DE4008524C2

DE4008524C2 - Granulat sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4008524C2
Application number: DE19904008524
Authority: DE
Inventors: Alfred Frey
Original assignee: ZUERCHER ZIEGELEIEN ZUERICH
Current assignee: ZUERCHER ZIEGELEIEN ZUERICH
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: DE4008524A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Granulat, insbesondere ein Tierstreugranulat, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Granulatherstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 10 bzw. 18.

Ein derartiges Granulat und ein derartiges Verfahren sind aus DE 38 16 225 A1 bekannt. Dort wird ein Cellulosematerial pulverisiert und mit einem ebenfalls pulverisierten mineralischen Stoff gemischt. Gemäß einem Beispiel wird die Mischung getrocknet, so daß ein pulverförmiges bis kleinstförmiges Endprodukt erhalten wird. In einem anderen Beispiel wird die Mischung mit Wasser angereichert, sodann mittels eines Schneckenkompaktierers oder einer Tablettierpresse zu wulstförmigen Trockenpartikeln bzw. Tabletten geformt, die anschließend getrocknet werden. In wieder einem anderen Beispiel wird die mit Wasser versetzte Mischung unmittelbar getrocknet, so daß sich ein körniges bis brockenartiges Endprodukt ergibt.

Bei einem weiteren, aus DE 37 07 473 A1 bekannten Verfahren wird Abfall aus der Papierherstellung eingeweicht und der so hergestellte Papierbrei durch Pressen oder Zentrifugieren entwässert, woraufhin die Breifasern zerkleinert werden. Nach Zusatz geringer Mengen von Additiven, insbesondere Farbstoffen, Bioziden oder dergleichen, werden mittels eines Trommel- oder Scheiben-Tablettenformers, Extruders oder Granulators kugelförmige Körnchen geformt, die anschließend abgeplattet werden. Das getrocknete Produkt ergibt ein Granulat, das auch als Tierstreugranulat verwendbar ist.

Aus DE 33 43 965 C1 ist es weiterhin bekannt, ein Gemisch aus organischen Fasern, natürlichen und/oder synthetischen Mineralstoffen und Wasser zu pressen, die so gewonnene plastische Masse nach teilweiser oder vollständiger Aushärtung der Mineralstoffe zu trocknen und die getrocknete Masse fein zu zerkleinern, so daß ein streu- und schwimmfähiges Mischprodukt erhalten wird, das sich insbesondere zum Aufsaugen und Binden von Ölen eignen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere als Tierstreu geeignetes Granulat, das in höchstem Maß saugfähig ist, ohne beim Einsatz an den Tieren hängenzubleiben, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Granulats anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bzw. 10 bzw. 18 angegeben. Bei dem erfindungsgemäß erzielten Granulat sind die einzelnen Granülen nur oberflächlich kompaktiert, so daß ihre Porosität im Inneren aufrecht erhalten bleibt, was für die gewünschte hohe Saugfähigkeit maßgeblich ist. Gleichzeitig sorgt die kompaktierte und verrundete Oberfläche der Granülen dafür, daß diese bei der Benutzung nicht an den Tieren hängenbleiben und verschleppt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm einer erfindungs gemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des grund sätzlichen Herstellungsverfahrens des erfin dungsgemäßen Granulates,

Fig. 2a schematisch einen Längsschnitt durch einen beim erfindungsgemäßen Einsatz von Papier eingesetzten, an sich bekannten Zerfaserer,

Fig. 2b einen schematischen Querschnitt durch einen Zerfaserer gemäß Fig. 2a,

Fig. 3a einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß aufgebaute Granulierstufe,

Fig. 3b schematisch einen Querschnitt durch die Gra nulierstufe gemäß Fig. 3a,

Fig. 4 schemtisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäß aufgebauten Granulier stufe.

In Fig. 1 ist anhand eines Funktionsblockdiagrammes der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäß einge setzten Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tierstreugranulates dargestellt.

