DE2843218C2 - Verfahren zur Herstellung eines Humusbildners aus Baumrinde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines natürlichen Humusbildners und Düngers aus bei der Stammholzverarbeitung anfallender, zerkleinerter und gegebenenfalls entfeuchteter Baumrinde die anschließend einer Dampfbehandlung ausgesetzt wird.

In der modernen Forstwirtschaft wird der gefällte Baum im Wald nur noch entastet, das Stammholz jedoch mit Rinde an den Holzverarbeiter weitergegeben. In dem Holzverarbeitungsbetrieb muß der Stamm dann entrindet werden mit der Folge, daß in solchen Betrieben große Mengen an Baumrinde anfallen. Damit stellt sich das Problem der Beseitigung bzw. Weiterverwendung der Baumrinde. Sofern sie nicht verbrannt wird, was jedoch in aller Regel teuere Trocknungspro-

zesse voraussetzt und im übrigen nur eine geringe

Wärmegewinnung mit sich bringt, gehen andere Überlegungen zur Nutzbarmachung dahin, aus der Baumrinde Humus zu gewinnen. Da der natürliche Humifizierungsprozeß von Rinde,

aber auch von Holz, mehrere Jahre dauert, muß eine wirtschaftliche Lösung in erster Linie auf eine Verkürzung der Verrottungszeit ausgerichtet sein. Es ist bekannt, Baumrinde zu zerkleinern und das Ri .Kienpulver zusammen mit Erde zu kompostieren. Auch hierbei sind aber noch Verrottungszeiten von mehreren Jahren bei großem Lagerplatzbedarf hinzuzunehmen. Um den Verrottungsprozeß zu verkürzen, können der zerkleinerten Baumrinde biologische Aktivatoren zugesetzt werden, welche die bakterielle und mikrobielle Umset zung der Kompostmasse beschleunigen. Die Verrot tungszeit kann hiermit auf drei bis fünf Monate reduziert werden. Bei diesem Kompostierungsprozeß werden große Lagerflächen benötigt, da die Kompostmieten nur eine relativ geringe Höhe aufweisen dürfen, um eine einwandfreie Durchlüftung zu errsichen.

Das eingangs angedeutete bekannte Verfahren (DE-OS 24 32 423) benötigt demgegenüber wesentlich geringere Behandlungszeiten, indem die Rinde nach dem Trennen von Stammholz zum Trocknen aufgesta pelt, später gereinigt und zerkleinert und schließlich in einer feuchten Dampfatmosphäre bis 90⁰C einem Quellprozeß überlassen wird. Danach wird das Rindenpulver im Gegenstrom getrocknet und in Kornfraktionen abgesiebt. Durch die kurzfristige Dampfbehandlung bis 90⁰C werden die zwischen den Makromolekülen (Kohlehydrate) vorhandenen Bindungskräfte, die einer Verrottung entgegenwirken, physikalisch angegriffen. Auch die Rindeninhaltsstoffe wie Phenole, Lipide, Mineralien etc. wirken konservierend, werden jedoch gleichfalls durch den Heizdampf angegriffen und geschwächt. Damit wird aber der gesamte Gewebeverband gelockert. Dieses bekannte Verfahren ist im industriellen Maßstab durchführbar und liefert in relativ kurzer Zeit ein verwertbares Produkt, das unmittelbar verwendbar ist.

Das bekannte Verfahren konnte sich dennoch in der PraxL nicht einführen, wofür verschiedene Gründe maßgeblich sind. Zunächst sind die Gestehungskosten für einen solchermaßen hergestellten Humusbildner so

ΊΊ hoch, daß das Produkt nicht zu konkurrenzfähigem Preis angeboten werden kann. Die Ursache liegt in erster Linie an dem erforderlichen Investitionsaufwand für die Anlagetechnik und hierbei insbesondere für die Trocknung der Rinde. Dies gilt sowohl für die Vortrocknung, d. h. das Lagern der Rinde auf Stapeln, als auch für das anschließende Bedampfen und das anschließende Trocknen, das mit Warmluft geschieht. Das Bedampfen im Gegenstrom setzt große Behälter mit Umwälzantrieben und Fördereinrichtungen voraus.

