DE602004010075T3

DE602004010075T3 - Verfahren zur herstellung eines wachstumssubstrats

Info

Publication number: DE602004010075T3
Application number: DE602004010075T
Authority: DE
Inventors: Lucas LANGEZAAL
Original assignee: VAN DER SLUIS CIGAR MACHINERY BV
Current assignee: VAN DER SLUIS CIGAR MACHINERY BV
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2024-02-11
Also published as: NL1022683C1; NL1023354C2; ES2297381T5; US7712252B2; CA2514671C; DE602004010075T2; MA27656A1; EP1599088B1; DK1599088T4; DE602004010075D1; ATE377939T1; EP1599088B2; WO2004071176A1; DK1599088T3; EP1599088A1; PT1599088E; JP2007528697A; US20060248795A1; ES2297381T3; CA2514671A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kulturmediums auf dem Pflanzen wachsen können.
Die Verwendung von Kulturmedien ist in der Praxis allgemein bekannt, zum Beispiel im Gartenbau. Insbesondere in der Gewächshaus-Kultivierung werden Kulturmedien allgemein zum Keimen von Saatgut und zum Wachsen von Pflanzen verwendet. Ein bekanntes Verfahren zum Erstellen eines Kulturmediums ist in der Niederländischen Patentanmeldung NL-1,017,460 beschrieben. Diese Anmeldung offenbart, dass ein organisches Grundmaterial mit einer polymerisierbaren Mischung gemischt wird, wonach die polymerisierbare Mischung polymerisiert wird. Jedoch benötigt dieses Verfahren das Hinzufügen eines Schaummittels, falls es erwünscht ist, dass die Polymermatrix eine offene Struktur aufweist. Dies wird im Allgemeinen der Fall sein, da es seine Wasserabsorption erhöht. Jedoch ist die Beschaffenheit des Kulturmediums durch dieses Verfahren sehr fest und dies kann nicht durch einen Ausgleich mit der Anzahl des Polymers verbessert werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren bereitzustellen, durch das ein Kulturmedium hergestellt werden kann, das eine gebundene, aber offene Struktur aufweist.
Es ist eine spezielle Aufgabe der Erfindung ein Kulturmedium mit einer Beschaffenheit bereitzustellen, die im Wesentlichen die gleiche ist, wie die Beschaffenheit des Grundmaterials.
Die Aufgabe der Erfindung ist schließlich ein Verfahren bereitzustellen, durch das ein umweltverträgliches Kulturmedium erhalten werden kann.
Um zumindest eine der vorgenannten Aufgabe zu erreichen, stellt die Erfindung ein Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, bereit.
Durch ein derartiges Verfahren wird ein Kulturmedium erhalten, mit einer Beschaffenheit, die im Wesentlichen die gleiche ist, wie die Beschaffenheit des originalen Grundmaterials. Auch die Struktur des Kulturmediums ist im Wesentlichen die gleiche wie die Struktur des originalen Grundmaterials.
Durch diese Eigenschaften des Kulturmediums, welches durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird, ist das Kulturmedium sehr geeignet für Wurzelwachstum. Das Kulturmedium, welches durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird ist auch sehr geeignet, um zum Keimen von Saatgut und um zu Kultivieren von Pflanzen verwendet zu werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Besonderen Vorzug wird auf ein Verfahren gelegt, bei dem die Menge des Bindemittels maximal 25 Gewichts-% beträgt, bevorzugt maximal 15 Gewichts-%, besonders bevorzugt maximal 10 Gewichts-%, noch bevorzugter maximal 7 Gewichts-%, ganz besonders bevorzugt maximal 5 Gewichts-% und am bevorzugtesten maximal 4 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials. Auf diese Weise wird eine gute Bindung des Grundmaterials erreicht, so dass es nicht zerfällt, wobei die Struktur des Kulturmediums offen ist, so dass es das Wurzelwachstum nicht hemmt.
