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Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen des Bastes, insbesondere von
Pflanzenstengeln Zur Gewinnung verspinnfähiger Pflanzenfasern müssen diese von den
Pflanzenstengeln getrennt werden, was meist mechanisch geschieht. Hierbei bleibt
ein großer Teil des Holzes an den Fasern haften, dessen Entfernung große Schwierigkeiten
bereitet.
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Handelt es sich um die Gewinnung des Fasermaterials von chemisch aufgeschlossenen
Pflanzenteilen, so hat die vorgängige chemische Aufschließung zwar zur Lösung der
Kittsubstanz, z. B. des Lignins, Pektins usw., geführt, doch besteht stets noch
eine verhältnismäßig ungleichmäßig feste Bindung eines großen Teiles des Holzes
mit den Fasern. Werden letztere z. B. durch Abspritzen entfernt, so gelingt die
Trennung des Holzes von den Fasern nur unvollständig, so daß ein großer Teil des
Fasermaterials mit den verholzten Stengelteilen verlorengeht. Außerdem wird zur
Durchführung dieses Verfahrens eine unverhältnismäßig hohe Wassermenge benötigt.
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Besonders schwierig gestaltet sich nach den erwähnten bekannten Verfahren
die Gewinnung des Fasermaterials, wenn es sich um lange Pflanzenstengel handelt,
deren Gewinnung in möglichst ungeknicktem Zustand und in ganzer Länge erwünscht
erscheint, um sie einem weiteren Verwendungszweck zuzuführen. Man mußte sich deshalb
bisher mit der Gewinnung der minderwertigen Schäben begnügen.
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Die Erfindung hat demgegenüber ein Verfahren zum Gegenstande, durch
das es gelingt, den Bast von den Pflanzenstengeln weitestgehend und mit
einem
hohen Anteil an Langfasern wie auch die Stengel unbeschädigt zu gewinnen. Hierzu
werden die durch den vorgängigen Aufschließungsprozeß noch feuchten Pflanzenteile,
Stengel od. dgl. möglichst in paralleler Lage einer Verteilervorrichtung zugeführt,
die die abgeteilten Mengen des Gutes zunächst auf ein umlaufendes und gleichzeitig
in hin und her gehende Bewegung gesetztes Förderband ausbreitet. Hierbei wird die
Verteilervorrichtung so gewählt, daß die Pflanzenstengel möglichst parallel nebeneinanderliegend
ausgebreitet werden, so daß sie in nur einer Schicht liegen. Von diesem ersten Förderband
wird das Behandlungsgut auf ein senkrecht hierzu laufendes weiteres Förderband abgelegt,
das vorteilhaft mit Unterbrechungen umläuft und von dem die Pflanzenstengel zwischen
Bürstenwalzen gelangen, die die Bastschicht von den verholzten Teilen trennen, um
dann Bast und verholzte Stengel getrennt abzuführen. Die Entbastung im Spalt der
Bürstenwalzen wird vorteilhaft mehrfach wiederholt, wobei die Stengel die Walzen
jeweils in entgegengesetzter Richtung durchlaufen. Die Fasertrennung wird durch
die Zuführung von Wasser begünstigt, das gleichzeitig zur Entfernung von etwa noch
anhaftenden Laugenresten dient.
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Gleichzeitig erstreckt sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens, die aus einem Walzengestell besteht, in dem Bürstenwalzen,
vorteilhaft drei oder mehr, übereinander in verstellbarem Abstand und so gelagert
sind, daß sie mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden können.
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Die Walzen sind als Hohlwalzen mit durchbrochenem Mantel ausgebildet
und tragen auf der Oberfläche Borsten oder Bürsten aus ähnlichem nachgiebigem Material.
Die Manteldurchbrechungen sind für den Austritt von Spritzwasser -bestimmt, das
durch die Walzenachse zugeführt wird.
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Für die Überleitung des Behandlungsgutes von den Förderbändern auf
die Bürstenwalzen sind vor denWalzenspalten Leitbleche, Einzugswalzen od. dgl. vorgesehtn.
An der Austrittsseite jeden Walzenspaltes dienen die Leitbleche zur Aufnahme der
entbasteten Stengel, während unter bzw. über diesen Leitblechen Auffangbleche für
das Fasermaterial angeordnet sind. Beide Bleche dienen gleichzeitig als Führungen
für das Spülwasser.
