DE4444285C2 - Vorrichtung zum Formen von Abfallpapier enthaltendem Fasermaterial und deren Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen von Abfallpapier enthaltendem Fasermaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus "Meyers Enzyklopädisches Lexikon", Bibliographisches In­ stitut AG, Mannheim, 1973, kann ein Fleischwolf entnommen werden, bei dem das zu bearbeitende Material durch eine Öffnung in ein zylindrisches Gehäuse einführbar, durch die Förder­ wirkung einer in dem zylindrischen Gehäuse vorgesehenen Drehschnecke zur vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses transportierbar, durch ein an dieser Stirnseite vorhandenes, den vorderen Wellenzapfen der Drehschnecke drehbar lagerndes Form-/Austragelement das Zuführfasermaterial zu einer bestimmten Gestalt komprimierbar und das komprimierte Fasermaterial von der Stirnseite nach außen ausdrückbar ist.

In den letzten Jahren ist Abfallpapier häufig zur Ressourcen­ erhaltung, z. B. als Kompost, im landwirtschaftlichen Ge­ biet wiederverwendet worden. Für diesen Anwendungsfall sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden: z. B. (a) eine Methode zur Erzeugung von Kompost, wobei Abfallpapier durch eine Faserauflockerungsmaschine des trockenen Typs so behan­ delt wird, daß die das Abfallpapier bildenden Fasern aufge­ lockert werden, um einen wolligen oder flauschigen regene­ rierten Faserbrei zu bilden. Dieser flauschige regenerierte Faserbrei wird mit Pflanzenteilen (abgefallene Blätter oder abgefallene Zweige) gemischt und bezüglich seines Wasser­ gehalts durch die Zugabe von Wasser in geeigneter Weise ein­ gestellt. Der resultierende gemischte Faserbrei wird dann zur Herstellung von Kompost fermentiert (siehe das Prozeßdiagramm der Fig. 14). Daneben ist gemäß (b) eine Methode bekannt, wo­ nach der oben beschriebene regenerierte Faserbrei als ein Dung absorbierendes Material verwendet wird, um ein Düngemittel zu ab­ sorbieren, das im Übermaß auf ein Obstplantagen- oder Niederungsland verbreitet worden ist.

Der flauschige regenerierte Faserbrei mit Fasern, die trocken aufgelockert sind, weist die folgenden Merkmale (Vorteile und Nachteile) auf:

• (1) Wasser abzustoßen (Hydrophobie),
• (2) Staub zu erzeugen und
• (3) von geringem spezifischen Gewicht zu sein.

Im Vergleich mit dem Faserauflockerungsprozeß des nassen Typs weist der Faserauflockerungsprozeß des trockenen Typs die fol­ genden Merkmale auf:

• (4) regenerierten Faserbrei, der lange Fasern enthält, zu bilden,
• (5) regenerierten Faserbrei, der eine große Menge an pulver­ förmigem Papier enthält, zu bilden,
• (6) regenerierten Faserbrei, in welchem unaufgelockerte Fasern in einer großen Menge verbleiben, zu bilden und
• (7) eine Abwasser-Behandlungsanlage zu eliminieren, um dadurch die Anlagekosten zu vermindern und die Größe der Anlage oder Vorrichtung kompakt auszubilden.

Diese Merkmale werden in Übereinstimmung mit dem oben be­ schriebenen Anwendungsgebiet von regeneriertem Faserbrei zum Vorteil oder zum Nachteil. Wenn beispielsweise der Faserbrei als regeneriertes Papier verwendet wird, muß der unaufge­ lockerte Faseranteil auf innerhalb von 0,1% oder weniger herab­ gedrückt werden, um die Papieroberfläche glatt zu machen, so daß das Merkmal (6) von Nachteil ist. Wird dagegen der Fa­ serbrei als Kompost verwendet, so steigert der unaufgelockerte Faseranteil die Dünger-Eigenschaft, so daß das Merkmal (6) mehr von Vorteil ist.

Falls der unter Verwendung des regenerierten Faserbreis er­ zeugte Kompost angewendet wird, so ergibt sich das Problem, daß wegen des Merkmals (1) des Wasserabstoßens der regenerierte Faserbrei vom zugeführten Wasser getrennt wird und es deshalb schwierig ist, Wasser zu absorbieren. Der rege­ nerierte Faserbrei kann Wasser absorbieren, indem er in Was­ ser komprimiert wird; in diesem Fall ist es jedoch schwierig, den Wasseranteil im erzeugten Kompost gleichmäßig einzustel­ len. Der Prozeß beansprucht umfangreiche Arbeiten, was vom Standpunkt der praktischen Anwendung nachteilig ist.

Falls der regenerierte Faserbrei als ein Gülle oder Dung bindendes Material (als ein "Düngerbindematerial") bei­ spielsweise im Obstplantagenland ausgebreitet wird, neigt der Faserbrei dazu, durch den Wind wegen des Merkmals (3) des geringen spezifischen Gewichts ausgestreut und verweht zu werden. Das ist nachteilig, weil die Faserbreimenge, die als das Düngerbindematerial wirkt, vermindert wird und dar­ über hinaus möglicherweise eine Staubverschmutzung aufgrund des Papierstaubs verursacht.

Falls der regenerierte Faserbrei als ein Setzpflanzenmaterial zum Anbau von eßbaren Pilzen durch Funguszüchtung verwendet wird, so wird er möglicherweise in Abhängigkeit von der Entwick­ lungsgeschichte des Abfallpapiers vor dessen Regenerierung zum Bakteriennährboden. Demzufolge muß der faseraufgelockerte Faserbrei einer bakteriziden Behandlung unterworfen werden, bevor er als ein Setzpflanzenmaterial verwendet wird.

Wie oben beschrieben wurde, hat der faseraufgelockerte Faser­ brei des trockenen Typs die Vorteile hinsichtlich des Faser­ auflockerungsprozesses des trockenen Typs (z. B. die Merkmale (6) und (7)), jedoch weist er im Anwendungsfall auf land­ wirtschaftlichem Gebiet zu lösende Probleme auf, z. B. vom Standpunkt des Wasserabsorptionsvermögens, der Erzeugung von Staub und zusätzlich der bakterientötenden/desinfizierenden Behandlung.