Einer Mischstufe 1 werden einerseits Zellulosefasern, andererseits Pulver eines mineralischen Stoffes und/oder eines organischen Stoffes zugeführt und unter Zusatz von Wasser darin gemischt. Die feuchte Masse, die daraus in der Mischstufe 1 bereitgestellt wird, wird einer Granulierstufe 3 zugeführt, worin die Masse in zu granulierende Teilchen portioniert wird und diese granuliert werden. Danach werden die nun ge rundeten Granülen in einer Trocknungsstufe 5 getrock net.

Ausgangsseitig der Trocknungsstufe 5 wird das fertige Granulat gegebenenfalls einer Sortiererstufe zuge führt, worin Granülen zu kleiner oder zu großer Korngröße ausgeschieden werden und über einen Rück führpfad 7 wieder der Mischstufe 1 zugeführt werden.

Die Granülen, die im vorgegebenen Korngrößenbereich liegen, werden zur Verpackung weitergefördert.

Als Zellulosefasern werden bevorzugterweise Altpa pier- und dabei insbesondere Altzeitungspapierfasern eingesetzt, als Pulver bevorzugterweise Kalzium-Sili kat-Hydrat-Pulver, wobei aber auch Pulver von Karbo naten der Erdalkalimetalle oder anderer umweltgerechter und unschädlicher mineralischer Stoffe eingesetzt werden können, gegebenenfalls in einer erwünschten Kombination. Auch Bariumsulfatpulver kann eingesetzt werden, dies inbesondere als Zusatz zum Beschweren des Granulates.

Unter Zusatz von Wasser wird das Pulver mit den Zel lulosefasern intensiv gemischt, so daß sich eine feuchte, knetbare Masse bildet. Diese wird, wie vor gängig beschrieben, über die Stufen 3 und 5 weiter verarbeitet.

Durch die Dosierung von Zellulosefasern und Pulver wird am fertiggestellten Tierstreugranulat einerseits sichergestellt, daß es nicht zu leicht ist, womit es von den Tieren zu leicht ausgestreut würde, und daß es nicht zu stark Staub entwickelt. Bei zu hoher Pul verdosierung resultiert eine zu starke Staubentwick lung am Fertigprodukt, während eine zu geringe Pul verdosierung das Fertigprodukt zu leicht macht.

Die Verwendung von Altpapier als Zellulosefasern er gibt den Vorteil, daß sich durch die Wasserzugabe gegebenenfalls vorhandene Klebekomponenten des Pa piers mitlösen und in der Mischstufe mitgemischt wer den, wodurch zusätzlich eine Verfestigung des Granu lates erreicht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform wurde Zeitungs papier und Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver mit folgen den Mengenverhältnissen gemischt:

40 bis 60% Zeitungspapier
60 bis 40% Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver.

Die Korngröße des Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulvers lag bei einem Blainewert von mindestens 1000 cm²/g. Damit wurde ein Tierstreugranulat mit einem Schüttgewicht von 320 bis 420 kg/m³ realisiert, das, bezüglich Staubentwicklung wie auch bezüglich Gewicht, sich in Versuchen als sehr gut geeignet zeigte.

Anstelle der erwähnten Pulver mineralischer Stoffe hat sich auch gezeigt, daß sich Holzmehl außerordentlich gut für den erwähnten Einsatz eignet. Sowohl mit Holzmehl, als Pulver eines organischen Stoffes, wie auch mit den erwähnten mineralischen, pulveri sierten Stoffen im Zusammenhang mit Zellulosefasern, wird ein Granulat realisiert, das biologisch minde stens nahezu bis vollständig abgebaut wird, eine große Saugfähigkeit aufweist, wenig Staub entwickelt, und das sich aus Abfallprodukten, wie dem er wähnten Altpapier, dem Holzmehl, dem Kalium-Silikat- Hydrat, herstellen läßt.

