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Verfahren zur Behandlung von Torf Die Erfindung 11>--zieht sich auf
ein Verfahren zur Behandlung von Torf.
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Der in der Natur vorkommende moornasse Torf ist nicht einheitlich.
Die Bim Moor tiefer liegenden Schichten haben @die Faserstruktur mehr oder weniger
verloren, sind von dunkler Farbe und werden daher Schwarztorf genannt. In den oberen
Schichten sind die Fasern teilweise noch ganz erhalten. Sie können herausgeholt
und zu besonderen Zwecken verarbeitet werden. Die Farbe ist hell- bis -dunkelbraun.
Dieser Torf, Weißtorf genannt, ist nach dem Trocknen an,der Luft eine sehr lockere
Masse,@die für Brennzwecke ungeeignet .ist. Außer-,dem enthält Weißtorf immer noch!
etwa 2t5 % Wasser. Er wird zerfasert, zu Ballen von etwa 75 kg zusammengepreßt und
als Streutorf und in Gärtnereien, verwendet. Er ist sehr hygroskopisch, und bei
Wasseraufnahme vergrößert sich sein Volumenerheblich. Sandböden, mit Torf vermischt,
gewinnen die Fähigkeit, Regenwasser festzuhalten, und fester Boden, wird gelockert.
Im Mooar enthält der Torf das Neunfache an Wasser. Während lufttrockenes Holz etwa
io% Wasser enthält, sinid. es beim Torf etwa :250/e. Das Wasser ist in der Faser
kollo,i,dal geihunden, und es kann erst durch Erhitzen .bis auf ioo° C entfernt
werden. Sobald aber so getrockneter Torf mit Wasser in Berührung kommt, nimmt erdieses
wieder auf und ibnnd@Et es.
Es ist zu verstehen, daß auf keinen
Fall bei noch so hroh.em Druck iosgebundene Wasser herarasgepreßt werden. kann.
Aber auch nicht gebundenes Wasser ist zu einem ganz großen Teil nicht durch Druck
zu entfernen. Einmal bleibt an der Faser immer etwas haften, dann aber auch verhindern
die Eigenschaften des Torfes selbst das Abpressen des Wassers. Zur Erläuterung diene
ein Beispiel: Aus einer Probe moornassen Torfes von .35o g mit 35 g Trockentorf
lassen sich von der Hand etwa z25 g Wasser = q.oo/o leicht abpressen. Der Wass.e
behalt beträgt aber :immer noch das Fünffache des Torfes. Preßt man @die restlichen
225 g bei :pc@o; lig/cm2, verbleiben noch etwa &5 g, bestehend .aus 40 1/o Trockentorf
und 6o °/o Wasser. Auf einer Grundfläche von 72 cm2 ausgepreßt, ist .der Kuchen
etwa ilo, -mm dick, (dehnt sich aber nach H.erausnahme aus .der Form auf 2:5 mm
aus, er verhält sich also wie ein Schwamm. Lufttrockener Torf mit Raumgewicht von
etwa o,2 vergrößert sein Volumen ganz erheblich. Gerade dieses. Verhalten wird .ausgenutzt
beim Streutorf und als Zusatz zum Boden in Gärtnereiern.. Je dicker die Schicht
Ist, aus :der .das Wässer herausbgepreßt Zierden soll, um :so ungünstiger -wind
das Verhältnis Trockentorf : Wasser. Zum Vergleich mit Holz sei .erwähnt, daß Buchenholzschälfurniereetwa
ro °/o an Länge beim Trocknen verlieren.
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Diese Eigenschaften des Torfes verhinderten die weitere wirtschaftliche
Verwertung.
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Zweck vorliegender Erfindung ist @die Schaffung eines Verfahrens zur
Behandlung von Torf einschließlich Schw.arzto.rf,durch -welches diese nachteiligen
Eia@emschaften,des Torfes beseitigt werden,.
