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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Kulturmedium für
Pflanzen auf der Grundlage von Holzfasern.
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Aus dem Patent Nr. 2 248 781 sind
bereits Kulturmedien für
Pflanzen auf der Grundlage von Holzfasern bekannt, in der die Fasern
als dichtgepackte Körner
oder Flocken agglomeriert sind, die als "Granofasern" ("granofibres") bezeichnet werden. Das
französische
Patent Nr. 2 193 350 betrifft ein Verfahren zur Herstellung dieser
Granofasern, nach welchem die Holzfasern einer Trockenbehandlung, nach
der sie zu relativ eng gepackten und dichten Aggregaten gebildet
werden, und anschließend
einer Nassbehandlung unterworfen werden, während der diese Aggregate zu
wirklichen faserartigen Granulaten werden.
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Die Granofasern sind zwar sehr zufriedenstellend,
jedoch bleibt der Nachteil eines relativ hohen Selbstkostenpreises
aufgrund der Dauer der Trockenbehandlung und anschließend der
Nassbehandlung bestehen, trotz der Verbesserungen, die das französische Patent
Nr. 2 193 350 in diesem Bereich bewirkt hat.
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Desweiteren schlägt das europäische Patent Nr.
0 147 349 vor, als Kulturmedium Holzfasern zu verwenden, die direkt
nach der Holzzerfaserung erhalten werden, ohne einer weiteren Behandlung
unterworfen zu werden.
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Diese anfänglich gequellten Holzfasern
weisen einen Nachteil auf, der hauptsächlich darin besteht, dass
sie, wenn sie im Hinblick auf ihre Formung oder ihren Transport
komprimiert werden, dazu neigen, miteinander zu agglomerieren, so
dass die Zwischenräume
zwischen den Fasern dauerhaft vermindert werden, was das Wachstum
der Wurzeln der Pflanzen stört.
Wenn die Fasern jedoch nicht oder nahezu nicht komprimiert werden,
bilden sie einen wenig kohärenten
Aufbau, der für
gewisse Kulturen schlecht geeignet ist, insbesondere für die sogenannte "hors sol"-Kultur.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Bereitstellung eines Kulturmediums, das einfach und
kostengünstig
hergestellt werden kann und das die vorstehend genannten Nachteile
umgeht oder zumindest beschränkt.
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Dieses Ziel wird dadurch erreicht,
dass das Kulturmedium gemäß der vorliegenden
Erfindung im wesentlichen Holzfasern umfasst, die durch Holzzerfasern
und Kochen mit Dampf erhalten wurden, und zumindest teilweise auf
sich selbst aufgewickelt und miteinander verhakt sind, gemäß dem Anspruch
1.
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Das Adverb "im wesentlichen" ist so zu verstehen, dass es bedeutet,
dass das Material praktisch ausschließlich Holzfasern umfasst, die
wenigstens teilweise auf sich selbst aufgewickelt sind, wobei der
Prozentsatz an Fasern, die nicht aufgewickelt sind, praktisch Null
ist und das Material gegebenenfalls außer den Fasern Hilfsprodukte
umfasst, die dazu bestimmt sind, dem Material besondere Eigenschaften
zu verleihen (Dünger
...).
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Die ursprüngliche Konformation der Fasern, die
in dem Kulturmedium gemäß der Erfindung
eingesetzt werden, ermöglicht
es, diesen eine Struktur zu verleihen, die sowohl luftdurchsetzt
als auch zusammenhängend
(kohärent)
ist.
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In der Tat verhalten sich die Fasern,
die aufgewickelt sind (als Ausgangspunkte für Verdrillungen oder Spiralen)
wie kleine Federn. Jedoch begünstigt die
Aufwickelung der Fasern deren Verhaken miteinander und die erhaltene
Struktur bildet eine Art von Watte, in der die Fasern zugleich durchmengt
und voneinander entfernt sind.
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Dies führt dazu, dass selbst wenn
die Fasern komprimiert sind, sie nicht miteinander agglomerieren
und die Zwischenräume,
in denen sich die Wurzeln der Pflanzen entwickeln können, zwischen
den Fasern erhalten bleiben. Im nichtkomprimierten Zustand umfasst
das Kulturmedium wenigstens etwa 50 Volumen-% Luft (bei pF1). Wie
im folgenden noch beschrieben wird, verlängert der Schritt des "Aufwickelns" die Produktionszeiten
und somit den Selbstkostenpreis des Kulturmediums nur wenig.
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Bevorzugt wird das Kulturmedium zu
komprimierten Kulturmassen in Schutzhüllen geformt. In der Tat kommen
gerade bei dieser Formung die Vorteile der besonderen Konformation
der Fasern in ihrer gesamten Bedeutung zum Tragen.