Der feuchte Dampf weist die geforderte Mindesttemperatur von 90⁰C nur auf einer kurzen Strecke auf, so daß die Bedampfung unzureichend ist. Beim Trocknen mit Warmluft besteht eine hohe Entzündungs- und Explo-

sionsgefahr für das Rindenpulver, so daß nur relativ niedrige Trocknungstemperaturen angewandt werden können. Zudem müssen teuere Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

Der weitaus größerer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Produkt als Humusbildner nur bedingt und als Dünger praktisch garnicht eingesetzt werden kann, da sich bei der Behandlung von Böden erhebliche Wachstumsschäden bzw. Wachstumshemmungen zeigen.

Ein älterer Vorschlag des Anmelders (DE-PS 26 44 304) geht dahin, das vorgenannte Verfahren dahingehend zu modifizieren, daß ein vollwertiger Dünger erhalten wird und zugleich die bei der Stammholzverarbeitung anfallenden anderen Abfälle verwertet werden, indem die beim Entasten anfallenden Äste und Blätter der Rinde zugegeben und zusammen mit dieser bedampft werden. Auch hier haben sich jedoch Wachstumsschäden und Wachstumshemmungen gezeigt.

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß ein hochwertiger Humusbildner bzw. Dünger zu konkurrenzfähigen Preisen angeboten werden kann.

Ausgehend von dem eingangs angedeuteten Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Dampfbehandlung Trockendampf mit einer Temperatur von über 100⁰C eingesetzt und die Baumrinde mit einem in Wasser schwer oder nicht löslichen Stickstoffträger gemischt wird.

Praktische Versuche an Gemüsekulturen haben gezeigt, daß mit einem solch irmaßt.» hergestellten Dünger eine erhebliche Steiger jng des Wachstums gegenüber herkömmlichen Bodenverbes· .-rungsmitteln erzielt werden kann. Die Ursache dürfte in der Kombination folgender Einzelwirkungen zu suchen sein:

Abweichend vom bekannten Verfahren wird die Rinde beim erfindungsgemäßen Verfahren einer über 100⁰C, beispielsweise bis 120⁰C, liegenden Dampf temperatur ausgesetzt. Dadurch werden nicht nur die Bindungskräfte innerhalb der Rinde noch stärker angegriffen, also der Verrottungsprozeß der Rinde beschleunigt, sondern insbesondere die pathogenen und die wachstumshindernden Keime zerstört. Die bei dem bekannten Humusbildner durch diese Keime verursachte Wachstumshemmung entfällt also. Die Rinde wird quasi sterilisiert. Auf der anderen Seite bleibt aber die Mehrzahl der wachstumsfördernden Bakterien und Keime überraschenderweise erhalten, da diese offensichtlich höhere Temperaturen vertragen.