Der Mischstufe 1 können gegebenenfalls auch Desinfekt tionsmittel und/oder Duftstoffe beigemischt werden. Bereits ohne Duftstoffe hat insbesondere das aus Zei tungen und Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver gefertigte Granulat sich durch eine gute Geruchsbindung ausge zeichnet.

Durch die im Detail nachfolgend noch erläuterte Gra nuliertechnik entstehen Granülen mit im wesentlichen runden Formen, womit ein Hängenbleiben im Tierfell weitgehend vermieden wird.

Aufgrund der Abbaubarkeit des erfindungsgemäßen Tierstreugranulates kann es nach seinem Gebrauch bei spielsweise kompostiert werden.

Beim Einsatz von Altpapier und insbesondere von Alt zeitungspapier für die Zellulosefasern hat es sich gezeigt, daß bevorzugterweise und in höchst einfa cher Art und Weise ein aus der Papierindustrie an sich bekannter Zerfaserer zur Zerfaserung des Altpa piers und gleichzeitig zur Mischung der Fasern, des Pulvers und des Wassers eingesetzt wird. Obwohl diese Zerfaserer bekannt sind, sei in den Fig. 2a und 2b deren Arbeitsprinzip kurz dargestellt.

Ein solcher Zerfaserer umfaßt prinzipiell ein im we sentlichen zylindrisches Gehäuse 11, worin, motorisch getrieben, eine Längsachse 13 drehgelagert ist. An der Achse 13 sind radial vorragende, messerartige Blätter 15 vorgesehen, wobei, zwischen Blattkränzen 17, Schaufeln 19 am Gehäuse 11 radial einragen. Die Blätter 15 und Schaufeln 19 weisen eine Neigung auf, so daß, wie mit den Pfeilen p dargestellt, in den Zerfaserer eingeführtes Gut axial vorgefördert wird. Dabei wird Papier zerrissen und erfindungsgemäß un ter dem Einfluß von Wasser mit dem ebenfalls einge führten Pulver gleichzeitig intensiv gemischt.

Unter Verwendung eines solchen Zerfaserers wurde eine Mischung aus 70% Wasser, 12 bis 18% Zeitungspapier und entsprechend 18 bis 12% Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver gefertigt und der Granulier- und Trocknungs stufe zugeführt. Es resultierte ein Fertiggranulat mit dem erwähnten Schüttgewicht von 320 bis 420 kg/m³. Das Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver wurde mit einem Blainewert in obengenannter Größenordnung eingesetzt.

In den Fig. 3a und 3b ist schematisch eine bevorzugte Variante einer erfindungsgemäß aufgebauten und ein gesetzten Granulierstufe dargestellt.

Je nach verwendeten Anlagen für die Mischstufe 1 sowie die Granulierstufe 3 kann es notwendig sein, von den obgenannten Mischverhältnissen, gegebenenfalls von der angegebenen Korngröße abzuweichen. Entspre chendes gilt für den Einsatz anderer Pulver, wie von Holzmehlpulver, und für den Einsatz von anderen Zel lulosefasern als der angegebenen Altpapier-, insbe sondere Zeitungspapierfasern.

In Fig. 3a ist, wie erwähnt, schematisch und im Längsschnitt, eine bevorzugte Ausführungsvariante einer Granulierstufe 3 gemäß Fig. 1 dargestellt. Sie umfaßt eine schiefgestellte Trommel 21, welche, wie schematisch mit Lagern 23 dargestellt, drehbeweglich gelagert ist. Ein Antrieb 25 treibt die Trommel 21 an. Darin liegt, auch drehbeweglich an Lagern 26 ge lagert, eine Achse 27 exzentrisch, woran, in einem eingangsseitigen Abschnitt, eine Vielzahl fadenartiger Organe 29 befestigt ist. An der Innenwandung der Tonne 21 sind, in einem weiteren Abschnitt, Kränze von Mitnehmerschaufeln 31 angeordnet. Die Achse 27 mit den fadenartigen Organen 29, vorzugsweise aus einem Kunststoff, wird mit einem Antrieb 33 angetrieben. Ein Heizorgan, wie das schematisch dargestellte Heißluftgebläse 35, beheizt den Innenraum der Tonne 21.