Ein weiteren Vorzug wird erhalten, wenn das partikuläre Grundmaterial eine maximale Größe von 10 Millimeter, bevorzugt ein Maximum von 5 Millimeter, besonders bevorzugt ein Maximum von 2 Millimeter und ganz besonders bevorzugt ein Maximum von 1 Millimeter aufweist. Dies trägt an einem Kulturmedium mit einer geeigneten Struktur für Wurzelwachstum bei.
Damit das Kulturmedium unmittelbar nach seiner Herstellung verwendet werden kann, wird eine formgebende Behandlung nach dem Mischen der Ausgangsmaterialien in Schritt a) durchgeführt. Eine derartige formgebende Behandlung kann zum Beispiel aus Formen des Materials in einem zylindrischen Stab bestehen. Ein Teilen von diesem in geeignete Längen, stellt ein wannenförmiges Kulturmedium zur bequemen Verwendung im Gartenbau bereit. Sie sind als „Kulturstecker” bekannt. Andere Formen sind auch möglich, wie Kulturmatten oder Kulturblöcke. Derartige Formen sind in der Praxis allgemein bekannt, zum Beispiel in Gewächshaus-Kultivierungen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das organische Grundmaterial aus der Gruppe bestehenden aus Torf, Kompost, Kokosnussfasern, Kokosnussgranulat, Hanffasern, Stroh, Gras, Sägemehl, Kaffeesatz, organischen Abfällen, Resten der Tierfutterindustrie und Resten der Papierindustrie ausgewählt wird. Derartige organische Startmaterialien sind im Allgemeinen verfügbar und müssen sich keiner weiteren Bearbeitung unterziehen. Die vorliegende Erfindung trägt daher zur Wiederverwendung von organischem Abfall bei.
Die Erfindung ist weiter vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Grundmaterial aus der Gruppe bestehenden aus Ton, Erde, Perlit, Steinwolle und andere inerte anorganische Materialien ausgewählt wird. Dies stellt sicher, dass anorganische Materialien wiederverwertet werden.
Erwärmen des Bindemittels gemäß Schritt b) des Verfahrens gemäß der Erfindung findet mittels Dampf statt. Wenn Dampf, vorzugsweise trockener Dampf der Mischung aus Schritt a) hinzugefügt wird, kann eine schnelle Erwärmung der Mischung erreicht werden. Insbesondere wenn sogenannter trockener Dampf (das ist Dampf, der nur Wasser in der Gasphase enthält und kein kondensiertes Wasser) hinzugefügt wird, kann eine effektive Erwärmung der Mischung sichergestellt werden. Es vermeidet ein extensives Hinzufügen von Wasser. Es genügt eine Zufuhr von Niedrig-Druck-Dampf (zum Beispiel 0,5 bar Überdruck, Temperatur 112°C). Eine derartige Dampfzufuhr wird die Mischung innerhalb von wenigen Sekunden auf einer Temperatur von 100°C bringen. Natürlich hängt die Erwärmungszeit von der Menge an Dampf und der Menge an Mischung ab.
Da das Erwärmen schnell stattfinden kann, wird nur eine begrenzte Menge an Wasser der Mischung zugeleitet. Dampf kann einfach mittels Einspritzungsdorne (injection lances) in die Mischung eingebracht werden, wobei dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Dampfversorgung einfach sichergestellt ist und daher ein gleichmäßiges Erwärmen der gesamten Mischung. Ein Fachmann wird imstande sein, die Anzahl der Einspritzungspunkte und die Menge an Dampf zu optimieren.
Eine weitere Möglichkeit einer Erwärmung der Mischung, die in Schritt a) erhalten wird, ist die Verwendung von Magnetronstrahlung. Magnetronstrahlung hat den Vorteil, dass die Mischung ohne physikalischen Kontakt erwärmt werden kann. Jedoch müssen zufriedenstellende Maßnahmen getroffen werden, um ein Entweichen der Magnetrontronstrahlung von der Wärmeisolierung an die Umwelt zu verweiden. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Infrarotstrahlung. Der Nachteil ist hier, dass ohne weitere Maßnahmen, die äußere Schicht des Materials von Schritt a) schnell erwärmt wird, aber der Großteil der Mischung weniger schnell erwärmt wird. Die Wärmeleitung an den Großteil ist nur langsam. Dies ist begleitet durch den Nachteil, dass die äußere Schicht der Mischung, die schnell aufgewärmt wird, austrocknen kann. Erwärmen mittels Magnetronstrahlung verursacht nur einen geringen Grad von Austrocknen. Erwärmen mittels Dampf verursacht überhaupt kein Austrocknen.