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Die entbasteten Stengel und das Fasermaterial werden getrennt abgeführt.
Die Stengel können z. B. nach Stengelstärke sortiert abgeführt werden, während das
Spülwasser einem Sammelbehälter zugeleitet wird, um hieraus die Langfasern abzusondern
und schließlich auch die Kurzfasern zu gewinnen.
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Die Verteilervorrichtung der zu entfasernden Stengel und die Förderbänder
sind vorteilhaft übereinander angeordnet. Es können auch mehrere Zuführungseinrichtungen'
auf nur einem die Bürstenwalzen beschickendes Förderband arbeiten, um deren gleichmäßige
Versorgung mit zu entbastendem Stengelmaterial zu gewährleisten. Das Förderband
ist zweckmäßig in verschiedener Höhe einstellbar, um jeweils auf den entsprechenden
Walzenspalt eingestellt werden zu können. Alle Zuführungseinrichtungen können miteinander
so gekuppelt sein, daß die Versorgung der Bürstenwalzen mit den Stengeln in mä@lichst
parallel gerichteter Stellung und zweckmäßig in nur einer Lage gesichert ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise die schematische Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens und ein Ausführungsbeispiel für Bürstenwalzen mit
zwei bzw. drei Walzen.
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Fig. i zeigt in schaubildlicher Anordnung den gesamten Aufbau für
die Entbastungsanlage, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Bürstenwalzen
und deren Beschickungsvorrichtungen, Fig. 3 und 4 veranschaulichen schematisch Anlagen
zur Stengelsortierung, Fig. 5 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch eine Bürstmaschine
mit zwei Walzen und Fig. 6 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Walzengestell
mit drei Bürstenwalzen.
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Mit io ist eine Verteilervorrichtung, z. B. für zu entbastendes Stengelmaterial,
bezeichnet, die als Behälter mit einem dreiflügeligen Verteilerrad i i ausgebildet
ist, durch das die Stengel, die in Richtung des Pfeiles X in den Behälter gelangen,
in abgeteilten Portionen durch die verschließbare Öffnung 12 abgegeben werden können.
-1,"on dort gelangen die Stengel in möglichst paralleler Lage zueinander auf ein
unter der Öffnung 12 umlaufendes Förderband 13, das neben der fortlaufenden Umlaufbewegung
als Ganzes auch in den Richtungen des Doppelpfeiles Y hin und her schwingen kann.
Senkrecht zu dem Förderband 13 und unterhalb von diesem ist an dessen einem Ende
ein weiteres schwenkbares Förderband 14 angeordnet, das zur Überleitung der zu entbastenden
Stengel in den Spalt der Bürstenwalzen dient. Das Förderband 13 gibt die Stengel
auf das Förderband 1.4 kontinuierlich oder auch absatzweise ab, immer jedoch so,
daß die Stengel ihre parallele Lage zueinander beibehalten und möglichst in nur
einer Schicht ausgebreitet in den Spalt der Bürstmaschine gelangen. Der Antrieb
des Förderbandes 1.4 känn mit dem.Antrieb der Verteilervorrichtung io, i i gekuppelt
sein.
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Die Bürstmaschine besteht bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
aus den drei übereinander angeordneten Walzen 15, 16 und 17, die jeweils gegenläufig
angeordnet sind. An der Austrittsseite ist ein Förderband 18 zur Aufnahme der Stengel
vorgesehen, die die Bürstmaschine verlassen.
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An der Zuführungsseite ist vor dem Spalt zwischen den Bürstenwalzen
15 und 16 ein Paar Zuführungs- bzw. Haltewalzen i9 vorgesehen, die gegebenenfalls
über ein weiteres Zuführungsblech 2o das zu entfasernde Material dem Walzenspalt
zuführen. In der Förderrichtung hinter dem Walzenspalt ist ein Leitblech 21 für
die austretenden entbasteten Stengel angeordnet, während über und unter diesem Auffangl>leche22
mit rinnenförmigem Ansatz 23 so am Maschinengestell hefestigt
sind,
daß sie die abgetrennten bzw. durch die Zentrifugalkraft abgeschleuderten Fasern
aufnehmen und der Auffangrinne 23 zuleiten. Die zwischen den Walzen 15, 16 entbasteten
Stengel gelangen über das Leitblech 21 auf das Förderband i8 und von diesem nach
Durchlauf durch weitere Einzugs- bzw. Haltewalzen 24 zwischen den Walzen 16 und
17 hindurch auf ein Leitblech 25. Auch für diesen Arbeitsgang sind Auffangbleche
22 mit rinnenförmigen Ansätzen 23 zur Faserableitung vorgesehen.