Andererseits ist eine Vorrichtung zum Weichquellen/Aufbrechen der Textur eines pflanzlichen faserigen Materials oder eines tierischen faserigen Materials durch eine Hochtemperatur-/Hochdruckbearbeitung entwickelt worden. Das weichgequollene/aufgebrochene Produkt ist als ein Mate­ rial für eine Sämlingskultur und als Futter für Haustiere und Geflügel verwendet worden. Die Fig. 15 ist ein vertikaler Längsschnitt, der den Aufbau der Vorrichtung dieser Art zeigt.

In dieser Figur bezeichnen die Bezugszahl 151 ein Hauptteil der Vorrichtung, 152 eine Schnecke, 153 eine Material-Ein­ führöffnung, 154 ein Auslaßöffnungsteil, 155 ein Schneid­ werkzeug und 156 einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Schneckenschaufelabschnitt 157 mit einem bestimmten Durchmes­ ser durchlaufend bis zu einem konischen Schneckenschaufelab­ schnitt 158, dessen Durchmesser in der Richtung einer Annä­ herung an das Auslaßöffnungsteil allmählich vermindert wird. Das Fasermaterial wird durch Drehung der Schnecke 152 weiter­ transportiert und gleichzeitig komprimiert, und das auf diese Weise weichgequollene/aufgebrochene Produkt des Fasermaterials wird aus dem Auslaßöffnungsteil 154 ausgedrückt.

Die Vorrichtung führt die erhitzende, bakterizide Behandlung während der Kompression des Fasermaterials durch, so daß das oben beschriebene Problem des flauschigen regenerierten Faserbreis zu einem gewissen Grad gelöst werden kann; jedoch ist die Vorrichtung dazu vorgesehen, lediglich das Weichquellen/Aufbrechen der Textur zu bewirken, und deshalb kann sie das Material erweichen, sie kann jedoch das erzeugte Material nicht verfestigen.

Falls das nach dem trockenen Typ faseraufgebrochene flau­ schige Papiermaterial als ein Fasermaterial verwendet wird, ergibt sich das Problem, daß es auf leichte Weise, wenn es auf den Boden verstreut wird, wegen seines geringen spezifi­ schen Gewichts durch den Wind verweht wird. Vom Standpunkt des Anwendungsfalls auf dem landwirtschaft-mechanischen Ge­ biet ist es erwünscht und anzustreben, das Fasermaterial zu formen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff angegebenen Art derart weiterzubilden, daß das eingebrachte Abfallpapier vor dem Austritt aus der Vorrichtung komprimiert und geformt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der vorliegenden Erfindung wird in ein zylindrisches Gehäuse eingebrachtes Abfallpapier durch die Förderwirkung einer Drehschnecke komprimiert sowie geformt und ausgedrückt. Dabei vermindert sich die Schneckengangteilung in Richtung einer Annäherung an die Frontseite der Drehschnecke kontinuierlich oder stufenweise, oder die Tiefe der Schneckenkehle wird in der Richtung einer An­ näherung zur Frontseite der Drehschnecke kontinuierlich oder stufenweise geringer. Durch diese Konstruktion kann der Wasseranteil eines geformten Produkts weiter vergleich­ mäßigt werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Frontseite der Drehschneckenwelle drehbar gelagert, so daß das Fördern, die Kompression und das Formen/Ausdrücken des Abfallpapiers in stabiler, konstanter Weise durchgeführt werden kann.

Darüber hinaus wird es durch Vorsehen einer Schneideinrichtung gemäß Patentanspruch 5 außenseitig der Formvorrichtung möglich, die Länge eines geformten/ausgedrückten Produkts auf einen bestimmten Wert einzustellen, z. B. in eine Pelletform zu bringen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein in der Hauptsache Abfallpapier enthaltendes Fasermaterial durch einen Hochtemperatur-/Hoch­ druckprozeß verfestigt werden. Die Fasermaterial-Formvorrich­ tung ist geeignet, landwirtschaftliche Materialien herzustellen, beispielsweise ein Saatbett­ material für eine Reisaussaat, ein Setzpflanzenmaterial für ein Züchten von eßbaren Pilzen, ein Gülle oder Dung absorbie­ rendes/bindendes Material und ein Kompostmaterial.

Fig. 1A und 1B zeigen eine ein Formwerkzeug mit einer Mehrzahl von Austragöffnungen besitzende Formvor­ richtung, wobei die Fig. 1A eine Stirnansicht und die Fig. 1B ein Längsschnitt sind;

Fig. 2A und 2B zeigen eine eine Drehschnecke mit ungleicher Teilung enthaltende Formvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Fig. 2A eine linke Stirnansicht und die Fig. 2B ein Längsschnitt sind;

Fig. 3A und 3B zeigen eine Formvorrichtung mit einer Drehschnecke von gleicher Teilung sowie ungleicher Schneckengangtiefe gemäß der Erfindung, wobei die Fig. 3A eine linke Stirnansicht und die Fig. 3B ein Längs­ schnitt sind;

Fig. 4A, 4B und 4C zeigen eine Formvorrichtung mit einem innenliegenden Schneidwerkzeug gemäß der Er­ findung, wobei die Fig. 4A eine linke Stirnansicht, die Fig. 4B ein Längsschnitt und die Fig. 4C eine schemati­ sche Ansicht zur Erläuterung der Gestalt des Schneidwerkzeugs sind;

Fig. 5A und 5B zeigen eine Formvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ausdrücköffnungen, deren jede einen Durchmesser hat, der im Bereich von 10% bis 40% des Durchmessers der Drehschnecke liegen, wobei die Fig. 5A eine linke Stirnansicht und die Fig. 5B ein Längsschnitt sind;