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In diesen Kulturmassen erhält man eine
bessere Durchlüftung
als in einem Material, das ausschließlich anfänglich aufgequellte, komprimierte
Fasern enthalten würde.
In der Tat zerdrücken
sich die aufgewickelten Fasern gegenseitig nicht so stark, und dies
führt zu
einer besseren finalen Durchlüftung des
Produktes.
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Die Schutrhüllen können aus Plastik oder aus biologisch
abbaubarem Material sein. Die Kulturmassen können in Stücke zerteilt werden, um viele Blöcke zu bilden,
die jeweils der Verwurzelung einer einzelnen Pflanze dienen. Diese
Kulturmassen dienen insbesondere der hors sol Kultur.
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Nach Verwendung der Massen können die Massen
ausgenommen werden, um die Fasern, die sie enthielten, freizusetren
und diese für
eine weitere Anwendung einzusetren, z. B. zur Abdeckung mit Stroh
oder zur Bodenverbesserung.
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In Abhängigkeit der Beschaffenheit
der Pflanzen (der Größe ihrer
Wurzeln), die auf dem Kulturmedium wachsen sollen, werden mehr oder
weniger grobfaserige Fasern ausgewählt. Im allgemeinen gilt, dass
je größer die
Fasern sind, desto größer sind die
Zwischenräume
zwischen den Fasern, und umso größer sind
die Wurzeln der Pflanzen, für
die das Kulturmedium geeignet ist. Die Größe der Fasern hängt von
der Intensität
der Holzzerfaserung und der Beschaffenheit des ausgewählten Holzes
ab. So neigen Laubbäume
dazu, kleinere Fasern als die Nadelbäume zu ergeben.
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Das Kulturmedium gemäß der vorliegenden Erfindung
kann gegebenenfalls Hilfsprodukte umfassen, die ihm bestimmte Eigenschaften
verleihen. Das Hilfsprodukt kann insbesondere einen Kulturdünger umfassen,
der für
den einen oder anderen Pflanzentyp geeignet ist. Ferner kann auch
ein Hilfsprodukt vorgesehen werden, das ein färbendes Mittel umfasst, was
von besonderem Interesse ist, wenn das Kulturmedium derart eingesetrt
werden soll, dass es zwar sichtbar, jedoch praktisch mit der Umgebung verschmolzen
ist. Insbesondere wenn die Umgebung Gras umfasst, so kann eine grüne Färbung gewählt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zum Erhalt eines Kulturmediums auf der Grundlage von Holzfasern,
umfassend einen Schritt des Zerfaserns von Holzstücken und
das Kochen mit Dampf, um die Holzfasern zu erhalten.
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Aus den französischen Patenten Nr. 2 193 350
und Nr. 2 248 781 ist ein Verfahren zum Erhalt eines Kulturmediums
auf der Grundlage von Holzfasern bekannt, bei dem die Fasern nach
dem Zerfasern zuerst einer Trockenbehandlung unterworfen werden,
die es ermöglicht,
diese als relativ eng gepackte faserige Aggregate zusammenzufassen,
anschließend
werden sie einer Nassbehandlung unterworfen, die dazu dient, diese
Aggregate zu konsolidieren, um ein Zusammendrängen der Fasern hervorzurufen,
was tatsächlich
einer Formung der Aggregate in Granulate entspricht. Das französische Patent
Nr. 2 193 350 beschreibt eine Behandlung von 2 Stunden, um ausgehend
von einer aufgequellten, faserartigen Masse faserartige Aggregate
zu erhalten, die anschließend
einer Nassbehandlung unterworfen werden können. Diese Nassbehandlung
besteht darin, eine Flüssigkeit
auf der Oberfläche
der faserartigen Aggregate aufzutragen und anschließend diese
Flüssigkeit
bei erhöhter
Temperatur trocknen zu lassen. Die Nassbehandlung selbst, einschließlich der
Trocknung, kann mehrere zehn Minuten andauern.
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Folglich ist die Dauer der Behandlung
der Fasern nach dem Verfahren aus dem vorstehend genannten Patent
relativ lang und kann mehrere Stunden erreichen. Auch wenn die Zeitdauer
des in dem französischen
Patent Nr. 2 193 350 beschriebenen Verfahrens bereits im Vergleich
zu jenen der früheren Verfahren
verkürzt
worden ist, ist sie immer noch erheblich, was dem Selbstkostenpreis
des Kulturmediums deutlich schadet.
