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Verfahren zur Herstellung von Füll- und Polstermaterialien aus Kiefernnadeln,
Anwendung des Verfahrens bei der Herstellung derartiger Materialien aus anderen
vegetabilischen Stoffen und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Füll- und Polstermaterial
aus vegetabilischen Stoffen. Sie ist u. a. zur Erzeugung sogenannter Waldwolle aus
Kiefernnadeln bestimmt, eignet sich aber auch zur Verarbeitung anderer vegetabilischer
Stoffe wie Stroh. Schilf u. dgl.
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Bei der Herstellung von Waldwolle ist bekannt, die Kiefernnadeln zu
dämpfen und anschließend zu zerfasern. Es ist auch bekannt, daß die Äste mit den
Nadeln gemeinsam gedämpft und die letzteren erst dann von den Ästen durch Wälzen
auf bewegten Sieben losgelöst «erden. Beide Verfahren besitzen Nachteile und arbeiten
nicht völlig befriedigend. Das Trennen der Nadeln vor dem Dämpfen durch Handarbeit
ist umständlich und zeitraubend, weshalb dieses Verfahren unwirtschaftlich verläuft.
Anderseits liefert (las gemeinsame Dämpfen der Aste mit den noch daran hängenden
Nadeln ein mehr oder weniger verunreinigtes Material, da mit dem reinen Wälzen der
Nadelzweige auf bewegten Sieben eine restlose Trennung aller Nadeln von den Zweigen
praktisch nicht erreicht wird und deshalb ein Nachlesen und Abzupfen der unvollkommen
getrennten Nadelzweige mit der Hand erforderlich wird. Das aber
erfordert
erneut erhebliche Aufwendungen, .welche das Fertigprodukt wesentlich verteuern.
Darüber hinaus aber ergibt dieses Verfahren auch sonst noch ein mehr oder weniger
verunreinigtes Material, da die dabei an den Asten sitzenden Schmutz- od. dgl. Beimengungen,
als auch die sich während der Behandlung von den Asten abscheidenden Bestandteile
in die eigentlichen Nadeln bzw. deren Verarbeitungsprodukte gelangen. Insbesondere
macht sich dieser Umstand auch noch bei der Extrakt- und Ülgewinnung bemerkbar,
welche als sehr wichtige Nebenprodukte in der Waldwollfabrikation beim Dämpfen der
Kiefernnadeln gewonnen werden. Alle diese Nachteile sollen dprch die vorliegende
Erfindung beseitigt werden. Letztere besteht im wesentlichen darin, daß die Kiefernnadeläste
innerhalb eines Behandlungsbottichs zunächst der Einwirkung einer bewegten Aufweich-,
Wasch- und Spülflüssigkeit unterworfen und anschließend durch eine mechanische Schlageinwirkung
von den Nadeln losgelöst werden und dann auch räumlich mit besonderen Mitteln voneinander
getrennt werden, wie dies nachstehend näher beschrieben wird.
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Die Kiefernnadelzweige werden also zunächst einem Wasch- und Spülprozeß
unterworfen, welcher das verschmutzte Rohmaterial reinigt. Dieses Einweichen der
Zweige bzw. Nadeln hat aber darüber hinaus den Zweck, letztere soweit zu lockern,
daß sie nur noch lose an den Zweigen hängen und nun leicht abgelöst werden können.
Die gemäß der weiteren Erfindung anschließende Schlagbehandlung entfernt in kürzester
Zeit selbsttätig praktisch sämtliche Nadeln von den Zweigen. Die räumliche Trennung
der Nadeln von den Zweigen wird dadurch noch besonders vervollkommnet, daß die Nadeln
durch Geflecht- oder Siebmulden nach unten abfallen, während die Aste in einer schraubenförmigen
rotierenden Schlagwelle am Ende der Schlägereinrichtung nach außen geschleudert
werden.
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Das Verfahren sieht auch eine räumliche Trennung von Zweigen und Nadeln
noch dadurch vor, daß die Sortierung mittels kamm- oder hechelartiger Einrichtungen
erfolgt. Dabei rechen bzw. scharren die Sortierwerkzeuge die größeren Aste und Zweige
von den feineren Nadeln ab.