Fig. 6A und 6B zeigen eine Formvorrichtung gemäß der Erfindung, die ein zu der vorderen Stirnseite der Dreh­ schnecke beabstandetes Formwerkzeug besitzt, wobei die Fig. 6A eine linke Stirnansicht und die Fig. 6B ein Längs­ schnitt sind;

Fig. 7A und 7B zeigen eine Formvorrichtung gemäß der Erfindung, welche eine sich verengende Kon­ struktion aufweist, in welcher der Querschnitt eines zylin­ drischen Gehäuses vermindert wird, wobei die Fig. 7A eine linke Stirnansicht und die Fig. 7B ein Längsschnitt sind;

Fig. 8A bis 8E zeigen eine erfindungsgemäße Form­ vorrichtung mit einer Mehrzahl von Kehlen oder Ausnehmungen an der Innenfläche eines zylindrischen Gehäuses, wobei die Fig. 8A eine Stirnansicht, die Fig. 8B ein Längsschnitt und die Fig. 8C bis 8E Querschnitte nach der Linie A-A in der Fig. 8A sind;

Fig. 9A und 9B zeigen eine erfindungsgemäße Formvorrichtung mit einer Flüssigkeit-Einspritzeinrichtung im Bereich einer Rohmaterial-Einführöffnung, wobei die Fig. 9A eine linke Stirnansicht und die Fig. 9B ein Längsschnitt sind;

Fig. 10A und 10B zeigen eine erfindungsgemäße Formvorrichtung mit einer Flüssigkeit-Einspritzeinrichtung in der Mantelwand eines zylindrischen Gehäuses, wobei die Fig. 10A eine linke Stirnansicht und die fig. 10B ein Längsschnitt sind;

Fig. 11A, 11B und 11C zeigen eine Formvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Mehrzahl von Rohmaterial-Einführöffnungen, wobei die Fig. 11A eine linke Stirnansicht, die Fig. 11B ein Längsschnitt und die Fig. 11C eine Draufsicht sind;

Fig. 12A und 12B zeigen eine erfindungsgemäße Formvorrichtung mit einem Elektromotor, wobei die Fig. 12A eine linke Stirnansicht und die Fig. 12B ein Längsschnitt sind;

Fig. 13A und 13B zeigen eine Formvorrichtung mit einem außerhalb der Formvorrichtung angeordneten Schneid­ werkzeug gemäß der Erfindung, wobei die Fig. 13A eine linke Stirnansicht und die Fig. 13B ein Längsschnitt sind;

Fig. 14 ist ein Prozeßdiagramm, das den Herstellungsvorgang eines Düngemittels unter Verwendung eines nach der trockenen Art faseraufgelockerten Faserbreis zeigt;

Fig. 15 ist ein Längsschnitt einer Weichquellvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Die Fig. 1A und 1B sind Darstellungen, die die Grundkonstruk­ tion einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung zum Formen eines Faser­ materials zeigen. Bei dieser Konstruktion wird ein in ein zylindrisches Gehäuse 2 über eine Rohmaterial- Einführöffnung 1 eingebrachtes Fasermaterial zur vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses 2 durch die Förderwir­ kung einer Drehschnecke 3 mit gleicher Teilung transportiert und aus der vorderen Stirnseite ausgedrückt. Diese Vorrich­ tung enthält an der vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses 2 ein Form-/Austragelement 6, um das zugeführte Fasermaterial zu komprimieren und aus dem Element 6 in einer speziellen Gestalt auszudrücken, wobei das Austragelement 6 mit einem Schneckenlagerorgan 6a ausgestattet ist, um den vorderen Wellenzapfen der Drehschnecke 3 mit gleicher Teilung drehbar zu lagern.

Das Form-/Austragelement 6 besteht aus einem Formwerkzeug mit einer Mehrzahl von Austrag- oder Ausdrücköffnungen 5, die in Kreisform angeordnet sind. Eine Antriebswelle 4 ist mit dem hinteren Wellenstück der Drehwelle 3 verbunden, wel­ ches durch ein Lager 7 drehbar abgestützt wird.

Die Funktionsweise der Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist folgende:

Zuerst wird ein in der Hauptsache Abfallpapier enthaltendes Fasermaterial von der Rohmaterial-Einführöffnung 1 her ein­ gebracht. Beispielsweise können Zeitungspapier, Telefonbücher, Zeitschriften oder Formular­ papierblätter eingebracht werden, die herkömmlicherweise schwierig zu komprimieren und zu formen sind. Das Abfallpapier kann allein und auch zusammen mit anderen Fasermaterialien nach Bedarf oder Notwendigkeit geformt werden. Als Beispiele für andere Fasermaterialien als das Abfallpapier können ge­ nannt werden: pflanzliches Fasermaterial, wie Sägemehl, Ba­ gasse, Rinde, Holzschnitzel, Spreu, abgefallenes Laub, abge­ fallene oder zurechtgeschnittene Zweige oder Getreidestroh, und tierisches Fasermaterial, wie Wollabfälle, Haare, Federn oder Fellabfall.

Diese Fasermaterialien sollen fein geschnitten sein. Beispielsweise ist es für den Fall, daß Abfallpapier ein­ geführt wird, erwünscht, daß dieses zuvor in Streifenform beispielsweise durch einen Papierschredder zerschnitten und einer Trocken-Faserauflockerungsvorrichtung zugeführt wird, so daß es zu einer flauschigen Form faseraufgelockert wird. Das nach der trockenen Art faseraufgelockerte Abfallpapier in flaumiger oder flauschiger Form wird im folgenden als "Flauschpapier" bezeichnet. Das Abfallpapier kann auch von Hand zerschnitten und unmittelbar, so wie es ist, eingetragen werden.

Das Flauschpapier hat nützliche Eigenschaften zur Düngung, z. B. ist es faserreich, ausgezeichnet hinsichtlich der Was­ serabsorption und der Permeabilität sowie von hohem Wasser­ bindevermögen, von hoher Wärmespeicherfähigkeit, von hoher Dungabsorptionskraft und von hoher Dung-Bindekraft. Dem­ zufolge wird das komprimierte sowie geformte Abfallpapier zu einem sehr guten landwirtschaftlichen Material.