Das Kulturmedium, das gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt wird, kann während Schritt c) mittels einer erzwungenen Zuführung von z. B. einem Gas oder einer Flüssigkeit gekühlt werden. Jedoch ist es auch möglich, den Übergang zur festen Form gemäß Schritt c) mittels nicht erzwungenen natürliche Abkühlen zu erreichen. Abhängig von der Umgebungstemperatur kann ein Kühlen auf diese Weise innerhalb weniger Minuten bis zu mehreren Stunden stattfinden.
Falls erzwungenes Kühlen nicht erwünscht ist, ist es möglich das Kulturmedium mit einer Abdeckung bereitzustellen. Eine derartige Abdeckung kann zum Beispiel aus dünnem Papier oder einer anderen ähnlichen, biologisch abbaubaren Material bestehen. Diese Abdeckung muss stark genug sein, während der Kühlperiode zu halten, bis das thermoplastische, biologisch abbaubare Polymer genügend verfestigt ist. Eine derartige Abdeckung kann zum Beispiel biologisch oder anders abbaubar sein. Das Material muss nur eine Beschaffenheit haben, so dass es nicht einfach während der Zeitdauer versagt, in der das Kulturmedium noch keine eigene Festigkeit entwickelt hat.
Es ist natürlich bevorzugt, dass das Bindemittel im Wesentlichen fest ist, wenn das Kulturmedium eine Umgebungstemperatur oder Arbeitstemperatur aufweist.
Der Schmelzbereich des thermoplastischen, biologisch abbaubaren Polymers liegt vorzugsweise bei Temperaturen, die von 20 bis 130°C, bevorzugt von 40 bis 120°C und besonders bevorzugt von 60 bis 100°C reichen. Das hergestellt Kulturmedium, das durch das Verfahren der Erfindung erhalten wird, wird dann eine gute Formbeständigkeit bei Raumtemperatur (ca. 18°C) aufweisen. Bei Arbeitstemperaturen über 20°C wird eine Schmelztemperatur des Polymers bevorzugt, die bei einer höheren Temperatur als die Arbeitstemperatur beginnt, so dass das Kulturmedium während der Verwendung mit einer gewünschten Formstabilität ausgestattet wird.
Das biologisch abbaubare Polymer kann jedes Polymer sein, das keine schädlichen Substanzen während seinem Abbau bildet. Eine Auswahl kann zum Beispiel aus folgender Gruppe getätigt werden:

1) biologisch abbaubare Polyester wie statistische, aliphatische, aromatische Copolyester, welche auf verschiedenen Monomere des Butandiol, Adipinsäure und Terephthalsäure basieren;
2) Polymilchsäure-Verbindung, einschließlich der A- und D-Variante;
3) Polyhydroxybutyrat (PHB) Verbindungen und Polyhydroxyalkanoat (PHA) Verbindungen; und
4) stärkehaltige Verbindungen.

Beispiele von geeigneten Vertretern aus den erwähnten Gruppen sind die folgenden: Polylmilchsäure, Stärke, Polyesteramid (BAC), Poly-ε-caprolacton (zum Beispiel das Produkt Mater BI von Novamont SpA in Italien).