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Als weiteres Verfahren für das räumliche Trennen der Nadeln von den
Zweigen ist noch die Anwendung einer Druck- oder Saugwirkung vermittels Luft dergestalt
vorgesehen, daß die Nadeln vermittels dieses Luftstromes bzw. ihrer dadurch hervorgerufenen
Fliehkraft aus dem Gemisch von Asten und Nadeln abgezogen werden, während die Astteile
infolge ihrer größeren Schwerkraft zurückbleiben. Es findet also gewissermaßen ein
Ausblasen der leichteren Nadeln vermittels Druck- oder Saugluft statt. Das Aufweich-,
Wasch- und Spülverfahren gemäß der Erfindung im Behandlungsbehälter ist aber nicht
nur für die Herstellung von Waldwolle aus Kiefernnadeln, sondern auch für die Erzeugung
von Füll- und Polstermaterial aus sonstigen vegetabilischen Stoffen gedacht, wie
Stroh, Schilf u. dgl. Die dabei stattfindende, Lösung der Bindestoffe- legt die
Faser in erwünschter Weise frei.
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Die Zeichnung zeigt schematisch in Fig. i . in der Ansicht, teilweise
in senkrechtem Längsschnitt, und in Fig. 2 in der Draufsicht ein Ausführungsbeispiel
einer zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Vorrichtung,
an Hand dessen das neue Verfahren nachstehend ausführlicher beschrieben werden soll.
Die Beschreibung ist dabei auf die Herstellung von Waldwolle aus Kiefernnadeln abgestellt,
die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf diesen Sonderfall.
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Der zur Ausführung des Verfahrens dienende Behandlungsbottich A enthält
zwei Abteilungen a und b zur Aufnahme der Einsatzbehälter c. Letztere besitzen einen
Siebdeckel d, Tragbügel e und einen ab- oder aufklappbaren Siebboden f. Die Behälter
c stehen innerhalb des Bottichs A auf Halteleisten g. Durch zwei Scheidewände
h, h' wird im. Bottich A
eine mittlere Durchgangskammer i gebildet,
in der eine umsteuerbare Förderschraube j oder sonstige Pumpeinrichtung angeordnet
ist, die ihren nicht gezeichneten Antrieb in geeigneter Weise von einem Elektromotor
oder einer Transmission aus erhält. Die Scheidewände h, h' lassen oben und
unten Durchgänge k, k' und 1, l' frei, durch welche die seitlichen
Abteilungen a und b mit der dazwischen liegenden Durchgangskammer
i in Verbindung stehen. In die Durchgangskammer i sind Schmutz-und Schlammfänger
yn eingesetzt bzw. herausnehmbar eingebaut. Sie bestehen aus Sieben, Drahtgeflechten
oder Gewebesäcken oder anderen geeigneten Filterstoffen bzw. Filtereinrichtungen
und ruhen auf Halteleisten n. Der Behandlungsbottich A ist noch mit einer Wasserzuführungsleitung
o und einer Wasserablaßöffnung o' versehen.
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B ist der Apparat zum Abschlagen bzw. Trennen der Nadeln von den Asten.
Er besteht aus einem feststehenden Behälter p, in welchem eine Schlagwelle
q umläuft. Die einzelnen Arme der Schläger r sind an der Welle q schneckenartig
angeordnet und drehbar befestigt. Die Schlägerblätter können somit derart schräg
eingestellt werden, daß sie sowohl schlagend als auch fördernd wirken, wobei das
Verhältnis der Schlag- zur Förderwirkung regulierbar ist. Ebenso sind die Schlagblätter
zweckmäßig auch radial an ihren Armen verstellbar, um ihren Abstand von der inneren
Behälterwand einstellen zu können. Der Antrieb der Schlägerwelle q erfolgt durch
einen Riemenantrieb s vermittels der Riemenscheiben t, kann aber antriebstechnisch
noch anders-Wie geregelt werden. Auf der Unterseite ist der Behälter p mit Durchbrechungen
versehen, die so bemessen sind, daß' sie den Durchtritt der von den Asten abgeschlagenen
Nadeln gestatten. An dem einen Ende ist über dem Behälter p ein Aufgabe-bzw. Fülltrichter
u angeordnet, an dessen Auslauf das Behandlungsgut ergriffen und dem Behälter p
zugeführt wird. Am anderen Ende ist der Behälter p mit einer Auswurfrinne w versehen.
