar ist. Dieses ist bei den bekannten Verfahren noch nicht möglich. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das mit geringem Aufwand durchführbar ist.

Bei den Arbeiten an der Lösung dieser Aufgabe wurde überraschend festgestellt, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art ein mit hoher Zuverlässigkeit selbst haltender Rotteprozeß dadurch erreicht werden kann, daß die Preßlinge ein Volumen überwiegend zwischen Λ0 und 50 cm³ aufweisen.

Vorzugsweise weisen die Preßlinge einen Durchmesser von 30 bis 40 mm und eine Länge von 40 bis 80 mm auf. Bei Preßlingen mit größerem Durchmesser hat es sich dabei als zweckmäßig herausgestellt daß die Preßlinge ein axiales Loch aufweisen.

Ein besonderes Problem bei der Herstellung von Preßlingen in Schneckenpressen besteht darin, daß die zu behandelnden Stoffe vielfach mit faserigen Stoffen durchsetzt sind, beispielsweise ist bei tierischen Exkrementen im allgemeinen ein Anteil an Haaren oder Federn, je nach Herkunft, enthalten. Derartige faserige Stoffe führen im allgemeinen in kurzer Zeit zu einem Verstopfen üblicher Matrizen.

Gemäß der Erfindung wird dieses Problem gelöst durch eine Formmatrize mit wenigstens zwei durch einen Schlitz getrennten Matrizenkanälen, in denen vom Schlitz ausgehend jeweils gegenüberliegende Matrizenkanäle vorgesehen sind, wobei die Einlaufe der Schlitze und der Matrizenkanäle mit einem Einlaufwinkel kleiner als 45° gegen die Kanalachse ausgebildet sind.
Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Formmatrize sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 12.

Die Erfindung ist im Nachstehenden im einzelnen beschrieben und bezüglich der neuartigen Vorrichtung zeichnerisch veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Formniatrize gemäß der Erfindung.

Fig.2 zeigt einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig.l.

Fig.3 zeigt eine Endansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.

Fig.4 zeigt eine Endansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1.

Ausgangsstoffe des Verfahrens sind tierische Exkremente, insbesondere Flüssigmist, oder Klärschlamme, die mit hihem Flüssigkeitsanteil anfallen. Die Ausgangsstoffe werden in bekannter Weise mit einem Kohlenstoffträger gemischt Als Kohlenstofiträger kommt dabei insbesondere rückgeführtes Trockengut in Frage, das als Endprodukt des Verfahrens anfällt. Durch Zuführung des Kohlenstoffträgers und/oder teilweise Entwässerung des Ausgangsmaterials und/oder der fertigen Mischung aus Ausgangsmaterial und Kohlenstoffträger wird für die Mischung ein Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 60% eingestellt Aus dem so eingestellten Gemisch werden anschließend Preßlinge hergestellt, die ein Volumen von überwiegend mehr als 30 cm³ aufweisen, vorzugsweise ein Volumen von überwiegend 30 bis 50 cm³. Vorzugsweise werden Preßlinge mit einem Durchmesser von 30 bis 40 mm und einer Länge von 40 bis 80 mm verwendet die in einer Schneckenpresse gepreßt sind. Im oberen Durchmesserbereich werden die Preßlinge vorzugsweise mit einem axialen Loch gepreßt. Die Preßlinge werden anschließend in loser Schüttung gerottet

Bei Versuchen mit Preßlingen, die mit flüssigem Hühnermist als Ausgangsprodukt und rückgeführtem Trckkengut als Zuschlagstoff hergestellt wurden, wurden die Preßlinge in loser Schüttung in einen Reaktor mit einer Schütthöhe von 5 m eingegeben. Es wurde dabei festgestellt daß die Rotte nahezu spontan einsetzte. Bereits wenige Stunden nach der Füllung des Reaktors setzte die Erwärmung der Preßlinge ein. Das für die Rotte erforderliche Sauerstoffangebot konnte durch natürlichen Zug des Reaktors bei der Rotte sichergestellt werden. Es erwies sich sogar als notwendig, die Luftzufuhr durch den am Boden des Reaktors vorgesehenen Lufteinlaß zu drosseln. Damit ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, im Reaktor auf künstliche Belüftung jeglicher Art und auf zusätzliche Sauerstoffgaben zu verzichten und durch Regelung des natürlichen Zuges optimale Bedingungen für den Rotteprozeß einzustellen.