Schließlich wird auf eine bevorzugte Ausführungsform des formgebenden Schritts Bezug genommen, wobei während des Formens eine partielle Kompression der Mischung erreicht wird. Diese Kompression findet vorzugsweise bis zu 99%, bevorzugt bis zu 95%, besonders bevorzugt bis zu 90% und ganz besonders bevorzugt bis zu 80% des ursprünglichen Volumens der Mischung statt. Auf diese Weise werden das Bindemittel und das Grundmaterial etwas besser vermischt, wobei dem Bindemittel gestattet wird effektiver um das Grundmaterial zu fliesen, als es ohne eine derartige Kompression der Fall wäre. Dies verbessert die Bindung der Teilchen des Grundmaterials. Die gleiche Menge an Bindemittel stellt eine bessere Bindung zwischen den Teilchen des Grundmaterials her oder um eine ähnliche Bindung zu erreichen, kann die Menge an Bindemitteln mit einer derartigen Kompression reduziert werden.
Die Erfindung wird nun in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform erläutert werden.
Die Figuren zeigen eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsformen, um das Verfahren auszuführen.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
4, 5 und 6 zeigen eine Variation eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
Identische Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren haben die gleiche Bedeutung.
1 zeigt wie eine untere Schicht 1 einen zweite Schicht 2, die darauf angeordnet ist, umfasst. Die erste Schicht 1 besteht aus einer Mischung an Grundmaterial und Bindemittel. Das Grundmaterial wird mindestens aus einem organischen oder anorganischen Material gewählt. Beispiele von organischen Materialien sind Torf, Kompost, Kokosnussfasern, Kokosnussgranulat, Hanffasern, Stroh, Gras, Sägemehl, Kaffeesatz, organischen Abfällen, Resten der Tierfutterindustrie und Resten der Papierindustrie. Beispiele von anorganischen Materialien sind Ton, Erde, Perlit, Steinwolle und andere inerte anorganische Materialien. Die Bezeichnung inerte anorganische Materialien bezieht sich auf ein entsprechendes Material, welches keine Reaktivität in der beabsichtigten Anwendung einbringt und keine schädlichen Effekte auf die Keimung von Saatgut oder auf die Pflanzen, die darin wachsen, aufweist.
Das Bindemittel ist ein thermoplastisches, biologisch abbaubares Bindemittel. Ein sehr geeignetes Beispiel eines Bindemittels ist ε-Polycaprolacton. Ein derartiges Material kann von Dow Chemikalien erhalten werden und wurde unter den Handelsnamen Tone Polymere auf den Markt gebracht. Ein derartiges ε-Caprolacton ist biologisch abbaubar und wird bei Temperaturen über ungefähr 60°C etwas schmelzen.
Die Schicht 2 besteht aus Grundmaterial. Zu diesem ist in dem gezeigten Beispiel kein Bindemittel hinzugefügt worden.
Die untere Schicht 1 hat zwei Seiten 3, 4. In einem formgebenden Vorgang wird die untere Schicht 1 gefaltet, so dass die Seiten 3, 4 aneinander stoßen und so dass die zweite Schicht 2 von der ersten Schicht umgeben ist. Dies ist auf der rechten Seitenhälfte von 1 dargestellt.
Obwohl in 1 die unter Schicht 1 als eine kohärente Schicht gezeigt ist, ist es klar, dass diese untere Schicht 1 zu einem großen Teil auch aus dem Grundmaterial besteht. Deshalb wird in der Praxis der Unterschied zwischen der unteren Schicht 1 und der oberen Schicht 2 weniger offensichtlich sein oder überhaupt nicht sichtbar sein.
Obwohl die Dicke der unteren Schicht 1 in 1 relativ vernachlässigbar ist, kann dies in der Praxis beträchtlich dicker sein. Die Eigenschaften des geformten Produkts, angezeigt durch den Buchstaben A in 1, wird von der Dicke der Schicht 1 abhängen. Die Eigenschaften des geformten Produkts A werden natürlich auch von der Menge an verwendetem Bindemittel abhängen.
2 zeigt eine Variation der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist. In der Ausführungsform gemäß 2, ist eine untere Schicht 1, die aus Grundmaterial und Bindemittel besteht, teilweise von einer zweiten Schicht 2 bedeckt. Auf der zweiten Schicht 2 wird eine dritte Schicht 5 bereitgestellt, die aus einem Grundmaterial und Bindemittel besteht. Die zweite Schicht 2 ist identisch mit der Schicht 2, die in 1 gezeigt ist.