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Die Kombination für das Verfahren d-er räumlichen Trennung der Aste
bzw. Zweige von den losgelösten
Nadeln vermittels Luftstrom ist
in der besonderen Skizze als Beispiel veranschaulicht. Man kann danach die Nadeln
schon innerhalb des Schlagbehälters mit Hilfe des Luftstromes ausblasen, während
die schweren Nadelzweige nach unten oder zur Seite ausgeschleudert werden. Man kann
aber auch einen nach unten verlaufenden Ablaufkanal am Ende des Schlagbehälters
einbauen und dann diesem Kanal den Luftstrom so zuführen, daß die Nadeln durch Roste
herausgeblasen werden, während die scliw-ereren, vom Luftstrom nicht erfaßten Zweigeteile
nach unten fallen.
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Die Einsatzbehälter c werden an der Füllstelle mit den zu einem geschlossenen
Block eingepreßten Kiefernnadelästen beschickt, was z. B. pneumatisch erfolgen kann.
Auch der weitere Transport des Behandlungsgutes bzw. der Behälter c geschieht unter
möglichstem Fortfall von Handarbeit weitgehend maschinell. Von der Füllstelle führt
zum Behandlunsbottich.-I eine Kranbahn x, deren Schiene über den' Abteilen
a, b sowie dem Aufgabetrichter u verläuft und unter Bildung einer
geschlossenen Schleife zur Füllstelle zurückführt, Eine an der Kranbahn x hängende
Greifvorrichtung, z. B. ein Demagzug, erfaßt jeweilig einen gefüllten Behälter c
am Tragbügel e und befördert ihn über den Behandlungsbottich A, wo er ihn in eine
der Abteilungen a und b einsetzt, worauf das andere Abteil in gleicher Weise beschickt
wird.
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Die Behandlungsflüssigkeit im Bottich A besteht aus gewöhnlichem Wasser
von normaler oder je nach Erfordernis erhitzter Beschaffenheit. Der Behandlungsflotte
können gegebenenfalls geeignete Chemikalien zugesetzt sein, wie Alkalien od. dgl.
Nach Einschalten der Förderschraube j wird die Behandlungsflüssigkeit innerhalb
des Bottichs A in Umläuf gesetzt, wobei die Strömung in den Abteilungen
a und b durch entsprechendes Umschalten der Förderschraube j abwechselnd
von unten nach oben und von oben nach unten gerichtet wird. Da Boden und Deckel
der Einsatzbehälter c durchlocht sind, strömt die Behandlungsflüssigkeit zwangsläufig
auch durch die Behälter c und durch deren Füllung. Dadurch werden die Kiefernnadeln
mitsamt den Ästen für die weitere Behandlung gut vorbereitet, insbesondere aufgeweicht
und in ihrem "Zusammenhalt gelockert. Die Nadeln sitzen nach dieser Behandlung nur
noch lose an den Ästen, so claß sie nun leicht und schnell abgeschlagen werden können.
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Die umlaufende Behandlungsflotte löst, reinigt und spült das Behandlungsgut
auch von anhaftendem Schmutz und sonstigen Verunreinigungen. Andere Bindestoffe,
wie sie z. B. in erhöhtem Umfang bei Schilf und Stroh vorherrschen, werden durch
diese Behandlung gleichzeitig gelöst, und die Faser wird freigelegt.
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Es wird mit diesem Prozeß für die weitere Verarbeitung ein äußerst
reines und zweckmäßiges Behandlungsgut geschaffen, aus welchem von vornherein alle
Unsauberkeiten ausgeschieden sind. Zum Auffangen des Schmutzes dienen die Schlammfänger
kn. Sie werden in die Durchgangskammer i eingehängt und die Strömung der
Flotte wird in der in Fig. i gezeichneten Pfeilrichtung eingestellt. Die Filterbehälter
in werden von Zeit zu Zeit herausgenommen, außerhalb des Behandlungsbottichs A entleert
und wieder eingesetzt, was je nach Bedarf wiederholt wird, also so lange wiederholt
wird, bis die Behandlungsflüssigkeit, der man notfalls auch Frischwasser zusetzen
kann, keine das Behandlungsgut beeinträchtigenden Schmutzrückstände und sonstige
Unreinigkeiten oder Bindestoffe mehr enthält. Die abgeschiedenen schlammigen Rückstände
werden an geeigneter Stelle gelagert. Sie bilden ein wichtiges Nebenprodukt, das
gegebenenfalls mit zugesetzten entsprechenden Chemikalien zu Düngezwecken, aber
auch als Beimischungsmaterial für Bauplatten, für Isolierzwecke usw. weiterverwendet
werden kann.