Für das in die erfindungsgemäße Vorrichtung einzubringende Fasermaterial wird gefordert, daß es in geeigneter Weise einen Wasseranteil enthält, um die Kompression geschmeidig zu machen. Für Fasermaterial, das von sich aus einen Wasseranteil enthält, ist eine erneute Wasserzu­ fuhr nicht erforderlich; falls jedoch das Flauschpapier kein Wasser enthält, muß Wasser in einer geeigneten Menge zugege­ ben werden. Die in die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammen mit Abfallpapier eingeführten Materialien hängen vom Anwendungs­ fall des letztlich erhaltenen geformten Produkts, d. h. der Art des landwirtschaftlichen Materials, ab.

Falls das aus dem Fasermaterial geformte Produkt als ein Setzpflanzenmaterial für den Reisanbau angewendet wird, kön­ nen Flauschpapier, Erde und/oder Kompost gemischt und in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht werden. Durch Zugabe von Erde zum Flauschpapier, das ein geringes spezifi­ sches Gewicht hat, wird es möglich, die Masse in geeigneter Weise zu erhöhen und das Verstreuen oder Ausbreiten des Setz­ pflanzenmaterial zu verhindern. Durch Zugabe von Kompost wird es möglich, eine Nährsubstanz zuzuführen und dadurch das Wachstum der Wurzeln der Feldfrüchte durch die Eigenschaft des Komposts zu beschleunigen (Düngen der Erde und Unterdrücken der Funktion von nachteiligen Objekten). Auf Kompost besteht keine besondere Beschränkung, vielmehr kann auch Getreide­ stroh und abgefallenes Laub enthalten sein. Das auf diese Weise erzeugte Setzpflanzenmaterial enthält lange Fasern, was ein Härten des Bodens schwierig macht und das Wachstum der Wurzeln der Feldfrüchte nicht behindert; deshalb können Feldfrüchte, die reich an Nährwert sind, erhalten werden.

Dem geformten/ausgedrückten Produkt des Fasermaterials, das als Düngerbindematerial verwendet wird, kann Flauschpapier, Wasser und/oder Dung zugemischt werden. Die Mischung wird in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht. Wenn dem Flauschpapier mit einem geringen spezifischen Gewicht Wasser in einer Menge von etwa 20% zugegeben wird, so beseitigt das die Gefahr, daß das Flauschpapier durch Wind verstreut wird. Um das Dungabsorp­ tionsvermögen zu steigern, kann dem Flauschpapier Gülle oder Dung zugegeben werden. Auf diese Weise kann die Nährsubstanz in einem notwendigen Ausmaß bei Bedarf den Feldfrüchten durch die Wirkung der Dungbindefähigkeit des Flauschpapiers auch dann zugeführt werden, wenn der Boden und das Setzpflanzenmaterial wenig Nährsubstanz besitzen. Um das Gewicht des Flauschpapiers und die Dungbindefähigkeit zu steigern, kann man sowohl Wasser als auch Dung dem Flauschpapier zufügen. Dar­ über hinaus kann durch Formen und Verfestigen des Dung absor­ bierenden/bindenden Materials zu einer Matten- oder Tafelge­ stalt die Gefahr, daß es durch Wind verstreut wird, beseitigt werden. Ferner kann das Material mechanisch bearbeitet werden, was die Mühen für einen Transport und ein Ausbreiten vermindert.

Falls das aus dem Fasermaterial geformte Produkt als Kompost verwendet wird, kann das Flauschpapier mit Unterwasser-Lebe­ wesen oder deren Überbleibseln vermischt werden. Die Unter­ wasser-Lebewesen sind nicht speziell begrenzt und können die Indigopflanzengruppe, die Rotpflanzengruppe, die Braunpflan­ zengruppe und die Grünpflanzengruppe, beispielsweise Grün­ algen- oder -tang als Seetang, "Sugamo" oder Zostera enthal­ ten. Von diesen sind die Grünalgen am meisten zu bevorzugen. Die Grünalge ist eine Pflanze, die keine Blätter hat und sich durch Kügelchen oder Teilung entwickelt. Die Unterwas­ sertiere können Fische einschließen. Die Überbleibsel der Wasserlebewesen können Schlamm und Plankton umfassen. Köpfe und Schwänze von Fischen werden bevorzugt.

Das Flauschpapier kann mit Körpern, Exkrementen von Landle­ bewesen oder mit toten Lebewesen gemischt werden. Die Land­ lebewesen sind nicht besonders eingegrenzt und können erwär­ mende organische Substanzen (die die Eigenschaft zur Tempe­ raturerhöhung eines Humanorganismus, der diese verzehrt oder zersetzt, haben, welche die Pflanzen, wie Fallaub von Büschen, Breitblattbäume und Exkremente von Tieren, wie Pferde- und Hausgeflügelmist einschließen) und kühlende organische Substan­ zen (die die Eigenschaft einer Temperaturverminderung eines diese verzehrenden oder zersetzenden Humanorganismus haben, die wildes Gras oder Gemüse, die keinen Hohlraum im Zentrum des Stiels und Stengels besitzen, wie Ausläufer der Süßkar­ toffel, Indigowurzelballen, Blätter von Rettich und Karotten, und Exkremente von Tieren, wie Rinderdung einschließen) um­ fassen. Darüber hinaus können abgestorbene Körper von Land­ lebewesen, z. B. abgefallene Blätter oder abgefallene Zweige, verwendet werden.

Dem Kompost können Stickstoff als der Nähr-Bakterienstamm, beispielsweise orga­ nischer Stickstoffdünger, wie Ammoniumsulfat, Reiskleie und Hefepilz zugegeben werden. Ein solcher Kompost enthält eine große Menge an langen Fasern, die das Aushärten des Bodens verhindern und das Pflanzenwachstum nicht beeinträchtigen, so daß er die für das Pflanzenwachstum notwendigen Energie­ quellen, wie im Boden enthaltene Phosphorsäure, in ausreichen­ der Weise absorbiert. Als Ergebnis ist der Kompost für das Wachstum von guten Feldfrüchten leistungsfähig.