Für eine Rotte mit nahezu vollständiger Geruchsbeseitigung und Keimabtötung erwies sich eine Durchlaufzeit von 3 Tagen, bei einer über 2 Tage anhaltenden Temperatur von über 65°C, die ohne Schwierigkeiten erreicht wurde, als ausreichend.

Sehr gute Ergebnisse wurden weiter erzielt bei Ablagerung der Preßlinge in lockerer Schüttung auf einem Belüftungsrost. Auch hierbei setzte der Rottungsprozeß bereits nach kurzer Lagerungszeit ein und führte zu der angestrebten Rotte der Schüttung.

Es besteht weiter die Möglichkeit, die Preßlinge in mit Siebboden versehene Container einzufüllen, in denen dann die Rotte stattfindet. Diese Container weisen einen Siebboden auf, durch die die für die Rotte erforderliche Luft eintritt. Die für die Rotte vorgesehenen Container können dabei gleichzeitig als Transportbehälter verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die fur die Durchführung des Verfahrens erforderliche maschinelle Anlage sehr kompakt zu bauen. Bei der Verwendung von rückgeführtem Trockengut als Zuschlagstoff sind vorzusehen eine Hammermühle zur Zerkleinerung des Trockengutes, ein Mischer zum Mischen des Trockengutes mit dem Ausgangsstoff und eine Schneckenpresse zur Herstellung der Preßlinge.

Da das zu verarbeitende Gut vielfach fasrige Bestandteile enthält beispielsweise Haare oder Federn, kommt es bei Lochdüsen, wie sie üblicherweise bei Schneckenpressen Verwendung finden, schnell zu Verstopfungen, die zu einer unvollständigen Ausbildung der Preßlinge, Verstopfungen der Matrize und Überlastung der Schneckenpresse führen. Diese Probleme werden bei einer erfindungsgemäßen Formmatrize vermieden, wie sie in der Zeichnung veranschaulicht ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Formmatrize 2 weist ein Matrizengehäuse 4 und einen Matrizenkern 6 auf. Das Matrizengehäuse 4 ist mit einem Befestigungsflansch 8 versehen, mit dem es am Auslaßende an der Schneckenpresse befestigbar ist

Die Formmatrize 2 weist konzentrisch zur Achse 10 eine Vielzahl von Matrizenkanälen 12 auf, die unmittelbar nebeneinander liegen und jeweils über Schlitze 14 miteinander in Verbindung stehen, deren eine Wand durch das Matrizengehäuse 4 und deren andere Wand durch den Matrizenkern 6 gebildet ist. Die Matrizenkanäle 12 werden also jeweils durch Ausnehmungen an der Innenwandung des Matrizengehäuses 4 und auf dem äußeren Umfang des Matrizenkernes 6 gebildet. Die Einlaufe 16 zu den Matrizenkanälen sind jeweils trichterförmig ausgebildet, vorzugsweise mit einem Einlaufwinkel kleiner als 45°, gegen die Achse der Matrizenkanäle gemessen. Vorzugsweise sind die Einlaufe gekrümmt ausgebildet, wobei die Tangente an die Krümmung am Beginn des Einlasses kleiner als 45°, gegen die Achse des Durchlaufes gemessen, beträgt. Der Außendurchmesser des Einlaufs 16 entspricht dem Innendurchmesser des Gehäuses 18 der Schneckenpresse, während der Innendurchmesser des Einlaufs 16 dem Außendurchmesser der Schneckenwelle 20 entspricht. Der Matrizenkern besteht aus einer Mehrzahl von Matrizenscheiben 22, 24, von denen die Matrizenscheibe 22 die innere Kontur des Einlaufs 16 trägt, während die Matrizenscheiben 24 gleich ausgebildet sind. Die Matrizenscheiben sind durch Arretierungsstifte 26 gegen Verdrehen gesichert. Sie werden durch eine zentrische Schraube 28 zusammengepreßt, die in ein Gewinde in der Matrizenscheibe 22 eingeschraubt ist.