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Der Verbrauch an Behandlungsflotte ist äußerst gering, da sie durch
die je nach Bedarf vermittels der Schlammfänger vorgenommene Entfernung der Rückstände
ihre Brauchbarkeit behält und immer wieder verwendet werden kann. Es ist nur nötig,
den geringen natürlichen Abgang an Wasser von Zeit zu Zeit zu ersetzen und dabei
gegebenenfalls durch Zusatz von wenig Chemikalien die Flotte wieder aufzufrischen.
Auf diese Weise wird ganz erheblich an Wasser und Chemikalien gespart. Auch der
beträchtliche Kostenaufwand, welcher mit der Installierung besonders umfangreicher
Kläranlagen verbunden wäre, wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ganz vermieden
oder auf ein Minimum beschränkt. Der ganze Prozeß verläuft innerhalb des Behandlungsbottichs
A in einfachster Weise und in kürzester Zeit.
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Ein ganz wesentlicher Fortschritt dieser Vorbehandlung der Nadelzweige
und anderer vegetabilischer Faserstoffe besteht auch darin, daß die bisher notwendigen
besonderen umfangreichen Wasch-und Spüleinrichtungen entbehrlich werden.
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Die nun mit vorstehendem Verfahren gelockerten und gereinigten Kiefernnadelzweige
werden in den Abschlagapparat B.gebracht. Zu dem Zweck erfat die Greifvorrichtung
jeweils einen Einsatzbehälter c, hebt ihn aus dem Behandlungsbottich A heraus und
führt ihn an der Kranbahn x bis über den Aufgabe-bzw. Fülltrichter ü. Hier
wird der Klappboden f
des Behälters c geöffnet (Fig. i), so daß sein Inhalt
von selbst heraus und in den Auffangtrichter re rutscht, wo er durch geeignete Einrichtungen
ergriffen und in den Behälter p geleitet wird. Der geleerte Einsatzbehälter c gelangt
an der Kranbahn x wieder zur Füllstelle zurück, um von hieraus aufs neue seinen
Kreislauf anzutreten.
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Im Behälter p werden die Nadeln durch Schlagwerkzeuge r restlos von
den Ästen gelöst. Sie fallen nach dem einen Beispiel durch die im unteren Teil des
Behältermantels angebrachten Durchbrechungen nach unten heraus und werden im anderen
Fall durch Druck- oder Sauglufteinwirkung räumlich von den Ästen getrennt bzw. abgeblasen.
Die Äste selbst durchwandern unter dem Einfluh cler schraubenförmig angebrachten
schrägstehenden Schläger, welche nicht nur schlagend, sondern auch
fördernd
wirken, den Behälter p, an dessen anderem Ende sie entweder auf die Auslaufrinne
w ausgeworfen oder auch direkt nach unten befördert «-erden.
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Die Schlagwerke r können im übrigen starr oder gelenkig ausgebildet
werden. Es ist auch möglich, einige der Schlagwerkzeuge r mit bürsten- oder kammartigen
Abstreichern zu versehen, welche von Zeit zu Zeit vermittels einer exzenterartigen
Schaltung od. dgl. an die Wandung bzw. die Lochung des Behälters angedrückt werden.
Dadurch wird eine Reinigung der Behälterlochung beim Lauf der Schlägerwelle g von
Zeit zu Zeit bewirkt, soweit sich dies als notwendig oder zweckmäßig erweisen sollte.