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Das europäische Patent Nr. 0 147 349 schlägt vor,
ganz einfach die Fasern nach Austritt aus dem Zerfaserer zu verwenden.
Dieses Verfahren ist natürlich
sehr viel kürzer
als das vorhergehende, doch es weist den Nachteil auf, dass es zum
Erhalt eines Produktes führt,
das schwer handzuhaben ist. Insbesondere wenn die Fasern unmittelbar
nach der Entwässerung
gepresst oder komprimiert werden, neigen sie dazu, sich zu agglomerieren,
wobei sie aneinander kleben, und es ist anschließend schwierig, sie zu durchlüften, was
dem Wachstum von gewissen Pflanzen schadet. Wenn die Fasern andererseits
keiner Kompression unterworfen werden, bilden sie einen wenig kohärenten Aufbau,
der für
gewisse Kulturen schlecht geeignet ist.
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Die vorliegende Erfindung hat zum
Ziel, ein zugleich einfaches und kostengünstiges Verfahren bereitzustellen,
das es ermöglicht,
ein Kulturmedium zuverlässig
und ohne oder im wesentlichen ohne die vorstehend aufgeführten Nachteile
zu erhalten.
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Dieses Ziel wird dadurch erreicht,
dass das Verfahren gemäß der Erfindung
einen Schritt der Aufrollung der Fasern umfasst, der darin besteht,
die Fasern in einem Behältnis
nur umzurühren,
bis sie zumindest teilweise auf sich selbst aufgerollt sind und sich
so miteinander verhaken können.
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Auf an sich bekannte Art und Weise
wird das Zerfasern ausgehend von in Späne geschnittenen Holzstücken durchgeführt, wobei
die Späne
in Dampf bei Drücken
in der Größenordnung
von 6 bar bis 10 bar gekocht worden sind, bei Temperaturen in der Größenordnung
von 150°C
bis 180°C.
Nach dem Kochen werden die Späne
mürbe und
das Zerfasern als solches wird mittels Drehscheiben durchgeführt (z.
B. eine Rotorscheibe und eine Statorscheibe), die die Späne mittels
Scheren zerschneiden. Das Zerfasern selbst findet folglich in einer
Wasserdampf-gesättigten
Atmosphäre
und bei einer relativ hohen Temperatur statt.
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Gemäß der Erfindung werden die
Fasern nach Austritt aus dem Zerfaserer in ein Behältnis gegeben,
in dem sie nur umgerührt
werden, bis sie zumindest teilweise aufgerollt sind. Dieser Schritt
des Aufrollens ist schnell (z. B. 10 bis 20 Minuten) und kann unmittelbar
nach der Entwässerung
der Fasern durchgeführt
werden, die den Schritt des Zerfaserns abschließt. Der Schritt des Aufrollens
wird bevorzugt durchgeführt,
ohne dass flüssige
oder feuchte Vektoren eingesetzt werden, wobei die Raumfeuchtigkeit des
Behältnisses
einzig gegebenenfalls auf die Eigenfeuchtigkeit der Fasern zurückgeht.
Die Temperatur in dem Behältnis
kann in der Größenordnung
von 40°C
liegen.
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In gewissen Fällen kann es von Vorteil sein, nach
dem Schritt der Aufrollung einen Schritt der zumindest teilweisen
Trocknung durchzuführen.
In diesem Fall ist jedoch zu vermeiden, dass die Fasern ausgetrocknet
werden, was dazu führen
könnte,
ihre Fähigkeit
zur Retention und schrittweisen Restitution von Feuchtigkeit zu
verringern. Die Anmelderin hat festgestellt, dass eine Trocknung
mit Umluft bei einer Temperatur in der Größenordnung von 160°C bis 180°C während einiger
Sekunden sehr geeignet ist.
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Vorzugsweise besteht der Behälter, in
dem die Aufwicklung durchgeführt
wird, aus einer Trommel oder einem Zylinder, die gedreht werden.
Dieser Zylinder kann von der gleichen Art wie jener sein, auf den
in dem französischen
Patent Nr. 2 193 350 Bezug genommen wird. Mit einem zu 2/3 gefüllten Zylinder,
der derart gedreht wird, dass die Umfangsgeschwindigkeit in der
Größenordnung
von 80 m/Min. beträgt,
hat die Anmelderin festgestellt, dass es ausreicht, den Zylinder
während
einem Zeitraum von 10 bis 20 Min. (je nach Größe der Fasern) zu drehen, um ausreichend
aufgewickelte Fasern zu erhalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung
ist folglich sehr einfach und seine Dauer ist deutlich kürzer als
jene des Verfahrens, das in dem vorstehend genannten Patent beschrieben
wird. Mit einem solchen Zylinder können die Fasern während dem
Aufwickeln in einem Rohr mit einer Länge von 120 m unter der Einwirkung von
Umluft bei 160°C
getrocknet werden, wobei die Gesamtdauer des Durchgangs durch das
Rohr ungefähr
5 Sekunden beträgt.
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Es ist zu beachten, dass man den
Schritt der Aufwicklung dazu nutzen kann, um das Kulturmedium mit
einem Hilfsprodukt zu vermengen, beispielsweise einem Dünger, einem
Füllstoff
oder einem färbenden
Mittel. Diese Produkte können
auch nach diesem Schritt hinzugegeben werden.