Die Länge der Matrizenkanäle läßt sich durch die Anzahl der Matrizenscheiben 22 einstellen. Es können auch Matrizenscheiben 22 mit unterschiedlichen Durchlaßquerschnitten verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich die Matrize den jeweiligen Betriebs- und Stoffbedingungen anpassen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Matrizenkanäle mit einem Kreisquerschnitt dargestellt. Zur Vergrößerung des Durchsatzes kann es zweckmäßig sein, die Ausnehmungen im äußeren Matrizengehäuse durch Einschluß eines Teiles der Zwickelquerschnitte in den Durchlaßquerschnitt zu vergrößern.

Das Matrizengehäuse 4 weist am Auslaßende drei Flanschfinger 30 auf. In Abstand vor dem Auslaßende des Matrizengehäuses 4 ist ein mit drei Flanschfingern 32 versehener Träger 34 vorgesehen, der über Schrauben 36 und Abstandshülsen 38 mit den Flanschfingern 30 des Gehäuses 4 verbunden ist. Zentrisch in dem Träger 34 ist eine Bohrung 40 vorgesehen, durch welche die Schraube 28 geführt ist. Zwischen dem Träger 34 und dem Matrizenkern 6 ist eine rohrförmige feste Achse 42

vorgesehen, die sich über eine Scheibe 44 gegen die angrenzende Matrizenscheibe 24 des Matrizenkerns abstützt. Damit werden die Matrizenscheiben 24 des Matrizenkerns 6 über die feste Achse 42 und die Scheibe 44 gegen den Träger 34 verspannt. Die Axialkräfte werden über die Schrauben 36 auf das Matrizengehäuse 4 übertragen.

Auf der festen Achse 42 ist drehbar eine Buchse 46 gelagert, auf der über eine Buchse 48 ein Brechfinger 50 befestigt ist. Dieser Brechfinger 50 liegt in einem Abstand vor den Mündungen der Matrizenkanäle 12, der der gewünschten Länge der Preßlinge entspricht. In der Nähe des Trägers 34 ist auf der Buchse 46 ein grobverzahntes Kettenrad 52 befestigt, über das die Buchse 46 und damit der Brechfinger 50 von einem außenliegenden Kettenantrieb über eine Antriebskette in Umlauf versetzt wird. Zwischen dem Brechfinger 50 und dem Kettenrad 52 ist auf der Buchse 46 eine Trennscheibe 54 befestigt, durch die eine unmittelbare Verschmutzung des Kettenrades durch die Preßlinge vermieden wird. Für die Herstellung von Preßlingen für das erfindungsgemäße Verfahren beträgt der Durchmesser d der Matrizenkanäle 12 etwa 30 bis 40 mm und der Abstand a zwischen der äußeren Stirnseite des Matrizengehäuses 4 und dem Brechfinger 50 etwa 40 bis 80 mm.

Bei Preßlingen mit größerem Durchmesser ist es erwünscht, die Preßlinge zur Vergrößerung der freien Oberfläche zu lochen. Zu diesem Zweck kann die Formmatrize 2 mit stangenförmigen Kernen versehen sein. Für die stangenförmigen Kerne 56 sind an der Matrizenscheibe 22 zentrisch zu den Matrizenkanälen 12 radial vorstehende plattenförmige Halterungen 58 vorgesehen. Die stangenförmigen Kerne 56 sind mit den Halterungen 58 vorzugsweise über Gelenkstifte 60 schwenkbar verbunden. Der Rücken 62 der Halterungen ist wiederum in Einlaufrichtung abgeschrägt.

