DE4311368A1

DE4311368A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Pelletieren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut

Info

Publication number: DE4311368A1
Application number: DE19934311368
Authority: DE
Inventors: Franz Haimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-12-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Pelletieren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut, zu schüttfähigen Preßlingen, bei dem das aufgenommene und zerkleinerte pflanzliche Gut mit Hilfe von Schneckenförderern der Preßeinrichtung zugeführt wird.

Durch die US-PS 4 824 352 ist es bekannt, die in einem aufrechten Behälter befindliche Biomasse mit Hilfe eines im Behälter angeordneten Schneckenförderers in den Zwickelbereich von zwei zahnradartig ineinandergreifenden Pelletierwalzen zu fördern. Im Zahngrund dieser Walzen befinden sich Bohrungen, durch welche das in die jeweilige Zahnlücke eindringende Material bei jedem Zahneingriff nach Art des Strangpressens verdichtet wird. Im Inneren der Pelletierwalzen werden die einzelnen Stränge abgebrochen und axial aus der einzelnen Walze abgeführt.

Der Anwendungszweck für solche Preßlinge besteht im wesentlichen in der Herstellung von Tierfutter.

Von größerer Bedeutung dürfte ein anderer Anwendungszweck sein, nämlich pflanzliches Gut, insbesondere Halmgut, zu pelletieren, um daraus Brennstoffe in Form schüttfähiger Preßlinge herzustellen.

Eine solche Maßnahme ist Gegenstand der älteren, nicht vorveröffentlichten DE-P 42 14 111.7.

Es hat sich nun gezeigt, daß das geerntete Material je nach Pflanzensorte und nach Reifegrad unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, weshalb es zweckmäßig erscheint, die Feuchtigkeit zu beseitigen, bevor das Halmgut zu Preßlingen verdichtet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und geeignete Vorrichtungen zu entwickeln, um das pflanzliche Gut in besonders intensiver Weise trocknen zu können, wobei insbesondere angestrebt wird, die Trocknung während des Erntevorganges durchzuführen, so daß im gleichen Zug auch das Material pelletiert werden kann.

Ausgehend von der eingangs erwähnten US-PS 4 824 352 besteht die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß das zerkleinerte, insbesondere gehäckselte pflanzliche Gut in eine Schlauchform von möglichst großem Durchmesser und kleiner Wandstärke übergeführt und in dieser Schlauchform während des Vorschubes einer intensiven Beheizung unterworfen wird.

Gemäß einer bevorzugten erfinderischen Lehre wird das pflanzliche Gut radial an den Umfangsbereich einer Förderschnecke herangeführt, von den Schneckengängen erfaßt und in axialer Richtung in der dadurch entstandenen Schlauchform durch einen zylinderförmigen Spalt gefördert und anschließend aus dem Spalt in einen Strang wesentlich kleineren Durchmessers übergeführt.

Das radiale Zuführen von Material an eine kegelformige Schnecke ist durch die DE-OS 38 31 528 bekannt. Dort geht es aber darum, mit hoher Schneckenpreßkraft einen massiven Strang zu bilden, von dem die einzelnen Briketts in geeigneter Weise abgetrennt werden. Dabei wird das zu pressende pflanzliche Gut nicht in eine Schlauchform übergeführt und auch nicht erwärmt.

Mit der Erfindung wird im Rahmen eines Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, daß der zu bildende Schlauch einen Durchmesser in der Größenordnung von ca. 300 mm und eine Wandstärke in der Größenordnung von ca. 4 bis 10 mm aufweist. Dabei soll der Schlauch von außen und innen erwärmt werden, während er durch die Förderschnecke in axialer Richtung voranbewegt wird. Diese Maßangaben können in beliebiger Weise verändert werden, je nachdem, welche Durchsatzmenge man pro Zeiteinheit vorsieht und welcher Beschaffenheit das zu verpressende pflanzliche Gut ist. Die Erfindung ist daher nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.

Während der Vorschubbewegung des in Schlauchform befindlichen pflanzlichen Gutes wird die durch Beheizung entzogene Feuchtigkeit nach außen abgeführt. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die nach außen entweichende Feuchtigkeit in die Strömung heißer Abgase eines Verbrennungsmotores geleitet und von dieser Strömung nach außen mitgenommen wird.

Im Gegensatz zu einer Strangpresse herkömmlicher Art, bei welcher ein sehr langer Aushärtekanal zur Beheizung und Abbindung des Stranges erforderlich ist, kann beim Gegenstand der Erfindung recht zügig gearbeitet werden, weil die Wärme von innen und außen her gegen die dünne Wand des vorangeschobenen und in Schlauchform befindlichen pflanzlichen Gutes zur Einwirkung kommen kann. Damit ergibt sich ein besonders guter Wirkungsgrad in Verbindung mit einem geringen konstruktiven Aufwand.

In den Vorrichtungsansprüchen 7 bis 12 sind die gegenständlichen Merkmale einer geeigneten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens offenbart, wie sie sich auch aus der Beschreibung der Zeichnung ergeben. Diese zeigt einen radialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Fördern und Beheizen des pflanzlichen Gutes.