Das in die Rohmaterial-Einführöffnung 1 eingebrachte Faserma­ terial wird der vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäu­ ses 2 durch die Förderwirkung der Drehschnecke 3 mit gleicher Teilung im zylindrischen Gehäuse zugeführt, es wird kompri­ miert und in einer bestimmten Gestalt durch die Austragöff­ nung 5 geformt sowie ausgedrückt.

Insbesondere tritt das Fasermaterial in Lücken oder Räume zwischen dem zylindrischen Gehäuse 2 und der Drehschnecke 3 mit gleicher Teilung ein. Falls die Gleichteilung-Drehschnecke eine im Uhrzeigersinn verlaufende schrauben- oder spiral­ förmige Gestalt hat, wird, wenn die Schnecke bei Betrachtung von der vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses aus entgegen dem Uhrzeiger gedreht wird, das eingebrachte Faser­ material allmählich zur vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses hin geschoben. Erreicht das Fasermaterial die vor­ dere Stirnseite des zylindrischen Gehäuses 2, so wird ein Teil des Fasermaterials durch die am Formwerkzeug ausgebil­ deten Austragöffnungen 5 zur Außenseite der Vorrichtung aus­ gedrückt. Jedoch ist der Durchmesser der Austragöffnungen, wie in den Figuren gezeigt ist, im allgemeinen im Sinne einer Erzeugung eines Gegendrucks klein, während der Strömungswider­ stand des durch die Austragöffnungen 5 tretenden Fasermaterials groß ist. Demzufolge empfängt der größte Teil des Fa­ sermaterials den axialen Förderdruck durch das nachfolgende Fasermaterial, das weiterhin mittels der Förderwirkung der Gleichteilung-Drehschnecke 3 transportiert wird. Als Ergeb­ nis wird das Fasermaterial insgesamt stark komprimiert, und dadurch dringt Wasser zwangsweise zwischen die Fasern des Fasermaterials ein. Beispielsweise wird im Fall des Einbrin­ gens von Flauschpapier und pflanzlichem Fasermaterial in die erfindungsgemäße Vorrichtung die Textur des pflanzlichen Fa­ sermaterials bei einer Kompression aufgebrochen und eine große Menge des im pflanzlichen Fasermaterial enthaltenen Wassers im Flauschpapier absorbiert, wodurch der Wasseranteil des gesamten Fasermaterials vergleichmäßigt wird. Zu dieser Zeit wird ein Teil der Preßenergie in Wärmeenergie umgesetzt, was zu einer Erhitzung des Fasermaterials führt.

Das Fasermaterial, dessen Wasseranteil durch einen derartigen Hochdruck-/Hochtemperaturprozeß vergleichmäßigt ist, wird aus den Austragöffnungen 5 ausgedrückt. Zu dieser Zeit wird, wie oben beschrieben wurde, dem Fasermaterial eine sehr star­ ke Kompressionskraft vermittelt, und dieses beginnt verfe­ stigt zu werden. Demzufolge wird das aus den Austragöffnun­ gen 5 ausgedrückte Fasermaterial zu einem festen Produkt geformt, das eine Querschnittsgestalt besitzt, die im we­ sentlichen derjenigen der Austragöffnungen 5 gleich ist. Alternativ wird manche Art des Fasermaterials in einer sol­ chen Weise ausgetragen, daß es zu einer Pelletform durch die Eigenmasse abgetrennt wird.

Bei dem obigen Kompressionsprozeß besteht die Gefahr, daß auf die Schneckenwelle eine große Kraft aufgebracht wird, die zu Vibrationen führt. Da jedoch das Form-/Austragelement 6 an der vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses 2 und das Schneckenlagerorgan 6a zur drehbaren Lagerung des vorderen Wellenzapfens der Gleichteilung-Drehschnecke 3 vor­ gesehen sind, zeigt die vorliegende Erfindung die Wirkungen: (1) des stabilen Durchführens des Form-/Austragvorgangs, (2) des Erhöhens der Drehzahl der Schnecke und (3) der Stei­ gerung der bearbeiteten Menge an Fasermaterial.

Das auf diese Weise geformte/ausgedrückte Fasermaterial ent­ hält einen gleichförmigen Wasseranteil und kann durch die bei der Kompression des Fasermaterial erzeugte Hitze steri­ lisiert werden. Im Fall der Verwendung von Flauschpapier als Fasermaterial absorbiert das Flauschpapier Wasser in ausreichender Weise. Die Erzeugung von Staub wird verhindert.

Unter Verwendung der Vorrichtung mit der in den Fig. 1A und 1B gezeigten Konstruktion wird es möglich, die Probleme hin­ sichtlich der hydrophoben Eigenschaft, der Erzeugung von Staub und des Erfordernisses des zusätzlichen Sterilisier­ prozesses, die bei Verwendung des nach der trockenen Art faseraufgebrochenen Faserbreis hervorgerufen worden sind, zu lösen.

Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Vorrichtung, die dazu vorgese­ hen ist, die Fördergeschwindigkeit der Schnecke einzustellen oder zu justieren, und die eine Förderschnecke mit einer Schneckengangteilung enthält, welche kontinuierlich oder stufenweise in Richtung einer Annäherung zur Frontseite der Drehschnecke vermindert wird.