Durch die die einzelnen Matrizenkanäle 12 verbindenden Schlitze 14 und den Einlauf 16 sowie die abgeschrägten Rücken 62 der Halterungen für etwa vorgesehene Kerne können fasrige Bestandteile des zu verpressenden Gutes ungehindert in die Matrizenkanäle eintreten und durch die Formmatrize hindurchgelangen, auch dann, wenn sich die Fasern durch zwei oder mehr benachbarte Preßlinge hindurch erstrecken. Beim Abbrechen der Preßlinge durch den Brechfinger 50 werden diese Fasern in der Mehrzahl der Fälle aus einem der von der Faser durchzogenen Preßlinge herausgezogen. Es ist aber auch für die weitere Verarbeitung der Preßlinge unerheblich, wenn diese über derartige Fasern miteinander verbunden bleiben.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Formmatrize ist es also möglich, auch relativ stark mit Fasern durchsetzte Güter kontinuierlich und ohne Gefahr einer Verstopfung der Matrize zu verpressen.

Zum Schutz der Lagerung der Buchse 46 ist die Scheibe 44 vorzugsweise an ihrem äußeren Umfang mit einem das Ende der Buchse 46 übergreifenden ringförmigen Flansch versehen, wie er in der Zeichnung dargestellt ist

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus tierischen Exkrementen, insbesondere aus Flüssigmist, aus Klärschlammen sowie aus ähnlichen hochkonzentrierten organischen Schlämmen, bei dem die mit hohem Flüssigkeitsanteil anfallenden Stoffe mit trockenen Zuschlagsstoffen, vorzugsweise rückgeführtem Trockengut gemischt und nach Verformung zu schüttfähigen Preßlingen in einer Strangpresse in luftdurchlässiger Schüttung gerottet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge ein Volumen überwiegend zwischen 30 und 50 cm³ aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge einen Durchmesser von 30 bis 40 mm und eine Länge von 40 bis 80 mm aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge ein axiales Loch aufweisen.

4. Strangpresse mit einer Matrizenkanäle aufweisenden Formmatrize zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Formmatrize (2) mit wenigstens zwei durch einen Schlitz (14) getrennten Matrizenkanälen (12), in denen vom Schlitz (14) ausgehend jeweils gegenüberliegende Matrizenkanäle vorgesehen sind, wobei die Einlaufe (16) der Schlitze (14) und der Matrizenkanäle (12) mit einem Einlaufwinkel kleiner als 45° gegen die Kanalachse ausgebildet sind.

5. Strangpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufe (16) gekrümmt ausgebildet sind, wobei die Tangente an die Krümmung am Einlaß des Auslaufes gegen die Matrizenkanalachse einen Winkel kleiner als 45° aufweist.

6. Strangpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenkern .(6) aus einer Mehrzahl von Matrizenscheiben (22,24) zusammengesetzt ist.

7. Strangpresse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Einlaufe (16) mit Konturen an der ersten Matrizenscheibe (22) ausgebildet sind.

8. Strangpresse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von gelochten Preßlingen an einer der Matrizenscheiben (22) plattenförmige Halterungen (58) für stangenförmige Kerne (56) angeordnet sind, deren Rücken (62) in Einlaufrichtung mit einem Einlaufwinkel kleiner als 45° gegen die Kanalachse ausgebildet ist.

9. Strangpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (56) schwenkbar an der Halterung(58) befestigt ist.

10. Strangpresse nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand vor dem Auslaß der Matrizenkanäle (12) ein umlaufender Brechfinger (50) vorgesehen ist.

11. Strangpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechfinger (50) an einer Buchse (46, 48) befestigt ist, die auf einer zentrisch zur Formmatrize (2) liegenden festen Achse (42) drehbar ist.

12. Strangpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Buchse (46) im Abstand hinter dem Brechfinger (50) ein Kettenrad (52) und zwischen dem Brechfinger und dem Kettenrad eine Trennscheibe (54) vorgesehen ist