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Die Behandlung des Torfes :durch Erhitzung unter Druck ist zwar .schon
bekannt. Doch diese Methode allein ist nicht aus,reichend" um Torfprodukte, besonders
solche in veredelter Form, z. B. für die Bau- und, Möbelindustrie, herzustellen.
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Der Erfindung gemäß wird der moornasse Torf im Autoklav unter Druck
von -mehrals i atü unter Einhaltung -bestimmter Bedingungen auf Temperaturen über
ioo° C erhitzt.
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Wie festgestellt wurde, wind; die Faserstruktur des Torfes bei der
Behandlung im Autoklav chemisch verändert, und der Torf erhält eine gewisse Bindekraft
(Präparierung des. Torfes). Diese Bindiekraft führt bei weiterer Wärmebehandlung
zu einer Verfestigung der Torffasern, die: @darajufhin kein Wasser mehr binden (Aushärtung
).
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Dieses Abbinden bzw. Aushärten das Torfes läßt sich nun durch eine
nachfolgende Wärmebehandlung des präparierten Torfes in einem WärnneschrariR<
1azw. im Autoklav selbst gegebenenfalls unter Wasserzusatz zur Herstellung von Formkörpern
höherer Fest@i"-di:-eit und Wasserbeständigkeit ausnutzen.
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Es ist :aber beider Durchführung des Verfahrens .darauf zu achten,
daß der Torf bei ider Präparierung nicht durch zu langes Erhitzen totgehrannt -vi-rd;
und damit seine Binidekraft verliert, sondern reaktionsfähig bleibt. Anderseits
muß die Präparierung im Autoklav aber :so. lange durchgeführt werden, daß in der
Torfs,ab:stanz nicht nur die kolloidale Bindung des Wassers aufgehoben, son, lern
.auch ,die: obererwähnte Blindekraft erreicht ist.
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Je nach den Eigenschaften, die der fertige P.reßkörper haben soll,
wird dieses Verfahren. in zweckmäßiger Weise durchgeführt. Man kann beispielsweise
so. verfahren, @daß der moornasse Torf, gegebenenfalls unter Zusatz von geeigneten
Chemikalien, wie Säuren, Alkalien, Gleitmitteln und eventuell auch Farbstoffen,
unter Druck im Autoklav erhitzt wird, worauf .das nasse, auf diese Weise präparierte
Torfprodukt idurch Pressen geformt, das Wasser zum größten Teil abgepmeßt, dann
das Torfprodukt bei höheren, Temperaturen getrocknet und schließlich die vorher
.im Autoklav unter Druck und Erhitzung eingeleitete Umwandlung des- Torfes bei Temperaturen,
bis etwa i8o° C fortgesetzt bzw. zu Ende geführt wird.
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Der Wassergehalt .der Torfsubstanz unterstützt hierbei die Präparierung
!dies Torfes und auch die Aushärtung.
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Bei hohem Wassergehalt kann,desh.alb die Temperatu.r im Autoklav nach
der Mindestgrenze (ioo° C) hin, bei niedrigem Wassenahalt nach (der Höchstgrenze
(i8,a° C) hin gehalten werden..
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Im Verlaufe dieser Beschreibung wird des öfteren vom präparierten
Torf gesprochen. Zur K.larsteIdung dieses Begriffes sei erwähnt, daß hierunter ,der
:im Autoklav ;der Einwirkung von Hitze und Druck unterworfen gewesene Torf verstanden
wird.
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Desgleichen; wird unter Härtung die westere chemische Umwandlung,
durch Erhitzendes präparierten Torfproduktes verstanden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise wie nachstehend
beschrieben durchgeführt: Der moornasse Torf -ward in Aibquetschwal.zen von etwa
der Hälfte des Wassers befreit. Der Torf, der jetzt erst etwa 2ioo/o Trockensubstanz
enthält, wird; ein deinem Autokl.av auf Temperaturen Ibis ewa i8o° C erhitzt, wobei
der Druck auf etwa 7 atü steigt. Die Umwandlung des Torfes kann, in saurer oder
alkalischer Lösung erfolgen. Starke Säuren, wie Salzsäure, lbeschlaunigen,den Prozeß.
Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie 3die Apparate stark angreifen. Durch Zugabe
von schwachen Säuren; wird aber bereits. eine erhebliche Veükürzung der Umwandlunigsveit
erreicht. Da von Nietur aus der Torf bereits schwach sauer ist, erübrigt seich in;
den meisten Fällen ein :besonderer Säurezusatz. Die Einwirkung dieser schwachen
Säure auf die Apparate i,st nur ganz gering.
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Die obererwähnten 350 g moornassen Torfes, im Autokl.aiv behandelt,
lassen sich leicht durch Pressen von Hand auf i2o g statt 225 g :bringen. Unter
dem gleichen Bedingungen wie oben, unter Druck gepreßt, verbleiben 55'g 'mit 35
g Trocken. torf und 2o,g Wasser. Läßt man die 55g über Nacht an der Luft liegen,
dann verdunstet das Wasser restlos, und man erhält 35 g Trockentorf. Ein Aufquellen,durch
Wasser findet nun nicht mehr statt.
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Durch Erhitzen des präparierten Torfes aufehva i.eioi° C wird idie
Faserstruktur vodlkomm.en
geändert. Eine merkliche Änderung der
Faser-Struktur beginnt bereits bei geringeren Temper.aturen. Für viele Zwecke, z.
B. für die Möbelind-ustrie, ist jedoch: das Vorhandensein einer Faserstruktur vorteilhaft,
weil diadurch die Platten nagelbar blei:ben und leichter bearbeitet werden. können.
Allerdings ist hierbei auch die Dehnung beii Feuchtwerden der Platte nicht ganz
aufgehoben. Sie verhält sich also wie Holz. Je nach demVerrwendungszweck wird man:
also ;den präparierten Torf auf solche Temperaturen :bringen, d:aß die dabei entr
stehende Faserstruktur den. gewünschten Anforderungen entspricht.
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Präpariert man den Torf bei Etwa i5o° C, preßt das Wasser ab und trocknet
:das Produkt, ;dann erhält man ein Pulver, das sich, wie Bakelitpulver verarbeiten
l.äßt. Durch Verarbeiten bei etwa i$o° C unter Druck geht die einmal eingeleitete
Umwandlung des Torfes weiter, als ob er sofort im Autoklav auf iQo° C erhitzt worden
wäre. Hierdurch ergeben sich viele Möglichkeiten der Verarbeitung, die für ,die
Praxis sehr wichtiig sind. Der Wassergehalt beim Erhitzen im Autoklav ist wichtig.
Ist praktisch kein Wasser vorhanden, dann tritt die Urnwandlung nur schwer ein..
Ein Teil Wasser auf einen Teil Trockentorf genügt, um diie Umwandlung schnell durchzuführen.
Ein höherer Wassergehalt ist für die 1`Tmwandlung günstig.
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Vor leim Einfüllen in den Autoklav wird ;der nasse Torf z--#vECkmäßig
;durch heiße Abwässer auf etwa ioo° C vorgewärmt.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens kann aber auch in folgender
Weise vorgenommen werden: : Beispiel i Der nasse Torf mit etwa 2:0% Trockensubstanz
wird in Formen gebracht und gepreßt. In diesem Falle kann das Raumgewicht höchstens
-i,o@ betragen, weil durch das Wasser ein stärkeres Zusammenpressen unmöglich ,ist.