Die Baumrinde weist bekanntermaßen einen sehr geringen Stickstoffgehalt auf. Das Verhältnis von Kohlenstoff- zu Stickstoffgehalt beträgt etwa 100:1. Dieses entspricht einerseits nicht dem bei normalen Böden vorhandenen Verhältnis von 15 :1, so daß Böden bei bloßer Behandlung mit Rinde allmählich an Stickstoff verarmen würden. Andererseits ist dieser hohe Kohlenstoffgehalt auch Ursache für den langsamen Verrottungsprozeß der Rinde im Boden. Um diese Stickstoffarmut zu beheben und damit aus der Rinde erst einen vollwertigen Dünger zu machen, ist erfindungsgemäß der Zusatz eines schwer oder nicht wasserlöslichen Stickstoffträgers vorgesehen. Es ist zwar beim Kompostieren von Rinde bereits vorgeschlagen worden, Stickstoffträger in natürlicher orler synthetischer Form zuzugeben. Diese können jedoch ihre Wirkung deshalb nur ungenügend entfalten, weil die Verrottung der Rinde und die Verwesung bzw. Zersetzung der Stickstoffträger in erheblich verschiedenen Zeiträumen erfolgt So werden insbesondere Stickstoffträger aus organischen Abfällen während des Kompostierungsprozesses schneller verrotten als die Rinde, so daß der fertige Kompost nicht die günstigste Zusammensetzung aufweisen kann. Da das erfindungsgemäße Verfahren keine Lagerung, sondern nur eine kurzzeitige Behandlung der Rinde erfordert — der Bedampfungsprozeß kann in etwa einer halben Stunde abgeschlossen sein — spielt hier die lange Verrottungs- bzw. Lagerzeit, wie sie beim Kompostieren und bei dem Verfahren nach der DE-OS 24 32 423 erforderlich ist, keine Rolle. Im übrigen stellen sich beim erfindungsgemäßen Produkt im Boden offenbar Wechselwirkungen zwischen den Bakterien der Rinde, dem Stickstoffträger und möglicherweise auch der Boden-Mikrokultur ein, die zu einer Erwärmung des Produktes und zu einer schnellen Verrottung der Rinde führen. Die Hintergründe dieser Vorgänge konnten noch nicht geklärt werden. Immerhin wird dieser Vorgang durch die schlechte oder fehlende Wasserlöslichkeit der Stickstoffträger begünstigt

Auch der Stickstoffträger wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf wenigstens 90'C, gegebenenfalls in einer Dampfatmosphäre, erhitzt Dabei kann diese Behandlung vor dem Zusatz des Stickstoffträgers zu der Rinde oder aber auch — bei höherer Temperatur — während der Bedampfung der Rinde erfolgen. Damit lassen sich die Zersetzungsprozesse beider Ausgangsprodukte einander anpassen. Die Geruchsbelästigung und die hygienischen Gefahren, die insbesondere bei der Verwendung natürlicher Stickstofiträger stets auftreten, lassen sich auf diese Weise leicht beherrschen. Es entsteht ein inniges Gemisch von aufgeschlossener Rinde und Stickstoffträger. dessen Kohlenstoff-Stickstoffverhältnis wunschgemäß eingestellt werden kann.

Vorzugsweise werden als Stickstoffträger natürliche organische Produkte, zweckmäßigerweise Abfallprodukte, wie Biertrester, Bierhefe, Rizinusschrot, Leinsavnenabfälle, Hornmehl, Lederabfälle, Konfiskate (nicht für den menschlichen Bedarf geeignete Tierabfälle) od. dgl. zugegeben werden. Insbesondere bei der Zugabe von Lederabfällen und Konfiskaten konnten gute Düngeeigenschaften festgestellt werden.

In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den oder die Stickstoffträger mit einem Anteil von 1% bis 6% zuzugeben. Der genaue Anteil richtet sich einerseits nach der Art des Stickstoffträgers, andererseits nach dor Art des gewünschten Düngers.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die Rinde auf eine Temperatur von mehr als 13O⁰C erhitzt und der oder die Stickstoffträger nach dem Erhitzen mit einem Anteil von mehr als 6% zugegeben. Bei dieser erhöhten Bedampfungstemperatur, die gegebenenfalls nicht nur durch Einleiten von Trockendampf, sondern durch zusätzliche Erhitzung der Rinde erzielt wird, erfolgt eine Extraktion der Inhaltsstoffe der Rinde. Hierbei handelt es sieh insbesondere um ätherische öle und dgl. Dieser hochwertige Extrakt kann in der Kosmetik-, Waschmittel- und Lösungsmittelindustrie nutzbringend verwendet werden. Durch diese Extraktion wird der Rinde allerdings ein erheblicher Anteil an Phosphaten und Stickstoff entzogen. Aus diesem Grund wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Rinde ein höherer Anteil an

Stjckstoffti-ägern zugesetzt, die ursprünglich vorhandenen Stickstoff- und Phosphatwerte also wieder eingestellt.