Die obere Schicht 5 in 2 hat zwei Seiten 6, 7. Eine formgebende Behandlung der Konstruktion wie in 2 gezeigt, führt zu Produkt B. Hier werden die Seiten 3, 4 der unteren Schicht an die Seiten 6 bzw. 7 der oberen Schicht 5 angelegt. Beim Unterwerfen dieses geformten Produkts einer Behandlung in der das Bindemittel 6 flüssig, anhaftend und die Teilchen des Grundmaterials umgebend gemacht wird, werden die entsprechenden Seiten 3, 6 bzw. 4, 7 auch aneinander haften. Gemäß des Verfahrens der Erfindung wird daher ein Kulturmedium erhalten, mit einer kohärenten äußeren Schicht, welche aus Grundmaterial und Bindemittel und einer kohärenten inneren Schicht besteht, welche nur aus Grundmaterial besteht.
3 schließlich zeigt eine Schicht 1, welche aus Grundmaterial und Bindemittel besteht. Diese Grundschicht 1 wird der formgebenden Behandlung unterworfen, nach der Kulturmedium C erhalten wird, das vollständig aus Grundmaterial und Bindemittel besteht. Die Menge an Bindemittel ist vorzugsweise z. B. maximal 25 Gewichts-%, bevorzugt maximal 15 Gewichts-%, besonders bevorzugt maximal 10 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials, so dass ein Kulturmedium erhalten wird, dessen Beschaffenheit im Wesentlichen die gleiche ist wie die Beschaffenheit von dem Grundmaterial allein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Menge an Bindemittel maximal 7 Gewichts-%, bevorzugter maximal 5 Gewichts-% und am bevorzugtesten maximal 4 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials.
Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform gemäß einem Vorzug der Erfindung wie in den Figuren gezeigt und vorher beschrieben, begrenzt ist. Obwohl die Figuren nur einem Formgebung in einen Strang zeigen, ist es auch möglich, das Material gemäß der Erfindung in einer Gieß- bzw. Pressform (mould) herzustellen, zum Beispiel in der Form eines Würfels von, z. B. 10 × 10 × 10 cm, oder in barrenförmigen Pressformen von z. B. 100 × 20 × 10 cm, usw., wobei derartige Kulturmedien in großen Formen hergestellt werden. Dies kann bequem als Kulturmatten von Kulturblöcken, usw. in den so genannten Substrat-Kultivierung verwendet werden. Substrat-Kultivierung wird im Allgemeinen im Gartenbau eingesetzt, zum Beispiel, in der Kultivierung von Gewächshaus Gemüse, wie Tomaten, Pfeffer und ähnliches.
Eine Variation für die Herstellung zum Beispiel von Kultursteckern oder anders geformten Objekten, die mittels eines Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt wurden, ist in den 4 bis 6 gezeigt. 4 zeigt eine Pressform 8 mit einer Oberseite 9 und einer Unterseite 10. In der Pressform 8 werden durchgängige Löcher gemacht, um Öffnungen 11 an der Oberseite 9 und eine Öffnung 12 auf der Unterseite 10 zu bilden. Die Öffnung 11, an der Oberseite ist etwas größer als die Öffnung 12 auf der Unterseite 10. Die Löcher werden von der Oberseite mit einer Mischung von speziellem Grundmaterial und thermoplastischem, biologisch abbaubarem Bindemittel gefüllt. Dies kann durch Anwenden der Mischung unter Verwendung von zum Beispiel einem Schabemesser an der Oberseite 9 der Pressform 8 getan werden, wobei die Löcher gefüllt werden. Die Pressform kann optional auf einer konstanten erhöhten Temperatur gehalten werden, die derart ist, das das thermoplastische Polymer zumindest teilweise flüssig wird. Dies bewirkt, dass das Polymer und das Grundmaterial in der Pressform gebunden werden. Damit die Löcher in der Pressform 8 sauber gefüllt werden, wird die Pressform 8 vorzugsweise auf einem Grund angeordnet, so dass die Öffnungen 12 an der Unterseite 10 verschlossen sind.