Die Zeichnung zeigt eine Heiz- und Fördereinrichtung für das pflanzliche Gut, das in Richtung des Pfeiles (21) zugeführt und in Richtung des Pfeiles (24) abgeführt wird. Wie beim Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 42 14 111.7 kann diese Vorrichtung an einem selbstfahrenden Erntefahrzeug angeordnet werden, welches das Halmgut mäht, aufnimmt, häckselt und einer Pelletiervorrichtung zuführt, um kleine verdichtete sowie schüttfähige Preßkörper herzustellen, die bevorzugt für Heizzwecke eingesetzt werden können.

Dabei wird davon ausgegangen, daß in den Zuführkanal (1) auf nicht dargestellte Weise bereits gehäckseltes Material eingebracht und in radialer Richtung gegen eine Förderschnecke (3) gefördert wird. Zu diesem Zweck können im Zuführkanal (1) geeignete Förderelemente, wie z. B. Förderschnecken vorhanden sein.

Die Förderschnecke (3) ist von einem Gehäuse (2) umgeben, an dem die Förderschnecke (3) in nicht dargestellter Weise fliegend gelagert ist.

Die Förderschnecke (3) besteht aus einem Hohlzylinder (4), an dessen Außenmantelfläche (5) sich Schneckengänge (6) geringer Höhe befinden. Diese Schneckengänge können zwei- oder mehrgängig sein. Diese Außenmantelfläche (5) des Hohlzylinders (4) wird unter Bildung eines kleinvolumigen umlaufenden Spaltes (7) von der Wandung (11) des Gehäuses (2) oder eines Gehäuseteiles umgriffen. An der Innenmantelfläche (23) dieser Wandung (11) befinden sich ortsfeste Schneckengänge (8).

Das durch den Zuführkanal (1) geförderte und zerkleinerte Material gelangt zunächst in den Außenmantelbereich der Förderschnecke (3) und wird von deren Schneckengängen (6) in axialer Richtung der Förderschnecke (3) mitgenommen. Sobald das Material in den umlaufenden Spalt (7) gelangt, erfährt es durch die Rotation der Schneckengänge (6) der Förderschnecke (3) und durch die Anwesenheit der ortsfesten Schneckengänge (8) der Wandung (11) eine Torsionsbeanspruchung, die zur Folge hat, daß sich das Material unter diesen genannten Einflüssen gewissermaßen durch den Spalt (7) in axialer Richtung hindurchschraubt. Jedenfalls wird das zu verpressende Material durch die Förderschnecke (3), den Spalt (7) und die Wandung (11) in eine Schlauchform gebracht, die sich in axialer Richtung der Förderschnecke (3) voranbewegt. Damit ist eine sehr günstige Gelegenheit gegeben, das in dieser Schlauchform befindliche Material einer Trocknung durch Beheizung auszusetzen und einen möglichst großen Wirkungsgrad zu erzielen.

Es wird zunächst davon ausgegangen, daß ein durch den Zufluß (19) und den Abfluß (20) geleitetes Heizmedium den Hohlzylinder (4) der Förderschnecke (3) von innen her beheizt. Aus diesem Grunde kann die Förderschnecke selbst oder ein in ihr befindlicher ortsfester Kernkörper (17) mit wendelartigen Kanälen (18) versehen sein, welche mit dem Zu- und Abfluß (19, 20) in Verbindung stehen. Zufolge der intensiven Erwärmung des Hohlzylinders (4) der Förderschnecke (3) wird somit Wärme von innen her gegen den im Spalt (7) befindlichen Materialschlauch herangebracht.

In der Wandung (11) des Gehäuses (2) oder eines damit verbundenen Gehäuseteiles befinden sich zahlreiche kleine Bohrungen (12), welche auch kapillarartige Öffnungen oder dergleichen sein können und welche die Aufgabe haben, den durch Erwärmung des Materials entstehenden Feuchtigkeitsdampf radial nach außen abzuführen.

Im Gehäuse (2) bzw. in einem im Gehäuse (2) befindlichen Einsatz (25) befinden sich wendelförmig sich erstreckende Kanäle (9), die durch Trennwände (10) gebildet werden und in welche die Bohrungen (12) münden. Es ist nun vorgesehen, daß heiße Abgase eines Verbrennungsmotors, beispielsweise des Antriebsmotors der Erntemaschine, durch den Anschluß (13) in die Kanäle (9) gelangen und durch den Anschluß (14) wieder ins Freie geleitet werden. Durch diese Strömung der heißen Abgase entsteht in den Kanälen (9) ein Unterdruck, welcher dazu führt, daß die Feuchtigkeit oder bereits gebildete Dämpfe des zu trocknenden Materials über die Bohrungen (12) angesogen und mitgerissen werden.

Die Länge der Förderschnecke (3) beträgt bei einem erprobten Ausführungsbeispiel etwa 70 cm, wobei der zu bildende Schlauch des zu pressenden Materials einen Durchmesser von ungefähr 30 cm bei einer Wanddicke von ungefähr 6 mm besitzt. Es konnte festgestellt werden, daß eine sehr intensive Trocknung des Materials bei großem Materialdurchsatz stattfindet.

