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Anlage zum kontinuierlichen Einweichen von für die Weiterverarbeitung
auf Zellstoff oder Holzschliff bestimmtem, unentrindetem Holz zwecks leichterer
Entrindung Für die Gewinnung von Holzschliff oder Zellstoff aus Holz ist es notwendig,
daß dieses vor der Verarbeitung von Rinde und Bast befreit wird, da Überreste von
diesen im späteren Verlauf des Aufschlußverfahrens kaum mehr entfernt werden und
daher in den Fertigprodukten als unliebsame Flecken zum Vorschein kommen können.
In den Anfängen der Zellstoffindustrie wurde die Rinde durch Handarbeit entfernt.
Bei Holz, welches im Saft gefällt worden ist, verursacht das Ablösen der Ri4de keine
Schwierigkeiten; davon macht ja die Lederindustrie Gebrauch bei der Gewinnung von
Fichtenrinde. Nach langem Lagern des Holzes, namentlich wenn dieses außerhalb der
Saftperiode, d. h. im Frühwinter, geschlagen worden ist und dabei mehr oder weniger
stark austrocknet, verhärtet die Kambiumzone und verklebt die Rinde fest mit dem
Holz. Lange Bewetterurng wirkt ebenfalls lösend auf die Kambiumschicht, doch sind
mit derartiger Lagerung meist erhebliche Lagerschäden (Pilzschäden),-wie Ersticken
usw., verbunden.
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Zum unentrindeten Holz muß auch das sogenannte »geräppelte« Holz gezählt
werden, d. h. für die Papierindustrie bestimmtes Rundholz, bei dem
schon
im Walde zwecks Gewichtsverminderung für den Transport und Verminderung der Pilzanfälligkeit
ein Teil der Rinde mit dem Ziehmesser entfernt wurde.
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Beim Schälen der Holzrugel mit dem Messer wird deshalb auch mehr oder
weniger Holz mitentfernt. Es hat daher nicht an Anstrengungen gefehlt, diesen Arbeitsgang,
der viele Arbeitsstunden erfordert und außerdem bedeutende Holzverluste mit sich
bringt (ioo/o und mehr), durch bessere, - wirtschaftlichere Verfahren zu ersetzen.
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Zu erwähnen sind die Schälmaschinen, mit welchen im allgemeinen trocken
gelagertes Rundholz entrindet wird. Sie ersparen in erster Linie Arbeitsstunden.
Da aber das Rundholz als gewachsener Körper selten geometrisch genaue Zylinderform
aufweist, ist die Entrindung entweder unvollständig oder -mit einem großen Holzverlust
verbunden. Die Praxis der Entrindung verschiebt sich deshalb immer stärker auf die
nassen Verfahren.
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Die nassen Entrindungsverfahren kennzeichnen sich dadurch, daß die
Holzrugel in Gegenwart von viel Wasser entweder aneinander oder an mechanischen
Apparatteilen gescheuert werden; z. B. wird bei Trommelentrindern das Holz sowohl
gegenseitig als auch an der besonders ausgebildeten, rauhen Wandung gerieben, so
daß die Rinde mechanisch abgelöst wird.
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Bei dem besonders in den nordamerikanischen Staaten entwickelten Wasserstrahlentrinder
bewirkt ein Wasserstrahl von sehr hohem Druck (5o bis ioo-Atü) die Entrindung..
Diese Art der Entrindung hat sich besonders bei Langholz bewährt, während sich für
das sogenannte Meterholz die obenerwähnten Trömmelentrinder stärker eingeführt haben.
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-Für alle Naßentrindungsverfahren eignet sich das im Wasser gelagerte
oder frisch geflößte Holz besser als jenes, welches trocken gelagert worden ist.
Besondere Schwierigkeiten verursacht das im Winter bzw. außerhalb der Saftperiode
geschlagene Holz. Der kurze Aufenthalt im Entrinder vermag trotz Anwesenheit von
viel Wasser die während der trockenen Lagerung hart gewordene Kambiumschicht, welche
die Rinde mit dem Holz verklebt, nicht in dem Maße zu quellen, daß sich die Rinde
leicht vom Schaft ablöst. Man hat deshalb verschiedene Maßnahmen getroffen, um diese
Schwierigkeit zu beheben; in Kanada z. B. wirft man das Rundholz Tage oder Wochen
vor der Verarbeitung in Weiher, die warmes Wasser enthalten. Andernorts bewegt man
das Rundholz mechanisch,. zum Teil sogar kontinuierlich durch Wasser enthaltende
Behälter. Wenn auch eine Verbesserung festgestellt werden kann, so kann diese Vorbehandlung
des Holzes nicht in allen Fällen bei einmaligem Durchgang eine vollständige Entrindung
gewährleisten. Besonders auffällig ist diese Erscheinung bei einer Behandlung. im
Strahlentrinder.