In einem nachfolgenden Schritt wird die Pressform 8 umgekehrt, wobei die Oberseite 9 unten liegt und die Unterseite 10 oben liegt. Dies ist in 5 dargestellt. Es sind nur zwei Löcher in der Pressform 8 dargestellt; es dürfte jedoch offensichtlich sein, dass in der Praxis viele Löcher in der Pressform 8 bereitgestellt werden können. Unter der Pressform 8 ist ein Einsatz 13, so dass die Löcher in der Pressform 8 an Aussparungen in dem Einsatz 13 angepasst sind.
Kulturmedien in den Löchern in der Pressform 8 können nachfolgend nach unten von der Seite 10 der Pressform 8 gedrückt werden, wodurch das Kulturmedium in die Aussparungen in dem Einsatz 13 platziert werden.
Herauspressen der geformten Kulturmedien aus der Pressform 8 kann vereinfacht werden, wenn die Löcher eine gering konische Form aufweisen. Vorzugsweise ist die Öffnung an der Unterseite 10 geringfügig kleiner als die Öffnung an der Oberseite 9. Auf diese Weise erhält das Loch, das durch die Pressform 8 führt, eine konische Form. Wenn die Pressform 8 umgedreht wird (wie in 5 gezeigt), kann das geformte Kulturmedium leicht aus der Pressform 8 gepresst werden.
6 zeigt eine weitere Erläuterung des Schritts, um das geformte Kulturmedium aus dem Loch in der Pressform 8 herauszudrücken. Zu diesem Zweck wird ein Herausdrück-Element 14 über dem Loch 12 angeordnet. Dieses Herausdrück-Element 14 kann in die Richtung der Öffnung 11 herunter gedrückt werden, sozusagen durch das Loch in der Pressform 8, wodurch das geformte Kulturmedium aus dem Loch in der Pressform 8 herausgedrückt wird. Wenn die Pressform 8 auf den Einsatz 13 angeordnet wird, um damit in Kontakt zu sein, genügt es, dass das Herausdrück-Element 14 in die Öffnung 11 bewegt werden. Wenn das Kulturmedium in die Aussparung in dem Einsatz 13 eingebracht wird, kann das Ende des Herausdrück-Elements 14 immer noch in Kontakt mit der Oberseite des geformten Kulturmediums sein. Wie auch in 6 gezeigt, wird das Herausdrück-Element 14 mit einer Spindel (spindle) 15 versehen sein, die von dem Ende des Herausdrück-Elements 14 nach unten bewegt werden kann. In einer Ausführungssituation, wird die Spindel 15 wie durch die gestrichelten Linien mit Bezugszeichen 16 gezeigt angeordnet. Wenn das Ende des Herausdrück-Elements direkt über der Oberfläche des Kulturmediums angeordnet ist und die Spindel 15 eingesetzt wird, wird eine Öffnung in dem Kulturmedium (nicht gezeigt) gebildet. Dies vereinfacht die Anordnung von zum Beispiel jungen Pflanzen, Stecklingen, Saatgut oder ähnliches in dem Kulturmedium enorm. Wenn dieser Schritt zur Bildung einer Öffnung in dem Kulturmedium ausgeführt wird, während die Temperatur noch in der Schmelzregion des Polymers oder darüber ist, wird die Öffnung bei Kühlung intakt bleiben.
In den Figuren ist die Verjüngung der Löcher übertrieben. In der Praxis kann der Unterschied zwischen der Größe der Öffnungen 11 und 12 sehr viel kleiner sein, so dass die Erleichterung des Herausdrückens des Kulturmediums aus der Pressform 8 aufrecht erhalten wird.