Mit Vorzug wird die Rinde vor der Zugabe der Stickstoffträger auf wenigstens 40% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, um einerseits nicht zuviel Transportgewicht zu haben, andererseits den Zersetzungsprozeß der Stickstoffträger nicht allzu schnell ablaufen zu lassen. Sofern als Stickstoffträger Konfiskate verwendet werden, sollte die Rinde sogar auf wenigstens 10% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet werden.

Verfahrensmäßig schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß die Rinde zunächyt vorzerkleinert, dann auf den gewünschten Feuchtegehalt gebracht, anschließend auf den gewünschten Feinheitsgrad zerkleinert und abschließend bedampft wird. Je nach Art des Stickstoffträgers kann dieser schon vor der Vorzerkleinerung, während der Feinzerkleinerung oder — wenn er selbst ausreichend mechanisch aufgeschlossen ist — erst während der Bedampfungsphase zugesetzt werden.

Der Entzug der Feuchtigkeit in der Rinde kann durch thermisches Trocknen oder aber auch auf mechanischem Weg, beispielweise durch Pressen, vorzugsweise durch Zentrifugieren erfolgen.

Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die Rinde in einem geschlossenen Behälter unter ständigem Umwälzen zu bedampfen. Hierbei ist der apparative Aufwand sehr gering. Ferner wird einer örtlichen Überhitzung der Rinde während des Bedampfungsprozesses und damit der Explosionsgefahr vorgebeugt.

Soweit zuvor der Begriff »Rinde« verwendet worder ist, werden hierunter im botanischen Sinn die Kombination von Bast, Cambrium, Plasma und Protoplasma verstanden. Die Erfindung hat sich nun zum Ziel gesetzt, auch andere Produkte, die insbesondere in der Forstwirtschaft und bei der Holzverarbeitung anfallen, nutzbringend zu verwenden. So können der Rinde vor dem Zerkleinern bzw. vor dem Bedampfen Blätter und Nadeln und/oder Zweige, Äste und Pflanzen und/oder Früchte, Zapfen, Triebe und Blüten und/oder Sägemehl und Späne und/oder Wurzeln und/oder Torf zugegeben werden. Hierbei kommt insbesondere der Zugabe von Sägemehl und Spänen bzw. Wurzeln besondere Bedeutung zu. In Sägewerken und Papierfabriken fallen große Mengen an Sägemehl und auch Wurzeln an, die heute mit einem erheblichen technischen Aufwand zumeist verbrannt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich diese Abfallprodukte nutzbringend zu einem Humusbildner bzw. Dünger verarbeiten. Man hat zwar schon vor langer Zeit versucht. Sägemehl dem Kulturboden unterzumischen in der Annahme, daß hierdurch eine Auflockerung des Bodens möglich ist. Die Praxis hat aber sehr bald gezeigt, daß bei solchermaßen behandelten Böden das Pflanzenwachstum ganz erheblich beeinträchtigt wird. Bei Einsatz dieser Produkte nach Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser nachteilige Effekt nicht mehr festgestellt, wobei vermutlich auch hier der Zusatz der Stickstoffträger und die schnellere Verrottung aufgrund der Bedampfung für den positiven Effekt