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Die sehr hohen Betriebskosten für die Erzeugung von Wasserstrahlen
mit 5o bis ioo atü Druck veranläßten ein eingehenderes Studium der Unzulänglichkeiten
der Strahlenentrindung. Ein einmaliger Durchgang genügt vielfach nicht, um festverklebte
Rinde von nicht vorbehandelten Rundhölzern zu entfernen. Mehrmaliger Durchlauf bedeutet
Leerlauf und verursacht außerdem Aufsprießen der äußeren. Holzteile, wodurch unerwünschter
Abfall entsteht. Dieses Verfahren hat also durchaus nicht allgemeine Anerkennung
gefunden.
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Bei einem anderen Verfahren genügt bei geeigneter Vorbehandlung ein
Druck von 15 atü, damit der Strahlentrinder eine vollständige Entrindung bewirkt.
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Das Wesentliche dieses Verfahrens besteht in einer Wärmebehandlung
des Holzes. Die Rundhölzer werden in Kammern gestapelt und nach Verschließen dieser
Kammern mit Dampf behandelt, wobei gleichzeitig Kondensat und Warmwasser über das
Holz versprengt wird. Die Temperatur wird*bis gegen ioo° C gesteigert und die Einwirkungsdauer
bis auf 2o Stunden ausgedehnt. Darauf wird -das Holz herausgenommen und mit kaltem
Wasser abgeschreckt. Das so behandelte Holz wird nun dem Strahlentrinder zugaführt.
Dank der Quellüng der Kambiumschicht zufolge der Wärmebehandlung löst sich die Rinde
anstandslos vom Holz. Die Kaltwasserbehandlung dient lediglich dazu, den neu erzeugten
Quellungszustand der Kambiumschicht zu konservieren. Es genügen nun Wasserstrahlen
von 15 atü, um die Rinde oder den Bast in einmaligem Durchgang durch den Entrinder
und ohne Aufsprießen vollständig zu entfernen, wodurch ein minimaler Schälverlust
erzielt wird. Es wird ferner behauptet, daß so vorbehandeltes Holz für das Eindringen
von Aufschlußmitteln, wie Bisülfitlauge usw., besonders geeignet sei.
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Trotz der Vorteile, die diesem Verfahren, zugeschrieben werden, haftet
ihm ein bedeutender Nachteil an: Das Verfahren arbeitet diskontinuierlich. Die manuelle
Arbeit, die notwendig ist für das Einfüllen und Leeren der Kammern, die unproduktiven
Zwischenzeiten, in denen die Kammern nicht in Betrieb sind, der Wärmeverlust der
Kammern und die ungleichförmige Belastung des Entrinders sind Mängel, die für das
praktische Arbeiten nach diesem Verfahren hinderlich sind. Außerdem erfordert die
Erstellung von Kammern mit genügend großer Kapazität einen finanziellen Aufwand,
der unter Umständen durch die Vorteile der vollständigen Entrindung nicht wettgemacht
wird.
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Wenn es aber gelingt, das Verfahren kontinuierlich zu gestalten und
es gleichzeitig mit einem minimalen Aufwand von Arbeitsmitteln und Arbeitskräften
durchzuführen, dann könnten die erwähnten Vorteile zur Geltung kommen.
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Die Erfindung ermöglicht eine solche kontinuierliche Arbeitsweise,
welche gestattet, Holz in ununterbröchenem Arbeitsgang einzuweichen und zu entrinden.
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Die Erfindung fußt auf dem Prinzip des Förderwerkes eines Stetigschleifers.
Beim Stetigschleifer, mit welchem Holz kontinuierlich zu Holzschliff verarbeitet
wird, wird das Rundholz, das sich in
einem viereckigen Schacht befindet,
durch ein Kettenwerk langsam und fortlaufend auf einen rotierenden Schleifstein
gepreßt; das Holz kann in keiner Richtung ausweichen.