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Somit reicht es bei feinen Fasern,
deren Durchmesser zwischen einigen Hundertstel-Millimetern und einigen Zehntel-Millimeter
liegt, aus, den Zylinder während
ungefähr
10 Minuten zu drehen, um aufgerollte Fasern zu erhalten, deren Wasserretentionsfähigkeit
in der Größenordnung
von 40 Volumen-% liegt. Mit mittleren Fasern, deren Durchmesser
zwischen einigen Zehntel-Millimeter und einem Millimeter liegt,
kann der Zylinder während
ungefähr 15
Minuten gedreht werden, um aufgerollte Fasern zu erhalten, deren
Wasserretentionsfähigkeit
in der Größenordnung
von 30 Volumen-%
beträgt.
Wenn schließlich
große
Fasern eingesetzt werden, deren Durchmesser zwischen 1 mm und einigen
Millimetern liegt, kann der Zylinder während 20 Minuten gedreht werden,
um aufgerollte Fasern zu erhalten, deren Wasserretentionsfähigkeit
in der Größenordnung
von 15 Volumen-% liegt. Allgemein wird eine Verweildauer der Fasern
in der Trommel in der Größenordnung von
10 bis 20 Minuten als durchaus zufriedenstellend angesehen. Die
Umfangsgeschwindigkeit der Trommel kann zwischen 70 m/Min. und 90
m/Min. betragen.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung darüber
hinaus einen Schritt der Formung, in dem die Fasern komprimiert
werden und zu Kulturmassen gebildet werden, die in Schutrhüllen eingeführt sind.
In diesem Fall, und vor allem wenn die Schutrhüllen aus nichtporösem Plastikmaterial
bestehen, stellt der Schritt der Trocknung eine äußerst wünschenswerte Voraussetzung
dar.
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Die Vorteile der Erfindung machen
sich am stärksten
bemerkbar, wenn das Kulturmedium zu Kulturmassen geformt wird. In
diesem Fall behält
das Kulturmedium nämlich
eine ausreichend poröse Struktur
bei (in der die Zwischenräume
zwischen den Fasern ausreichend erheblich sind), um eine gute Durchlüftung des
Kultur mediums, eine einfache Wiederbefeuchtung des Kulturmediums
und insbesondere eine hervorragende Verwurzelung der Pflanzen zu ermöglichen,
wobei das Kulturmedium gleichzeitig den Vorteil der Kohärenz aufweist,
der es möglich macht,
die Kulturmassen für
die hors sol Kultur einzusetzen, wobei sie sowohl in einem einzigen
Stück als auch
blockweise geschnitten eingesetzt werden können.
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Zur Durchführung dieses Formungsschrittes können die
Fasern nach dem Schritt der Aufrollung und der Trocknung bei Drücken in
der Größenordnung
von 20 bar gepresst werden, und das gepresste Material kann in Schutzhüllen eingeführt werden,
beispielsweise in Schutzhüllen
aus Plastik. Wenn die Schutzhüllen
nicht zuvor belüftet
worden sind, reicht es für
den Einsatz aus, die Schutzhüllen
an Stellen durchzustechen, so dass der direkte Kontakt zwischen
den Wurzeln der Pflanzen und dem Kulturmedium und die einfache Wiederbefeuchtung
des letzteren ermöglicht
wird.
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Gegebenenfalls kann am Ende des Schrittes der
Aufrollung eine Klassifizierung der Fasern durchgeführt werden.
Diese Klassifizierung ermöglicht
es, zu feine, schlecht aufgerollte oder isolierte Fasern abzutrennen,
beispielsweise im Hinblick darauf, sie im Aufrollungsbehältnis durch
andere Fasern, die frisch aus dem Zerfaserer stammen, zu ersetzen.
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Je nach den Anwendungen kann ein
mehr oder weniger weiches Holz ausgewählt werden. Für gewissen
Anwendungen wird bevorzugt Splintholz eingesetzt.