Für Platten mit Raumgewicht o,5 beträgt derDruckkaum 3kg/cm=. Es ist derselbe Druck
wie bei edier Herstellung von Leichtbauplatten. Bei einem Raumgewicht von o,cy ,muß
man etwa 6o kg/cm= anwenden. Etwa 2o Platten ;in einer Einheit werden in den Autoklav
gehrecht- und auf ISO' bis iQo° erhitzt. <Nach der Umwandlung preßt man: das
angesammelte Wasser ab, und, verdampft den Rest im Autoklav als Vakuum-Apparat.
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Beispiel 2 Der nasse, eventuell schon auf ioo° C vorgewärmte Torf
wird in den Autoklav gefüllt und auf i4.o bis i5o° C erhitzt, wobei sich der Druck
als Dampfdruck automatisch einstellt. hTach der Umwandlung wird das Wasser größtenteils
durch Abpressen entfernt und dann im Vakuum oder bei Temperaturen bis zu i2o° C
getrocknet. Man hat dann ein trockenes Pulver von grauer Farbe. Es läßt sich genau
wie Bakelitpulver tablettieren. Das Pulver bzw. die Tabletten können in einer Strangpresse
zu Profilen der verschiedensten Art gepreßt werden. In der Etagenpresse können Platten
jeder Dicke und Größe gepreßt werden. Das Raumgewicht ist abhängig vom Druck und
die Qualität von der Temperatur. Platten für die 7.Jöbelindustrie z. B. brauchen
nicht höher als auf i2o' C erhitzt zu werden. Hierbei bleibt die Faserstruktur im
wesentlichen erhalten, die erst bei etwa i 8o° C verlorengeht, wodurch aber die
Platten dann widerstandsfähiger gegen die verschiedensten Einflüsse werden.
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Das Pulver bzw. die Talletten können zu Formkörpern verschiedener
Art, ähnlich wie Bakelit, verarbeitet werden. Die Masse zeigt eine gute Fließfähigkeit.
Dies ist bei der Formkonstruktion zu beachten. Die Verarbeitung kann ähnlich wie
bei Thermoplasten erfolgen.
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Unter Umständen, ist es zu empfehlen b.zw. kann es notwendig sein,
die geringen Mengen an schwachen Säuren zu entfernen oder zu neti-tral-is eren.
Mitunter ist es v or b°ilh..aft, Gleitmittel hinzuzusetzen oder auch, entsprechend
den gestellten Anforderungen, Farbstoffe verschiedener Art zuzugeben.
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Die Eigenschaften der erhaltenen To@rfproldiukte sind abhängig vom
Grad der Verdichtung und von der Temperatur bei der Verarbeitung. Ein spezifisches.
Gewicht von 1,4 kann. bei entsprechender Druckanwendung ohne Schwierigkeiten erreicht
werden. Bei Anwend@unig höherer Preßtemperaturen, ,etwa, i eio@° C, .entstehen Produkte,
die gegen Feuchtigk eitsaufnahrne praktisch unempfindlich sind.
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Selbstverständlich kann auch Kunstharz in verschiedener Menge zugesetzt
werden und zweckmäßlig nach der Präparation im Au:tok lav.
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Beispiel 3 Bakelit -wird :in Strangpressen zu Profilen verarbeitet.
Dasselbe kann genau so mit präpariertem Torf gemacht werden. Man. kann aber weiter
gehen, den nassen Torf einfüllen., unter Druck und@@ Hitze präparieren. und sofort
entwässern. Will man: anschließend zu Profilen verarbeiten, dann wird, je nachdem,
welches Raumgewicht man erreichen will, nicht restlos entwässert zu Profilen geformt.
Will ,man, ain Pulver erhalten, ,dann. wird der Rest der Entwässerung ohne Druck
vorgenommen. Nach -dieser Arbeitsweise ist es möglich, vom nassen Torf in einen
Arbeitsgang zu fertigen Profilen zu gelangen oder zu demselben Pulver, wie im Beispiel
2 angegeben.
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Es scheint, daßbeim Durchführen, des erfindungsgemäßen Verfahrens
eine Verschwelung, eventuell eine Verzuckerung eines Teiles des Torfes eintritt.