Da bei dieser Vorrichtung die in den Fig. 1A und 1B gezeigte Gleichteilung-Drehschnecke durch eine Ungleichteilung-Dreh­ schnecke 8 ersetzt wird, die eine in der Richtung einer An­ näherung zur Frontseite verminderte Teilung hat, wird der Raum pro einer Teilung, welcher zwischen der Schnecke und dem zylindrischen Gehäuse gebildet wird, in der Transportrichtung des Fasermaterials verkleinert. Dadurch wird die Trans­ portgeschwindigkeit der Drehschnecke herabgesetzt. Als Ergeb­ nis wird das Fasermaterial langsam komprimiert und erhitzt. Das macht es möglich, den Wasseranteil des geformten/ausge­ tragenen Produkts für eine ausreichende Zeitspanne zu ver­ gleichmäßigen. Die Vorrichtung mit einer derartigen Konstruk­ tion ist insbesondere für die Bearbeitung eines pflanzlichen Fasermaterials leistungsfähig.

Eine in den Fig. 3A und 3B gezeigte Vorrichtung ist dazu vor­ gesehen, die Transportgeschwindigkeit der Schnecke einzustel­ len. Diese Vorrichtung enthält eine Gleichteilung-Drehschnecke 13, bei welcher die Tiefe der Schneckenkehle kontinuierlich oder stufenweise in Richtung einer Annäherung zur Frontseite der Drehschnecke geringer wird (die Tiefe der Schneckenkehle ist ungleich, während die Schneckengangteilung gleich ist).

Bei dieser Vorrichtung wird die Tiefe der Schneckenkehle all­ mählich vermindert, und deshalb wird der Raum pro einer Tei­ lung, der zwischen der Schnecke und dem zylindrischen Gehäu­ se ausgebildet ist, vermindert, so daß das Flauschpapier langsam komprimiert sowie erhitzt wird und dieses allmählich Wasser absorbiert. Der oben beschriebene langsame Kompres­ sionsvorgang macht es möglich, den Wasseranteil des geform­ ten/ausgedrückten Produkts im Vergleich mit der die Gleich­ teilung-Drehschnecke verwendenden Vorrichtung weiter zu ver­ gleichmäßigen.

Die in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigte Vorrichtung enthält ein synchron mit der Ungleichteilung-Drehschnecke 8 drehba­ res Schneidmesser 9, das unmittelbar vor dem Formwerkzeug in­ nerhalb des zylindrischen Gehäuses 2 vorgesehen ist. Die Fig. 4C zeigt die Ausgestaltung des Schneidmessers.

Falls zugeschnittene Zweige, Blätter mit Zweigen oder Rinde als Fasermaterial verwendet werden, können, da das Material ziemlich steif ist, die Pflanzenorgane häufig nicht ausreichend durch die Kompression unter Anwendung der obigen Drehschnecke aufgebrochen werden. Die Vorrichtung mit der obigen Konstruktion ist sehr leistungsfähig, um ein solches Material zu komprimieren. Insbesondere wird es durch das Vor­ sehen des Schneidmessers 9 in der Vorrichtung möglich, die Pflanzenorgane (z. B. Halme und Adern) wie auch Zweige mit Blättern in ausreichender Weise zu zerbrechen und insofern Wasser daraus auszuquetschen. Im Fall der Verwendung des obi­ gen Materials besteht Gefahr hinsichtlich einer Blockierung der Ausstoßöffnungen. Da jedoch bei dieser Vorrichtung beispielsweise Zweige durch das Schneidwerkzeug zerschnitten und zerbrochen werden können, kann eine Blockierung verhindert werden. Darüber hinaus kann durch das Vorse­ hen des Schneidwerkzeugs 9 das geformte/ausgedrückte Produkt in eine gewünschte Pelletform gebracht werden.

Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Vorrichtung, bei welcher der Durchmesser einer im Formwerkzeug ausgebildeten Austragöff­ nung 5 als im Bereich von 10% bis 40% des Durchmessers einer Ungleichteilung-Drehschnecke 8 liegend bestimmt ist.

Durch Vergrößern des Durchmessers der Austragöffnung 5 und insbesondere durch Festsetzen der Anzahl der Austragöffnun­ gen 5 auf etwa zwei kann der Durchmesser des geformten/ausge­ drückten Produkts größer gemacht werden. Demzufolge ist die die obige Konstruktion besitzende Vorrichtung geeignet, um ein Setzpflanzenmaterial zum Wachstum von Pilzen, das ein relativ längeres Produkt erfordert, herzustellen. Die Vorteile dieser Vorrichtung sind folgende: (1) den sterili­ sierenden Effekt zu erlangen, (2) die ausgezeichnete Permea­ bilität oder Durchlässigkeit, (3) leistungsfähig und wirk­ sam den für das Wachstum von Pilzen geeigneten Wasseranteil einzustellen, und (4) ein Pflanz­ material zu schaffen, das von geringerem Gewicht als das her­ kömmliche ist und zu einer Verminderung im Arbeitsaufwand führt. Wenn der Durchmesser der Austragöffnung größer als 40% ist, wird die Fläche des Formwerkzeugs, die für eine Lagerung imstande ist, kleiner, was von Nachteil ist, weil die Befestigung des Schneckenlagerorgans 6a beschränkt wird. Ist andererseits der Durchmesser der Ausstoßöffnung geringer als 10%, so wird das geformte/ausgedrückte Produkt in einem solchen Ausmaß kleiner gemacht, so daß es zur Verwendung als Setzpflanzenmaterial zum Wachstum von Pilzen ungeeignet ist.

Die Fig. 6A und 6B zeigen eine Vorrichtung, bei der ein Form­ werkzeug von der vorderen Stirnseite einer Drehschnecke beab­ standet und vor der vorderen Stirnseite eines zylindrischen Gehäuses ein weitgehend freier Raum gebildet ist.

Wie in diesen Figuren gezeigt ist, ist die Frontseite der Ungleichteilung-Drehschnecke 8 längs der zur Drehwelle recht­ winkligen Ebene abgeschnitten, d. h., an der Frontseite (Formwerkzeug) des zylindrischen Gehäuses wird ein planer Ab­ schnitt gebildet. Wenn der Raum zwischen der Frontseite der Drehschnecke und dem Formwerkzeug eng ist, wirkt der auf diese Weise gebildete plane Abschnitt dahingehend, die im Formwerkzeug ausgebildeten Ausstoßöffnungen 5 abzudecken, und weil die vom Formwerkzeug drehbar gelagerte Drehschnecke üblicherweise gedreht wird, werden alle Ausstoßöffnungen 5 blockiert, d. h., ein geformtes/ausgedrücktes Produkt kann nicht in gleichförmiger Weise von allen Ausstoßöffnungen er­ langt werden.