Eingangsseitig, d. h. am hochgestellten Ende, wird von der Mischstufe 1 gemäß Fig. 1 und, im Falle des be vorzugten Einsatzes eines Zerfaserers, von letzterem die feuchte Zellulosefaser-/Pulvermasse, wie mit dem Pfeil q dargestellt, zugeführt. Die Trommel 21 wird in einem Drehsinn angetrieben, die Achse 27 im gegen läufigen Sinn. Durch Wirkung der fadenförmigen Organe 29 wird die eingeführte kompakte, feuchte Masse zer schlagen. Die Schaufeln 31, stromab vorgesehen, för dern die entstandenen, feuchten Masseteilchen, wie insbesondere aus Fig. 3b ersichtlich, mit der Wandung der Trommel 21 hoch, bis sie, schwerkraftgetrieben, wie bei r dargestellt, wieder zurückfallen.

Dadurch werden die Teilchen gerundet und oberflächlich kompaktiert. Ihre Porosität im Innern wird auf rechterhalten. Sie ist für die Saugfähigkeit des fer tiggestellten Granulates maßgeblich verantwortlich. Durch die eingedüste Warmluft wird die Granülenober fläche angetrocknet und damit die runde Form der Gra nülen stabilisiert.

Das Granulat tritt schließlich als abgerundetes, angetrocknetes Granulat auf eine schematisch dargestellte Trocknungseinrichtung, wie einen Bandtrockner 37.

Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der schema tisch in Fig. 1 dargestellten Granulierstufe ist in Fig. 4 dargestellt. Sie wird anstelle der in Fig. 3 beschriebenen eingesetzt.

Sie umfaßt einen Preßzylinder 39 mit einer Loch siebanordnung 41 und einem Prozeßorgan, wie beispiels weise einer getriebenen Schnecke 43 mit Kreuzmesser 44. Die feuchte Masse von Mischer 1, bei Verwendung von Papier, vorzugsweise vom Zerfaserer, wird, wie bei q dargestellt, in den Preßzylinder 39 eingeführt und mittels Schnecke 43 und Kreuzmesser 44 durch die Lochsiebanordnung 41 durchgepreßt.

Ausgangsseitig ist ein hin und her getriebenes Trenn messer 45 vorgesehen, mit welchem die ausgepreßten Würste noch feuchter Masse in zu granulierende Ein zelteilchen portioniert werden. Diese fallen in einen Granulierteller bekannter Art, wie schematisch dargestellt, worin die Teilchen ge rundet werden.

Danach werden die gerundeten Granülen noch getrock net.

Mit dem erfindungsgemäßen Tierstreugranulat wird ein Produkt realisiert, welches ein vorzügliches Saugver mögen, eine gute Staubfreiheit und eine gute Geruchs bindung aufweist. Von der bevorzugten Ausführungsform mit Zeitungsaltpapier als Zellulosefasern und Kalzium- Silikat-Hydrat-Pulver als wesentlicher Anteil des beigefügten Pulvers abweichend, können, gegebenen falls in Kombinationen, andere der erwähnten Pulver eingesetzt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Anlage zur Herstellung eines solchen Granulates wird eine einfache und rationelle Möglichkeit geschaffen, große Mengen des erfindungsgemäßen Granulates indu striell zu fertigen.

Claims

1. Granulat, insbesondere Tierstreugranulat, aus Zellulosefasern und einem mineralischen und/oder organischen Stoff, wobei die Zellulosefasern mit dem Stoff in Pulverform zu Granülen verkittet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Granülen gerundet und nur oberflächlich kompaktiert sind.

2. Granulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellulosefasern aus Altpapier, insbesondere aus Altzeitungspapier, gewonnen sind.