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Die entfaserten Stengel und die abgetrennten Fasern werden jede für
sich mit dem Spülwasser abgeleitet und für die weitere Verarbeitung sortiert. Hierzu
können beispielsweise Vorrichtungen gemäß Fig.3 und 4 dienen, die aus wannenförmigen
Behältern 26 bestehen, durch die zwei oder drei Förderbänder 27 geleitet sind. Diese
überdecken sich teilweise, so daß sich die dickeren Stengel bzw. Fasermassen beim
Überlaufen des Spülwassers auf ihnen absetzen können. Die Förderbänderführen dann
das Gut aus dem Behälter 26 heraus, um es Trockenvorrichtungen oder einer sonstigen
weiteren Bearbeitung zuzuführen. Statt der Förderbänder 27 können auch sonstige
Sortier- bzw. Transportmittel zur Trennung des Stengel- und Fasermaterials vom Spülwasser
Anwendung finden.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 zeigt schematisch ein Aggregat mit zwei
Bürstenwalzen, bei dem die zu entbastenden Pflanzenteile über ein Förderband 28
durch die Haltewalzen 29 und Bürstenwalzen 30, 31 gelangen. Der Antrieb der Walzen
erfolgt mittels des Motors 32 über Riemen 33. An der Austrittsseite ist ein Prall-
bzw. Leitblech 34 vorgesehen. Die gewonnenen Fasern bzw. Stengel werden in den Behälter
35 geleitet, aus dem beispielsweise über Siebe 36, 37 eine Trennung in Lang- und
Kurzfasern erfolgen kann.
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Die Walzenanordnung gemäß Fig.6 entspricht der schematischen Wiedergabe
in Fig. i und 2. Die Walzen 15, 16, 17 sind als Hohlwalzen ausgebildet, deren Oberfläche
mit Borstenbündeln 38 besetzt sind. Der Walzenmantel weist Durchbrechungen 39 für
den Durchtritt von Spülwasser auf, das axial durch die Rohrleitungen 40, 41, 42
zugeführt wird. Diese Rohre sind im. Inneren der Walzenmäntel, zweckmäßig in der
Nähe der inneren Mantelseite, mit Bohrungen 43 versehen, die in der Anordnung etwa
den Durchbrechungen 39 der Walzenmäntel entsprechen. Diese Anordnung, die
jedoch für die Durchführung des erfinderischen Verfahrens auch in anderer Form ausgebildet
sein könnte, dient zur Ersparnis von Spülwasser unter gleichzeitiger Erzielung einer
möglichst guten Spülwirkung.
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Die Walzen 15, 16, 17 sind im Walzengestell 44
mittels verstellbarer
Lager 45, 46, 47 angeordnet. Die Einstellung erfolgt beispielsweise mittels Stellschrauben
48. Zwischen den Lagern 45, 46, 47 sind elastische bzw. federnde Glieder 49, 5o
angeordnet, mit denen es möglich ist, den Berührungsgrad bzw. die Eingrifftiefe
der sich gegenüberliegenden Borstenbündel zu verstellen. Die Einstellung richtet
sich nach dem Lösungsgrad des zu entfasernden Materials bei der vorgängigen Bearbeitung,
der Pflanzenart usw.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird an folgenden Ausführungsbeispielen
erläutert: Das zu entfasernde Material wird mittels des Verteilerrades i i portionsweise
auf das Förderband 13 abgelegt, dessen Antrieb so geschaltet ist, daß die bei 12
austretenden Stengel parallel zueinander absatzweise auf das Förderband 14 abgegeben
werden. Von hier aus gelangen die Stengel mit der Samenseite voran zwischen die
Haltewalzen i9, die mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen wie das Förderband
14, über das Leitblech 2o zwischen die Bürstenwalzen 15 und 16. Diese haben eine
Umfangsgeschwindigkeit, dieetwa 3o-1>is -.omal und mehrhöher ist als die derHaltewalzen.