Jedoch kann bei der Vorrichtung mit der oben beschriebenen Konstruktion ein weiter oder breiter Raum zwischen der Front­ seite der Ungleichteilung-Drehschnecke 8 und dem Formwerkzeug gebildet werden, so daß die Frontseite der Schnecke nicht als die Abdeckung wirkt, wie vorstehend beschrieben wurde. Auf diese Weise wird das die Frontseite der Ungleichteilung-Dreh­ schnecke erreichende Fasermaterial einmal in dem weiten Raum aufgenommen und dann durch die Förderwirkung der Drehschnecke aus den Austragöffnungen gleichförmig ausgedrückt.

Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Vorrichtung mit einer einen­ genden oder beschränkenden Konstruktion, wobei der Querschnitt des zylindrischen Gehäuses in Richtung einer Annäherung an die vordere Stirnseite des zylindrischen Gehäuses vermindert wird.

Da bei dieser Vorrichtung der axiale Widerstand weiter ver­ größert wird, wird die Kompressionswirkung weiter gesteigert. Dadurch kann der Wassergehalt des geformten/ ausgedrückten Produkts noch mehr vergleichmäßigt werden.

Die Fig. 8A bis 8E zeigen eine Vorrichtung, bei welcher eine Mehrzahl von Kehlen oder Rillen parallel zur Drehwelle bzw. Drehachse einer Drehschnecke oder schraubenförmige Kehlen vorhanden sind. Die Fig. 8C, 8D und 8E zeigen Querschnitte nach der Linie A-A der Fig. 8A, wobei in Fig. 8C durch eine vor- und zurückspringende Ausbildung Kehlen ausgestaltet sind, in Fig. 8D die Kehlen eine gezackte Gestalt haben und in Fig. 8E sägezahnartige Kehlen gezeigt sind.

Falls bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Innenflä­ che des zylindrischen Gehäuses eine Kehle oder deren mehrere nicht vorgesehen sind, wird bei einem Transport des Faser­ materials zwischen diesem und dem zylindrischen Gehäuse ein großer Reibungswiderstand erzeugt, so daß der Drehwelle eine große Kraft vermittelt werden muß. Durch Vorsehen der Keh­ len an der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses wird je­ doch zwischen diesem und dem Fasermaterial ein Raum erzeugt, so daß der axiale Widerstand vermindert und damit der Kraft­ bedarf herabgesetzt wird. Jedoch kann der Raum gegenüber dem Fasermaterial in der Drehrichtung einen Widerstand hervorrufen. Dadurch ist es möglich, ein Rutschen oder Schlupfen zu verhindern. Als Ergebnis kann das Fasermaterial eindeutig und positiv in Richtung zur vorderen Stirnseite des Gehäuses transportiert werden, und das in die Rohmaterial-Einführöff­ nung eingebrachte Fasermaterial wird langsam transportiert sowie komprimiert. Dadurch ist es möglich, eine große Menge an Fasermaterial zu behandeln.

Die Fig. 9A und 9B sowie 10A und 10B zeigen eine Vorrichtung, bei der eine Flüssigkeit-Einspritzeinrichtung 10 an der Roh­ material-Einführöffnung oder an der Mantelwand des Gehäuses 2 vorgesehen ist. Die Bezugszahl 12 bezeichnet eine Düse der Einspritzeinrichtung. Die eingespritzte Flüssigkeit kann Was­ ser und ein Haft- oder Klebemittel, wie z. B. Stärkeleim, enthalten.

Wenn das Fasermaterial gefördert wird, kann durch Zufuhr von Wasser das Gleiten des Fasermaterials begünstigt werden. Dar­ über hinaus wird durch Zufuhr eines Haftmittels, wie Stärke­ leim, dieses Mittel bzw. der Leim mit dem Fasermaterial ver­ mischt. In diesem Fall wird der Stärkeleim durch die Kom­ pressionswirkung, die auf der Drehung der Schnecke beruht, und den Widerstand des Formwerkzeugs zum Eindringen gebracht, so daß die Fasern des Fasermaterials fest miteinander ver­ bunden werden können. Dadurch wird es ermöglicht, ein hartes geformtes/ ausgedrücktes Produkt zu erlangen, das eine dem Querschnitt der Austragöffnung gleichartige Gestalt hat.

Die Flüssigkeit-Einspritzeinrichtung kann an der Wand der Rohmaterial-Einführöffnung 1 oder an der Mantelwand des zylin­ drischen Gehäuses 2 vorgesehen sein. Vorzugsweise wird je­ doch die Einspritzeinrichtung 10 an der Mantelwand des zy­ lindrischen Gehäuses vom Standpunkt der folgenden Tatsachen aus angebracht: (1) falls Wasser von der Rohmaterial-Einführ- Öffnung 1 zusammen mit Flauschpapier zugeführt wird, stößt das die hydrophobe Eigenschaft besitzende Flauschpapier Was­ ser ab, und es ist schwierig, rasch mit Wasser gemischt zu werden, und (2) falls eine Düse an der Rohmaterial-Einführöff­ nung 1 vorgesehen wird, so wird die Öffnung verengt, was zu einer Verminderung in der Eintragmenge des Fasermaterials führt. Durch Vorsehen der Einspritzeinrichtung in der Mantel­ wand des zylindrischen Gehäuses 2 ist die Möglichkeit gegeben, das Flauschpapier leistungsfähig mit Wasser ohne irgendeine Verminderung im Querschnitt der Rohmaterial-Einführöffnung 1 zu mischen.