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Die erfindungsgemäße Anlage zum Einweichen von für die Weiterverarbeitung
auf Zellstoff oder Holzschliff bestimmtem, unentrindetem Holz zwecks leichterer
Entrindung ist gekennzeichnet durch mindestens einen vertikalen, im Querschnitt
rechteckigen, wärmeisolierten, unten und oben offenen Schacht zur Aufnahme des durch
eine Transportvorrichtung dem oberen, offenen Ende des Schachtes zugeführten, einzuweichenden
Rundholzes sowie durch im unteren Teil des Schachtes an zwei einander gegenüberliegenden
Seiten durch je eine Öffnung unter elastischem Druck durchtretende Kettenwerke zum
Stützen des in den Schacht eingebrachten Rundholzes während des Einweichens und
zum kontinuierlichen Ausschleußen des eingeweichten Rundholzes aus dem Schacht und
durch oberhalb dieser Öffnungen auf allen Seiten des Schachtes angebrachte Zuleitungen
für Wasserdampf von etwa ioo° C.
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Ein Ausführungsbeispiel dieser Anlage ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt.
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Abb. i ist eine Ansicht der Anlage mit Vertikalschnitt durch den Schacht;
Abb.2 zeigt in größerem Maßstab ein in den Schacht eingreifendes, als Fördereinrichtung
-dienendes Kettenwerk; Abb. 3, .4 und 5 zeigen Einzelheiten der Anlage. Die gezeichnete
Anlage besitzt einen im Querschnitt rechteckigen, senkrechten, oben und unten offenen
Schacht i, der über einem Kanal 2 angeordnet ist, welcher von kaltem Wasser durchflossen
ist. An seinem oberen Ende weist der Schacht i einen trichterartigen Ansatz 3 auf,
der das Einfüllen von Rundholz in den Schacht erleichtert. Die Zufuhr des Holzes
zum Ansatz 3 und zum Schacht erfolgt mittels der in Abb. i schematisch angedeuteten
Transportvorrichtung .I, die einen auf Walzen laufenden Transportgurt aufweist.
Die Holzzufuhr könnte aber auch mittels eines Greiferkrans bewerkstelligt werden,
von dem in Abb. 3-nur der-Greifer dargestellt ist. Der Schacht i ist in seinem untersten
Teil an den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten mit je einer Öffnung 6 bzw. 7
versehen, und im Bereich dieser Öffnungen ist eine Fördereinrichtung ' angeordnet,
die zwei Kettenwerke 8 -bzw. 9 aufweist. Jedes dieser Kettenwerke besitzt ein unteres,
von einem strichpunktiert angedeuteten Antriebsrad io angetriebenes Kettenrad i
i, das durch eine endlose Kette 12 mit einer oberen Rolle 13 in Verbindung steht.
Jede Kette 12 ist an ihrer Außenseite mit Greifzähnen 14 versehen. Um nun das im
Schacht i befindliche Holz während des Einweichens stützen und nach dem Einweichen
aus dem Schacht herausschleußen zu können, sind Vorkehrungen getroffen, um jedes
Kettenwerk mit dem Holz in Eingriff zu bringen. Wie in Abb.2 links dargestellt,
kann je ein unter pneumatischem oder hydraulischem Druck stehender Kolben 15 vorgesehen
sein, dessen bügelförmige Kolbenstange eine Rolle 16 trägt, die sich an die Innenseite
des im Bereich der Öffnung 6 bzw. 7 befindlichen Kettentrums anlegt und dieses Trum
durch die betreffende Öffnung 'hindurch in das Innere des Schachtes hineindrückt.
Dadurch werden die untersten Rundhölzer der im Schacht befindlichen Holzsäule zusammengepreßt
und eingeklemmt und stützen dadurch die Holzsäule während der Dämpfung. Wie in Abb.
2 rechts dargestellt ist, können statt des Kolbens i Federn 17 vorgesehen sein,
die je eine Rolle 18 gegen jedes im Bereich der Öffnungen 6 bzw. 7 befindliche Kettentrum
andrücken. Es könnte aber auch statt des Kolbens 15 ein Kniehebel mit langem Arm
und ein auf diesem verschiebbares Gewicht vorgesehen sein, wobei der Hebel die Rolle
16 bzw. 18 gegen das im Bereich der Öffnung 6 bzw. 7 befindliche Kettentrum nachgiebig
andrückt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, greifen die Rollen 16 bzw. 18 etwas
unterhalb der Mitte des betreffenden Kettentrums an. Da die Rollen 16 bzw. 18 elastisch
an das im Schacht befindliche Holz angepreßt '-,werden, so kann sich die Pressung
'den im Innern des Holzstoßes stattfindenden Änderungen anpassen.