Selbstverständlich sind die angeführten Maße nur beispielhafter Natur. Sie lassen sich je nach den verschiedenen Bedingungen weitgehend verändern.

Am Ende der zylinderförmigen Förderschnecke (3) befindet sich ein kegelförmiger Ansatz (16), der in einen Zuführkanal (22) mündet. Dieser kegelförmige Ansatz (16) der Förderschnecke (3) wird von einer trichterförmigen Verjüngung (15) des Gehäuses (2) unter Beibehaltung des Spaltes (7) umgriffen. Mit dieser Anordnung wird der gebildete und getrocknete Schlauch wieder in einen Strang überführt, welcher dem Querschnitt des Zuführkanals (22) entspricht.

Es versteht sich von selbst, daß die Förderschnecke (3) anstatt zylindrisch auch kegelförmig ausgebildet werden kann. Ebenso kann die Art und Weise der Beheizung des gebildeten Strauches weitgehend variiert werden. Die Erfindung beschränkt sich daher nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel, sondern erstreckt sich auf alle Alternativen, die sich dem Fachmann in Kenntnis der erfindungsgemäßen Offenbarung ergeben.

Bezugszeichenliste

1 Zuführkanal
2 Gehäuse
3 Förderschnecke
4 Hohlzylinder
5 Außenmantelfläche
6 Schneckengang
7 umlaufender Spalt
8 ortsfester Schneckengang
9 Kanal
10 Trennwand
11 Wandung
12 Bohrung (Öffnung)
13 Anschluß
14 Anschluß
15 trichterförmige Verjüngung
16 kegelförmiger Ansatz
17 Kernkörper
18 Kanal
19 Zufluß
20 Abfluß
21 Materialzuführung
22 Zuführkanal
23 Innenwandfläche
24 Materialabführung
25 Einsatz

Claims

1. Verfahren zum Pelletieren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut, zu schüttfähigen Preßlingen, bei dem das aufgenommene und zerkleinerte pflanzliche Gut mit Hilfe von Schneckenförderern der Preßeinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte, insbesondere gehäckselte pflanzliche Gut in eine Schlauchform von möglichst großem Durchmesser und kleiner Wandstärke übergeführt und in dieser Schlauchform während des Vorschubes einer intensiven Beheizung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche Gut radial an den Umfangsbereich einer Förderschnecke herangeführt, von den Schneckengängen erfaßt und in axialer Richtung in Schlauchform durch einen zylinderförmigen Spalt gefördert und anschließend aus dem Spalt in einen Strang wesentlich kleineren Durchmessers übergeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bildende Schlauch einen Durchmesser in der Größenordnung von ca. 300 mm und eine Wandstärke in der Größenordnung von ca. 4 bis 10 mm aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch von außen und innen erwärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem pflanzlichen Gut durch Beheizung entzogene Feuchtigkeit nach außen abgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen entweichende Feuchtigkeit in die Strömung heißer Abgase eines Verbrennungsmotors geleitet und von dieser Strömung nach außen mitgenommen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderstrecke für das zerkleinerte pflanzliche Gut eine schlauchbildende Förderschnecke (3) eingegliedert ist, welche aus einem von innen beheizbaren Hohlzylinder (4) oder Hohlkegel mit an seiner Außenmantelfläche (5) angeordneten Schneckengängen (6) geringer Höhe besteht und von einem ortsfesten beheizbaren Gehäuse (2) unter Wahrung eines zur Außenmantelfläche (5) parallelen umlaufenden Spaltes (7) umgriffen ist, wobei der umlaufende Spalt (7) durch eine Vielzahl von Bohrungen (12) oder dergleichen Öffnungen des Gehäuses (2) nach außen Verbindung hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) längs der Förderschnecke (3) sich erstreckende, vorzugsweise gewindegangartige Kanäle (9) aufweist, die durch die in der Gehäusewandung (11) befindliche Bohrungen (12) oder Öffnungen mit dem umlaufenden Spalt (7) in Verbindung stehen und an eine Abgasleitung (13) eines Verbrennungsmotors angeschlossen sind sowie einen Austritt zur Umgebungsluft (14) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Förderschnecke (3) umgreifende Gehäuse (2) an einem Ende einen radialen Zuführkanal (1) für das pflanzliche Gut und am ablaufseitigen Ende eine in axialer Richtung sich erstreckende trichterförmige Verjüngung (15) aufweist, die in einen Zuführkanal (22) für die Pelletiervorrichtung mündet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (3) ablaufseitig einen kegelförmigen Ansatz (16) aufweist, der die trichterförmige Verjüngung (15) des Gehäuses (2) unter Wahrung des Spaltes (7) ausfüllt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (3) mindestens im schlauchbildenden Teil innenseitig einen wendelförmigen Heizkanal (18) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandfläche des Gehäuses mit ortsfesten Schneckengängen (8) versehen ist, welche sich zwischen den Schneckengängen (6) der Förderschnecke (3) erstrecken.