ίο verantwortlich ist

In der Forstwirtschaft gewinnt heute die Ganzbaummethode zunehmend an Bedeutung. Hierbei wird der gefällte Baum in einer Maschine sowohl entastet, als auch entrindet. Äste und Blätter weisen einen höheren Stickstoffgehalt auf, als die Rinde. Das Kohlenstoff-Stickstoffverhältnis entspricht dabei etwa dem natürlichen Verhältnis im Boden. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, der Rinde von Nadelhölzern die beim Entasten des Stammholzes von Nadelhölzern anfallenden Abfälle zuzugeben. H^:bei macht sich die Erfindung die weitere Tatsache zunutzt, daß Nadelholzrinde einen pH-Wert im basischen Bereich besitzt, obgleich Nadelhölzer auf Böden mit einem pH-Wert im sauren Bereich besonders gut gedeihen. Umgekehrt verhäi; es sich bei Laubhölzern, deren Rinde einen pH-Wert im sauren Bereich besitzt, die aber auf alkalischen Böden die besten Lebensbedingungen vorfinden. Auf diese Weise vollzieht sich im Wald ein natürlicher Neutralisationsprozeß zwischen Rinde und Boden. Auf der anderen Seite ist bekannt, daß die meisten Kulturpflanzen am besten auf neutralem Boden gedeihen. Bei dem eingangs angedeuteten bekannten Verfahren ist deshalb schon vorgeschlagen worden, zur Herstellung eines Humusbildners für saure Böden Baumrinde von Nadelhölzern zu verwenden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, der Rinde von Nadelhölzern die beim Entasten des Stammholzes von Nadelhölzern anfallenden Abfälle zuzugeben bzw. der Rinde von Laubhölzern die beim Entasten des

«o Stammholzes von Laubhölzern anfallenden Abfälle zuzugeben. Damit wird ein Dünger geschaffen, der von Hause aus im basischen bzw. sauren Bereich liegt und der — je nach pH-Wert des Bodens so eingesetzt wird, daß der Boden mit der Zeit neutralisiert wird. Man wird also für basische Böden einen Dünger aus Laubholzabfällen, für saure Böden hingegen einen Dünger aus Nadelholzabfällen einsetzen. Die Trennung der Ausgangsstoffe bereitet deshalb keine Schwierigkeiten, weil diese Hölzer ohnehin stets getrennt geschlagen und

so verarbeitet werden. Im Bedarfsfall kann natürlich auch eine Mischung beider Dünger eingesetzt werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines natürlichen Humusbildners und Düngers aus bei der Stammholzverarbeitung anfallender, zerkleinerter und gegebenenfalls entfeuchteter Baumrinde, die anschließend einer Dampfbehandlung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dampfbehandlung Trockendampf mit einer Temperatur von über 100° C eingesetzt und die Baumrinde mit einem in Wasser schwer oder nicht löslichen Stickstoffträger gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffträger auf wenigstens 90⁰C, gegebenenfalls in einer Dampfatmosphäre, erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffträger zusammen mit der Rinde bedampft wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stickstoffträger natürliche organische Produkte, vorzugsweise Abfallprodukte, wie Biertrester, Bierhefe, Rizinusschrot, Leinsamenabfälle, Hornmehl, Lederabfälle, Konfiskate zugegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stickstoffträger mit einem Anteil von 1 bis 6% zugegeben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinde auf eine Temperatur von mehr als 130° C erhitzt und der oder die Stickstoffträger nach dem Erhitzen mit einem Abteil von mehr als 6% zugegeben werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinde vor der Zugabe der Stickstoffträger auf wenigstens 40% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Konfiskaten die Rinde auf wenigstens 10% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinde zunächst vorzerkieinert, dann auf den gewünschten Feuchtegehalt gebracht, anschließend auf den gewünschten Feinheitsgrad zerkleinert und abschließend bedampft wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinde in einem geschlossenen Behälter unter ständigem Umwälzen bedampft wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rinde vor dem Zerkleinern bzw. vor dem Bedampfen B'ätter und Nadeln und/oder Zweige, Äste und Pflanzen und/oder Früchte, Zapfen, Triebe und Blüten und/oder Sägemehl und Späne und/oder Wurzeln und/oder Torf zugegeben werden.