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Beide Rollen 13 können auch in die in Abb. 2 punktiert angedeutete
Stellung gesenkt werden. Diese Senkung erfolgt stets dann, wenn der Schacht völlig
.entleert wurde und nun neu gefüllt werden soll. In der gesenkten Stellung der beiden
Rollen 13 werden die Ketten 12 von den Rollen 16 bzw. 18 so weit durch die Öffnungen
6 in den Schacht hineingedrückt, daß sie sich beinahe berühren, so daß bei Beginn
der Füllung kein Rundholz zwischen den Ketten hindurchfallen kann. Hat die Füllung
eine gewisse Höhe erreicht, so können die Rollen 13 in die gezeichnete Lage wieder
angehoben werden.
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Selbstverständlich können am Schacht an Stelle j e einer endlosen
Förderkette auch j e zwei auf den .gegenüberliegenden Seiten angebracht sein. Beim
Dämpfen von 2-Meter-Holz ist diese Maßnahme sogar angezeigt, ist aber auch für Meterholz
zweckmäßig, um eine allfällige Neigung des Holzes, schräg durch den Schacht zu fallen,
von vornherein zu unterdrücken.
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Der Schacht i ist oberhalb des Fördermechanismus auf allen Seiten
mit Dampfzuleitungen i9 versehen,' die in verschiedenen Höhenlagen in den Schacht
einmünden. Diese Dampfzufuhr wird-aber von einer Stelle aus reguliert. Alle Wandungen
des Schachtes sind wärmeisoliert. Außerdem sind im Schacht (nicht gezeichnet) Rinnen
od. dgl. zum Auffangen des Kondenswassers angeordnet. Dieses-Kondenswasser wird
nach oben gepumpt und gemeinsam mit frischem warmem Wasser durch oberhalb des Ansatzes
3 angeordnete Brausen. 2o über das Rundholz versprengt.
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In dem unter dem Schacht befindlichen Kanal 2 ist eine Transportvorrichtung
21 angeordnet, welche die gedämpften Hölzer einer Naßentrindungsmaschine 22, z.
B. einem Wasserstrahl-Entrinder, zuführt, die nur schematisch angedeutet ist.
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Es können auch mehrere Schächte aneinandergebaut sein, wobei jeder
Schacht wärmeisoliert ist
(Abb. q. und 5). Außerdem ist natürlich
jeder Schacht mit den beschriebenen Dampfzuleitungen und -der Stütz- und Fördereinrichtung
versehen, und ferner sind für jeden Schacht die Zufuhr- und Abfuhrmittel für das
frische bzw. gedämpfte Holz vorgesehen. Die aneinandergebauten Schächte sind alle
über dem gleichen Kanal angeordnet, und die Stütz-und Fördereinrichtungen werden
von gemeinsamen Antriebswellen aus betätigt. Da während der Dämpfung das Volumen
des Holzes zunimmt, so -können der. Schacht bzw. die Schächte an ihren Schmalseiten
nach unten konisch ausgeweitet sein.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist. folgende: Das einzuweichende
Rundholz wird dem Schacht i durch die Transportvorrichtung ¢ oder den Greiferkran
zugeführt und wird von den in den Schacht eingreifenden Kettenwerken aufgefangen
und abgestützt. Ist der Schacht gefüllt, so wird durch die Zuleitungen i9- Dampf
eingeleitet und die Dampfzufuhr so' geregelt, daß. sieh der Temperaturbereich von
etwa ioo° C -über eine Zone von gewünschter Höhe innerhalb des Schachtes erstreckt.
Die Höhe dieser Zone wird durch die für die Dämpfung der betreffenden Holzart erforderliche
. Dauer des Dämpfungsprozesses bestimmt. Nach unten fließendes Kondenswasser wird
möglichst vollständig.aufgefangen, nach oben gepumpt und zusammen mit frischem warmem
Wasser durch die Brausen 2o über -das Rundholz versprengt. Dadurch wird einerseits
verhütet, da:ß Dampfschwaden aus dem Schacht austreten, und andererseits findet
neben 'der Vorwärmung des im oberen Teil des Schachtes befindlichen Holzes eine
weitgehende Rückgewinnung der mit dem Dampf zugeführten Wärme statt.
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Das gedämpfte Holz wird durch die Kettenwerke kontinuierlich aus denn
Schacht herausgesehleußt und fällt in den Kanal 2, in dem kaltes Wasser fließt,
welches die abgeschreckten Rundhölzer der Transportvorrichtung 21 zuführt, von wo
sie zum Wasserstrahl-Entrinder 22 oder zu einer anderen Naßentrindüngsvorrichtung
gelangen. Zweckmäßigerweise wird das Wasser für 'den Kanal 2 dem Wasserstrahl-Entrinder
22 entnommen, nachdem es dort seine Entrindungsfunktion erfüllt hat und vorher in
einer Rechen- uLid Siebanlage vom Großteil der-abgelösten Rinde befreit worden ist.