Bei der Vorrichtung mit der obigen Konstruktion schreitet die Verfestigung eines geformten/ausgedrückten Produkts wei­ ter fort, was ferner dessen Handhabung erleichtert und dar­ über hinaus die Mechanisierung der landwirtschaftlichen Ar­ beit begünstigt. Da des weiteren die Fasern des Fasermaterials unter Verwendung eines Klebemittels fest miteinander verbun­ den sind, wird im Fall eines Flauschpapiers die Stauberzeu­ gung beseitigt, was die Staubverschmutzung unterbindet.

Die in den Fig. 11A, 11B und 11C gezeigte Formvorrichtung hat zwei Rohmaterial-Einführöffnungen.

Durch Vorsehen einer Mehrzahl von Einführöffnungen 1 wird bei einem Einbringen des Fasermaterials die mit der Gleich­ teilung-Drehschnecke in Berührung gebrachte Materialfläche er­ weitert, was das Einbringen einer großen Menge an Fasermate­ rial möglich macht. Darüber hinaus kann, wenn unterschied­ liche, zwei oder mehr Materialien (z. B. Flauschpapier und zugeschnittene Zweige) in die Vorrichtung mittels einer Mehr­ zahl von Rohmaterial-Einführöffnungen eingebracht werden, als Resultat ein gesteigertes Arbeits- oder Leistungsvermögen erlangt werden.

Die Fig. 12A und 12B zeigen eine Formvorrichtung, bei welcher mit einer Antriebswelle ein Elektromotor verbunden ist, der durch einen Benzinmotor oder eine Wasserturbine ersetzt wer­ den kann.

Bei der erfindungsgemäßen Formvorrichtung kann eine geeigne­ te Antriebsquelle in Übereinstimmung mit der bearbeiteten Menge des Fasermaterials und dem Einbauort der Vorrichtung angewendet werden. Wenn beispielsweise die einzubringende Menge an Fasermaterial sehr klein ist, wird die Antriebskraft in ausreichender Weise manuell erlangt. Falls dagegen die einzubringende Menge groß ist, kann die oben angegebene An­ triebskraft zur Anwendung kommen, wodurch die Handhabung der Vorrichtung verbessert und die Bearbeitungskosten vermindert werden.

Die Fig. 13A und 13B zeigen eine Formvorrichtung mit einem Schneidmesser 9 als Schneideinrichtung, das außenseitig der vorderen Stirnseite der Formvorrichtung angeordnet ist. Durch dieses außenseitige Anordnen des Schneidmessers 9 kann das von der vorderen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses 2 ausgebrachte geformte Fasermaterial kontinuierlich zu Pellets zugeschnitten werden. Selbst wenn das Schneidmesser nicht außenseitig der Vorrichtung vorhanden ist, kann das Faser­ material durch sein Eigengewicht in Pellets oder durch Vorse­ hen des Schneidmessers innenseitig der Vorrichtung, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, geteilt oder zerschnitten werden. Durch Vorsehen des Schneidmessers 9 kann jedoch das Fasermaterial mit Sicherheit und Genauigkeit zu Pellets ge­ schnitten werden, wobei darüber hinaus die gewünschte Länge für die Pellets erlangt werden kann, indem die Geschwindig­ keit des Schneidmessers in geeigneter Weise gewählt wird.

Die Beispiele für die Gestalt des geformten/ausgetragenen Produkts können neben der Pelletgestalt eine Matten- oder Plattengestalt einschließen. Diese Ausgestaltungen können ohne Schwierigkeiten erlangt werden, indem die Formvorrichtung mit einer Matten- oder Plattenausbildungsmaschine verbunden wird.

Das von der Formvorrichtung ausgebrachte geformte Produkt kann durch einen Förderer transportiert und zu einer Matten- oder Plattengestalt durch Druckwalzen geformt werden. Das matten- oder plattenförmige Produkt ist in seiner Handhabung ausgezeichnet und ohne Schwierigkeiten mechanisch zu bearbeiten. Durch Mischen mit Erde wird es an einem Zerstreuen gehindert.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Formen von Abfallpapier enthaltendem Faser­ material, wobei das Fasermaterial durch eine Öffnung (1) in ein zylindrisches Gehäuse (2) einführbar, durch die Förderwirkung einer in dem zylindrischen Gehäuse (2) vorgesehenen Drehschnecke (3, 8, 13) zur vorderen Stirnseite des zylin­ drischen Gehäuses (2) transportierbar, durch ein an dieser Stirnseite vorhandenes, den vorderen Wellenzapfen der Drehschnecke drehbar lagerndes Form-/Austragselement (6) das zuführbare Fasermaterial zu einer bestimmten Gestalt komprimierbar und das komprimierte Fasermaterial von der Stirnseite nach außen ausdrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckengangteilung der Drehschnecke (8) oder die Schneckenkehlentiefe der Drehschnecke (13) kontinuierlich oder stufenweise in Richtung einer Annäherung an den vorderen Wellenzapfen der Drehschnecke geringer wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (6) von der Frontfläche der Drehschnecke (8) beabstandet und an der vorderen Stirnseite des zylin­ drischen Gehäuses (2) ein freier Raum ausgebildet ist, wobei der Querschnitt des Gehäuses in Richtung einer Annäherung an die vordere Stirnseite des Gehäuses ggf. kleiner wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses (2) mit linearen, zur Drehachse der Drehschnecke (8) parallelen Kehlen oder mit schraubenförmigen Kehlen ausgestattet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit-Einspritzeinrichtung (10, 12) an der Einführöffnung (1) oder der Mantelwand des zylindrischen Gehäuses (2) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein synchron mit der Drehschnecke (8) drehbares Schneid­ werkzeug (9) unmittelbar vor dem Form-/Austragselement (6) innerhalb des zylindrischen Gehäuses (2) und/oder eine Schneideinrichtung (9) außenseitig der vorderen Stirnseite der Vorrichtung vorgesehen ist.

6. Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung eines Dung absorbierenden Materials, eines Saat­ bettmaterials, eines Kompostmaterials oder eines Setzpflanzen­ materials zum Anbau von eßbaren Pilzen.