3. Granulat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der mineralische Stoff ein Karbonat eines Erdalkalimetalles umfaßt.

4. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Stoff Barium sulfat umfaßt.

5. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Stoff Kalzium- Silikat-Hydrat umfaßt.

6. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Granülen 40 bis 60 Gew.-% Fa sern umfassen und der Rest Kalzium- Silikat-Hydrat ist.

7. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Granulat ein Desinfektions mittel und/oder ein Duftstoff zugefügt ist.

8. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Stoff Holzmehl umfaßt.

9. Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff Holz mehl ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Granulats, ins besondere eines Tierstreugranulats, wobei Zellulosefasern unter Zugabe von Wasser mit Pulver eines mineralischen und/oder organischen Stoffs gemischt werden und die feuchte Masse zerkleinert und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der feuchten Masse gerundet und nur oberflächlich kompaktiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß Papier, insbesondere Zeitungspapier, unter Zugabe des Wassers und des Pulvers zerfasert und gleichzeitig mit dem Pulver gemischt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß Pulver eines Karbonats eines Erdalkalimetalles mit den Fasern gemischt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß als Pulver anteil Kalzium-Silikat-Hydratpulver oder Holzmehl mit den Fasern gemischt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß das Pulver, insbesondere Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver, einen Blaine wert von mindestens 1000 cm²/g aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß Bariumsulfatpulver mit den Fasern gemischt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß der Masse ein Duft- und/oder Desinfektionsstoff beigemischt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß als Pulver Kalzium-Silikat-Hydrat-Pulver mit einem Blainewert von mindestens 1000 cm²/g verwendet wird, als Zellulosefasern zerfasertes Zeitungspapier, und daß zur Herstellung der Mischung pro Gewichtseinheit der feuchten Mischung 70% Wasser, 12 bis 18% Kalzium- Silikat-Hydrat-Pulver und, entsprechend, 18 bis 12% Zeitungspapier verwendet werden, allenfalls mit ge ringfügigen Abweichungen für Zusatzstoffe, wie Ba riumsulfatpulver, einen Duftstoff oder ein Desinfek tionsmittel.

18. Vorrichtung zur Herstellung eines Granulats, insbeson dere eines Tierstreugranulats, dadurch gekennzeich net, daß sie umfaßt

- eine Mischstufe (1) zur Herstellung einer feuch ten Masse aus Zellulosefasern und Pulver eines mineralischen und/oder organischen Stoffes,
- eine Granulierstufe (3), der Mischstufe (1) nach geschaltet,
- eine der Granulierstufe nachgeschaltete Trock nungsstufe (5).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Papierfasern die Misch stufe einen Zerfaserer (11, 17, 19) umfaßt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, da durch gekennzeichnet, daß die Granulierstufe (3) eine Trommel (21) mit umlaufender, exzentrischer Achse (27) umfaßt, woran Zerkleinerungsorgane vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsorgane (29) flexible, fadenar tige Peitschorgane sind und die Trommel (21) sowie die Achse (27) drehgelagert sind und mit gegenläufig wirkenden Drehantrieben (25, 33) gekoppelt sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommelinnenwandung radial einragende Mitnehmerschaufeln (31) vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß die Trommel (21) beheizt ist, vorzugsweise warmluftbeheizt (35) ist, als Vor trocknungsstufe.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, da durch gekennzeichnet, daß die Trommel (21) von ihrer Eingabeöffnung zur Ausgabeöffnung hin geneigt ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, da durch gekennzeichnet, daß die Granulierstufe (3) um faßt:

- einen Zerkleinerer mit ausgangsseitiger Lochsieb anordnung (41) und vorgeschaltetem Preßorgan (43) für die feuchte Masse,
- eine der Lochsiebanordnung (41) nachgeschaltete Portionieranordnung,
- der Portionieranordnung (44) nachgeschaltet, min destens einen Granulierteller (45).