Da durch den.Dämpfungsprozeß das Volumgewicht des Holzes größer geworden sein wird,
muß das Wasser im Kanal 2 ziemlich rasch laufen, um den Transport zu der Vorrichtung
2i zu gewährleisten. Andernfalls könnten einzelne Rundhölzer untersinken und den
Abtransport blockieren.
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Ein Wiederverfestigen der durch die Dämpfung aufgeweichten Kambiurizzone
des Rundholzes ist in der kurzen Zeit, die' dieses benötigt, um vom Schacht zum
Wasserstrahl-Entrinder zu gelangen, nicht möglich. Für- diesen Transport- sind nur
untergeordnete Arbeitskräfte notwendig, die den Transport nur zu überwachen brauchen.
Sie können gleichzeitig auch den Dämpfungsprozeß kontrollieren. Der Schacht bzw.
die Schächte können für Rundholz von i m -oder 2 m Länge oder auch für noch längere
Hölzer dimensioniert sein. Wenn die Gesamthöhe eines Schachtes- zu 2o m angenommen,
die Höhe jedes Kettenwerkes auf etwa 2,5 bis 3 m berechnet und der Abstand .zwischen
den in den Schacht eingreifenden Kettenteilen auf 21/z m bemessen ist, so besitzt
die eigentliche Dämpfungszone eine Höhe von z. B. io m. Bei einer gewünschten Verweilzeit
des Holzes (bei etwa ioo° C) von io Stunden beträgt die Leistung pro Schacht und
pro Stunde 21/2 Ster und pro 2q. Stunden 6o Ster.
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Reduziert man die Verweilzeit auf 5 Stunden, dann erhöht sich die
Tageskapazität auf i2o Ster für einen Schacht, für . eine Anlage mit drei Schächten
also auf 36o Ster.
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Wie bereits weiter oben angedeutet, sind bereits Anlagen beschrieben
worden, die eine kontinuierliche Vorbehandlung des Holzes für nachfolgende Entrindung
bezwecken.' -Darunter befinden sich auch solche mit Warm- und Heißwasser- sowie
Dampfbehandlung. Neu an der Anlage näch der Erfindung ist die Benutzung eines senkrechten
Schachtes, welcher wärmewirtschaftlich die günstigsten Voraussetzungen bietet, und
die gekoppelte Stütz- und Fördereinrichtung. Gegenüber anderen bekannten Verfahren
läßt sich der Betrieb mit einer Anlage gemäß Erfindung viel leichter und rascher
den Notwendigkeiten anpassen: Es kann mit viel oder wenig Wasser gefahren werden,
ebenfalls kann leicht jede gewünschte Temperatur eingestellt und die Fördergeschwindigkeit
innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Als ein wichtiger Vorteil muß hervorgehoben
werden, daß nur eine kleine Wassermasse auf die Temperatur von bis ioo° C erhitzt
zu werden braucht, was für den Dampfverbrauch nur vorteilhaft sein kann.
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Die beschriebene Anlage erfüllt mithin folgende Anforderungen: i.
Das gelagerte und zutransportierte Holz wird gedämpft zwecks Aufweichens der die
Rinde mit dem Holz verklebenden Kambiumschicht.
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2. Die Dämpfung erfolgt kontinuierlich. Sie kann bezüglich Dauer,
'Temperaturhöhe, -Befeuchtung usw. leicht den jeweiligen Anforderungen angepaßt
werden. Ferner ist eine weitgehende Automatisierung .möglich.
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'3. Der Zusatztransport des Holzes zum Schacht läßt sich vollständig
mechanisieren. -q..'- Die Entleerung des Schachtes ist mit dem Fördermechanismus
verkettet und läuft mit derselben Geschwindigkeit. Es sind keine Arbeitskräfto notwendig.
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5. Das' Holz wird mit kaltem Wasser abgeschreckt, wodurch die erzielte
Quellung der Kambiumsohicht irreversibel erhalten bleibt. Das Abschrecken im Kanal
erspart zudem eine besondere Transportvorrichtung.
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6. Der Dämpfungsprozeß kann 'mit der Kapazität der Naßentrindungsmaschine
koordiniert werden.
7. Die erfindungsgemäße Anlage weist gegenüber
anderem, der Vorbehandlung von Holz für Entrindung dienenden Anlagen eine sehr große
Fülldichte auf.