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Je nach der Behandlungsdauer des Torfes im Autoklav, idem angewendeten
Druck und ;der an.-gewendeten Temperatur wird die erhaltene Masse beim C?erpressen
mehr oder weniger dicht ;und hart, ohne daß Bindemittel erforderlich sind. Beispiel
q.
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Bei .der Behandlung des neuen Torfes mit Zusätzen von Alkalien, wie
Lauge, Soda, Kalk, zeigen sich neue Eigenschaften des Produktes. Die Faser
wird
hierbei wohl teilweise zerstört, wie einzelne Versuche ergeben haben, aber beim
Pressen wind die Faser ebenfalls mehr oder weniger zerstört. Dies ist jedoch kein
Nachteil, sondern ist für verschiedene Verwendungszwecke geratiiezu erwünscht. Zunächst
ergibt sich, daß hierdurch ohne jeden Farbstoffzuusatz eine ganz einheitliche und
gleichmäßige Farbe ,dies Preßkörpers erzielt wird. Weiter ergibt sich, daß das getrocknete
Proudukt dann wesentlich härter ist als @das-!s,auer präparierte und das Raumgewicht
erhöht ist. Preßtechnisch werden bei diesem :alkalisch Präparierten Produkt wertvolle
Ergebnisse erzielt: i. Die Gefahr der Blasenbildung ist geringer; z. der Glanz an
der Oberfläche des gepreßten Stückes bist stärker, ohne idaß irgendein Zusatz zugegeben
wird; 3. das Torfpräparat löst sich leichter von der Form ab; ¢. weiter werden die
FlieMähigkeit und Festigkeit in großem Maße erhöht. Ein nach obigem Verfahren behandelter
Torf eignet .sich infolge seiner größeren Festigkeit für stärker beanspruchte Teile,
z. B. für Bauzwecke, und überall dort, wo diie Formbeständigkeit von Bedeutung ist.
Es hat sich ferner ergeben, daß dies so behandelte Torfpräparat eine noch größere
Feuersicherheit zeigt als das Sauerpräparat, d. h. ,d:aß -das gefährliche Glimmen,
das beim Rottorf größer eist als bei ider Braunkohle, beseitigt ist.
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Die Präparati.on in Autoklaven. erfolgt wie bei den Beispielen i bis
3, nur mit dem Unterschied, daß alkalische Bestandteile zugegeben werden. Ebenso
erfolgt auch die weitere Behandlung rles Erzeugnisses. Beispiel 5 Die Behandlung
des Torfes in diesem Beispiel unterscheidet ,sich von ,dien vorhergehenden nur dadurch,
daß die Behandhung neutral erfolgt.
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Beispiel 6 Hier unterscheidet sich die Behandlung von Torf von den
vorhergehenden. dadurch, daß nach der sauren oder neutralen Präparation im Autoklav
Alkalien zugesetzt werden.
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Nach dien oben beschriebenen Verfahren hergestellte Produkte können
als Ersatz für Holz, Platten, Bauplatten und Formkörper aller Art dienen. Die pulverisierten
Torfpräparate können auch, mit Bakelit oder Kunstharzen vermischt, zur Herstellung
der verschiedensten Erzeugnisse verwendet werden.
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Es können auch Platten und Profile in gleicher Art hergestellt werden.
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Der nach Odem beschriebenen. Verfahren behan-,delte Torf kann mit
großem wirtschaftlichen Vorteil als Brennstoff durch Pressen zu Briketts verformt
werden. Hierbei kaum. der Autokl.av, mit Schnecke oder Spündel versehen, angewandt
werden, durch die der Torf ,entwässert -und gepreßt wird. Die heißen Abwässer können
außerdem zum Vorwärmen, ider Autoklaven und zum restlosen Entwässern des p-räpariert-en
Torfes benutzt werden.