Erwärmen des Bindemittels, um es zu verflüssigen, kann auf verschiedene Weise stattfinden. Wie bereits oben erwähnt, ist die bevorzugte Erwärmung mit Hilfe von Dampf. Zu diesem Zweck kann Dampf in die Mischung mittels Einspritzungsdorne eingespritzt werden, so dass, abhängig von den Einspritzungspunkten, eine gleichmäßige Erwärmung der Mischung erhalten wird. Ein Fachmann wird imstande sein, die Anzahl der Einspritzungspunkte sowie die Menge an Dampf zu bestimmen um eine ausreichende Erwärmung der Mischung sicherzustellen. Vorzugsweise wird trockener Dampf verwendet, sozusagen Dampf von dem kondensiertes Wasser entfernt wurde. In einer geeigneten Ausführungsform ist es leicht möglich, innerhalb ein paar Sekunden eine Temperatur der Mischung von ca. 100°C zu erreichen. Dies ist möglich, sogar wenn die Mischung eine Schichtdicke von bis zu 10 cm und mehr aufweist. An diesem Ende kann zum Beispiel Dampf mit einem Druck von 0,5 bar Überdruck und einer Temperatur von 112°C verwendet werden. Wegen der größeren Wärmekapazität des Dampfes wird nur eine geringe Menge nötig, um die Mischung zu erwärmen.
Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von infraroter Strahlung. Eine weitere Möglichkeit ist ferner die Verwendung von Magnetronstrahlung. Die Beschaffenheit des Bindemittels muss dann derart sein, dass es möglich ist, diese mittels Magnetronstrahlung zu erwärmen. Das Bindemittel muss auch indirekt durch Wärmetransfer über Wasser, welches in der Mischung vorhanden ist und durch die Magnetronstrahlung erwärmt ist, erwärmt werden.
Falls der äußere Kranz des Kultursteckers, wie in 1 und 2 gezeigt, mit Bindemittel ausgestattet wird, aber der Kern nur aus Grundmaterial besteht, ist es ziemlich leicht Pflanzen in das lose Innere des Steckers ohne Steckerauflösung einzuführen.
Als biologisch abbaubare Polymere können alle Polymere verwendet werden, die keine schädlichen Substanzen während des Abbaus bilden. Das bedeutet, dass die Abbauprodukte keine Komponenten enthalten dürfen, die schädlich für Pflanzen und Tiere sind. Es ist möglich biologisch abbaubare synthetische Polymere oder biologisch abbaubare Biopolymere zu verwenden. Kombinationen davon sind auch möglich. Allgemein können die Polymere gewählt werden aus:

1) biologisch abbaubare Polyester wie statistische, aliphatische, aromatische Copolyester, welche auf verschiedenen Monomere des Butandiol, Adipinsäure und Terephthalsäure basieren;
2) Polymilchsäure Verbindung, einschließlich der A- und D-Variante;
3) Polyhydroxybutyrat (PHB) Verbindungen und Polyhydroxyalkanoat (PHA) Verbindungen; und
4) stärkehaltige Verbindungen.

Derartige Polymere können zum Beispiel gewählt werden aus: Polylmilchsäure, Stärke, Polyesteramid, Polycaprolacton.
Die Größen des Kulturmediums können weitgehend variiert werden. Zum Beispiel kann das Medium eine Form und eine Größe haben, die immer exakt in die Aussparung in einem Kulturblock passt. Geeignete Dimensionen sind Stecker mit einem Durchmesser von 13 mm, 20 mm und 28 mm. Diese werden in der Praxis verwendet.
Einige der Polymere haben hydrophoben Effekt. Da jedoch das Kulturmedium, das gemäß dem Verfahren hergestellt wird, nur Grundmaterial und Bindemittel umfasst, ist eine derartige hydrophobe Eigenschaft des Bindemittels in der Praxis ohne Effekt auf die Wasserabsorptionskapazität des Grundmaterials. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Menge an Bindemittel nicht ein Maximum an 25 Gewichts-% überschreitet.