Diese Reinigungseinrichtung kann aber auch aus einer lang durchgehenden besonderen
Abstreichschiene mit Bürsten- oder Kammaufsatz bestehen, welche in der Schlagwelle
eingelagert oder auf ihr aufgesetzt ist, aber nur zu gegebener Zeit vermittels einer
exzenterartigen Hebelwirkung an die Innenwandung der Schlagvorrichtung gepreßt wird,
sich hierbei natürlich zusammen mit der Schlägerwelle rotierend bewegt und so die
Reinigung bewirkt.
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Das Verfahren der räumlichen Trennung von Zweigen und Nadeln kann
auch noch weiter dadurch vervollkommnet werden, daß das Gemisch von Zweigen und
Nadeln nach dem Abschlagen der letzteren einer Sortierung mittels kamm- oder hechelartiger
Einrichtungen unterworfen wird. Dabei rechen bzw. scharren die Sortierwerkzeuge
die gröberen Äste und Zweige von den feineren Nadeln ab.
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Die Kiefernnadeln werden auch noch zum Zwecke der Gewinnung von ölen
und Extrakten einer Dampfbehandlung unterworfen, welche den Zweck hat, die harzigen
Bestandteile bzw. Klebestoffe aus dem Material herauszuholen. Die dabei im Behandlungsbehälter
nach unten abziehende Lauge wird durch bekannte Eindickungsverfa'hren usw. zu Kiefernnadelextrakt
verarbeitet, während der nach oben abziehende ölhaltige Dampf kondensiert und dann
das öl in ebenfalls bekannter Weise aus ihm abgezogen wird. Diese Extrakte und öle
sind sehr wertvoll und dienen vornehmlich der pharmazeutischen Industrie, stellen
also ein wichtiges Nebenprodukt dar, welches die Wirtschaftlichkeit eines Waldwollbetriebes
ganz erheblich zu steigern geeignet ist.
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Die Dämpfung der Nadeln wird praktischerweise zusammen mit den Zweigen
durchgeführt, wie das auch sonst bei reiner Gewinnung von Extrakten und ölen in
ausgesprochenen Herstellungsbetrieben dieser Art geschieht, zumal ja auch die Astteile
noch solche ätherischen Bestandteile aufweisen. Dieser Prozeß der Dämpfung läßt
sich im gleichen Behandlungsbottich A dadurch durchführen, daß letzterer mit einer
Dampfschlange v, einer Dampfzuleitung y und einem Dampfauslaß y' ausgerüstet wird.
Während der Dämpfung wird der Behandlungsbottich weiterhin mit einem dicht schließenden
Deckel z verschlossen. Das Dämpfen geschieht dann im Anschluß an die Wasserbehandlung,
nachdem die Behandlungsflüssigkeit durch den Ablaß o' aus dem Bottich A entfernt
wurde. Die abgelassene Flotte wird dabei in einen Aufnahmebehälter geleitet, aus
welchem sie nach Beendigung des Dämpfens ohne Verlust wieder in den Bottich A zurückgeführt
wird. Das Ablassen der Behandlungsflüssigkeit nach einem Reservebehälter und die
Zurückführung aus ihm wieder nach dem Behandlungsbottich kann mit der gleichen Förderschraube
oder sonstigen Pumpeinrichtung erfolgen, welche die Behandlungsflüssigkeit innerhalb
des Behandlungsbehälters bewegt.
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Die weitere Behandlung der Nadeln ist bekannt. Sie besteht nach ihrer
räumlichen Trennung von den Ästen in einem mechanischen Zerfaserungsprozeß mit anschließender
Trocknung. Letztere setzt sieb vorteilhaft zusammen aus einer Vortrocknung, die
z: B. in einer Schleuder erfolgen kann, und einer Endtrocknung, die in Trockentrommeln,
Hordentrockenapparaten oder auch in Bandtrocknern durchgeführt wird, welche mit
Dampf, Heißluft oder elektrischen Wärmeaggregaten gespeist werden.
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Bei der Verarbeitung von solchen vegetabilischen Ausgangsstoffen,
welche dicht zusammensinken, empfiehlt es sich, in den Einsatzbehältern c Zwischensiebe
anzuordnen. Die dadurch bewirkte Einlagerung des Gutes in mehreren Etagen bewirkt
eine Abkürzung der notwendigen Behandlungsdauer.