DieDrehzahl der Walze 15 beträgt etwa 17oo, die der Walze 16 etwa 1400 Umdrehungen
pro Minute. Durch die Differenz der Walzendrehzahl und die geringere Geschwindigkeit
der Haltewalzen i9 wird eine Bürstwirkung und ein vorübergehendes Festhalten der
zu bearbeitenden Stengel erreicht, so daß diese in entfasertem Zustand aus dem Walzenspalt
austreten. Hierbei werden die Stengel durch die hohe Walzendrehzahl aus dem Walzenspalt
heraus auf das Leitblech 2i geschleudert, während die Fasern unter der Wirkung der
Zentrifugalkraft gegen das Leitblech 22 prallen.
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Die Stengel überlaufen das Ende des Leitblechs 21 und fallen auf das
Förderband 18, um in gleicher Weise, jedoch mit dem Wurzelende zuerst, zwischen
die Walzen 16 und 17 zu gelangen, deren Antriebsgeschwindigkeit auf Grund der Anordnung
gemäß Fig. 6 entsprechend einstellbar ist. Die zum zweiten Male entbasteten Stengel
gelangen dann auf das Leitblech 25, die Fasern ebenfalls auf das Prallblech 22.
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Das zu bearbeitende, von der vorgängigen Aufschließung noch feuchte
Material wird beim Durchlaufen durch die Bürstmaschine durch Spülwasser befördert,
das aus den Bürstenwalzen durch deren Öffnungen 39 austritt und über die Prall-
bzw. Leitbleche 21, 22 fließt, wodurch der Transport der Stengel und Fasern wesentlich
erleichtert wird. Es kann auch noch zusätzlich Spülwasser über die Leitbleche zugeführt
werden. Der Wasserstrom mit dem Stengel- bzw. Fasermaterial wird in die Behälter
26 geleitet, um dann die Trennung in der bereits beschriebenen Weise durchzuführen.
Das zugeführte Wasser dient gleichzeitig zum Auswaschen. etwa von der Aufschließung
noch vorhandener Laugenreste. Es kann als Frisch- oder Umlaufwasser zugeführt werden.
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Durch das beschriebene Verfahren und die dargestellten Vorrichtungen
ist die Erfindung nicht beschränkt. Es können auch andere dem jeweiligen Arbeitsgang
angepaßte Vorrichtungen Verwendung finden.
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Erfindungsgemäß können Faserpflanzen aller Art entbastet bzw. entfasert
werden. Besonders geeignet ist das Verfahren zur Bearbeitung langer Stengel von
Flachs, Hanf, Ramie u. dgl. Es lassen sich jedoch auch Sisal, Rinden von Weiden
und Maulbeerruten
und alle sonstigen Faserpflanzen, gegebenenfalls
in Anpassung an die Pflanzenstruktur, bearbeiten.
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Den hauptsächlichsten Vorteil erbringt der Erfindungsgegenstand jedoch
bei der Gewinnung der Bastfaser von Flachs und Hanf. Hierbei wird neben den Langfasern
auch das kurzfaserige Material gewonnen und es gelingt ferner, die verholzteil Stengelteile
ungeknickt zu erhalten. Es ist damit möglich, diese Bastpflanzen als Ganzes zu hochwertigen
Produkten zu verarbeiten, denn die Stengel stellen ein hochwertiges Flechtmaterial
dar. Sie können auch nach entsprechender Behandlung als Bürstenbesatz verarbeitet
werden. Die gewonnenen Fasern sind auf Grund der hohen Faserlänge ein wertvolles
Textilrohmaterial.
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Die Walzenbreite und die Breite der Förderbänder sind einander angepaßt.
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der zugeführten Stengel über die ganze
Breite des Förderbandes 14 zu erreichen, können auch mehrere entsprechend angeordnete
Förderbänder 13 mit Zuführungsvorrichtungen io zur Beschickung des Förderbandes
14 vorgesehen sein.