Um die Benetzbarkeit des Grundmaterials enorm zu erhöhen, kann ein Oberflächenspannungs-Reduziermittel hinzugefügt werden, zum Beispiel WMC. Dies erhöht die Wasserabsorption des zu erhaltenden Kulturmediums.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kulturmediums, auf dem Pflanzen wachsen können, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: a) Mischen I: eines partikulären Grundmaterials, das mindestens aus einem organischen oder anorganischen Material ausgewählt wird, mit II: einem thermoplastischen, biologisch abbaubaren Bindemittel, b) Erwärmen mindestens des Bindemittels, um es zumindest teilweise zu verflüssigen, c) Kühlen der Mischung, um das Bindemittel im Wesentlichen zu verfestigen und wobei mindestens ein Teil des Grundmaterials mittels des Bindemittels verbinden wird, und wobei nach dem Mischen der Ausgangsmaterialien in Schritt a) und bevor das Bindemittel zumindest teilweise flüssig gemacht worden ist, eine formgebende Behandlung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Bindemittels maximal 25 Gewichts-% beträgt, bevorzugt maximal 15 Gewichts-%, besonders bevorzugt maximal 10 Gewichts-%, noch bevorzugter maximal 7 Gewichts-%, ganz besonders bevorzugt maximal 5 Gewichts-% und am bevorzugtesten maximal 4 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Grundmaterial aus der Gruppe bestehenden aus Torf, Kompost, Kokosnussfasern, Kokosnussgranulat, Hanffasern, Stroh, Gras, Sägemehl, Kaffeesatz, organischen Abfällen, Resten der Tierfutterindustrie und Resten der Papierindustrie ausgewählt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Grundmaterial aus der Gruppe bestehenden aus Ton, Erde, Perlit, Steinwolle und andere inerte anorganische Materialien ausgewählt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das partikuläre Grundmaterial eine maximale Größe von 10 Millimeter, bevorzugt ein Maximum von 5 Millimeter, besonders bevorzugt ein Maximum von 2 Millimeter und ganz besonders bevorzugt ein Maximum von 1 Millimeter aufweist.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: – eine erste Schicht Grundmaterial plus Bindemittel positioniert wird, wonach eine zweite Schicht Grundmaterial positioniert wird, und schließlich eine dritte Schicht Grundmaterial und Bindemittel positioniert wird; – wonach eine formgebende Behandlung derart durchgeführt wird, dass die erste und dritte Schicht an beiden Seiten der zweiten Schicht in Richtung zu einander bewegt werden, so dass die zweite Schicht vollständig von der ersten Schicht umgeben wird; – das Bindemittel mit dem Grundmaterial verflüssigt wird; und – das Bindemittel im Wesentlichen verfestigt wird, um das Grundmaterial mit der Schicht, welche die zweite Schicht umgibt, zu verbinden.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: – eine erste Schicht Grundmaterial plus Bindemittel positioniert wird, wonach eine zweite Schicht Grundmaterial angewendet wird; – wonach eine formgebende Behandlung durch Falten der ersten Schicht über die zweite Schicht durchgeführt wird, sodass die zweite Schicht vollständig von die erste Schicht umgeben wird; – wonach das Bindemittel mit dem Grundmaterial verflüssigt wird; und das Bindemittel im Wesentlichen verfestigt wird, um das Grundmaterial mit der Schicht, welche die zweite Schicht umgibt, zu verbinden.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) mittels einer erzwungenen Zuführung von z. B. einem Gas oder einer Flüssigkeit durchgeführt wird, oder mittels nicht erzwungenen natürliche Abkühlen.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kulturmedium in Gestalt eines Kultursteckers, einer Kulturmatte, eines Kulturblocks oder dergleichen geformt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der formgebende Behandlung eine Kompression bis zu 99%, bevorzugt bis zu 95%, besonders bevorzugt bis zu 90% und ganz besonders bevorzugt bis zu 80% des ursprünglichen Volumens der Mischung durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzbereich des thermoplastischen, biologisch abbaubaren Polymers bei Temperaturen liegt, die von 20 bis 130°C, bevorzugt von 40 bis 120°C und besonders bevorzugt von 60 bis 100°C reichen.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen in Schritt b) durch das Hinzufügen von Dampf zu der Mischung erreicht wird.