EP1130139A1 - Arrangement and method for obtaining and processing of growing up fibrous raw materials - Google Patents
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- EP1130139A1 EP1130139A1 EP00250077A EP00250077A EP1130139A1 EP 1130139 A1 EP1130139 A1 EP 1130139A1 EP 00250077 A EP00250077 A EP 00250077A EP 00250077 A EP00250077 A EP 00250077A EP 1130139 A1 EP1130139 A1 EP 1130139A1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
- D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
- D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
- D01B1/14—Breaking or scutching, e.g. of flax; Decorticating
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Gewinnung und
Aufbereitung nachwachsender faserhaltiger Rohstoffe.
Nahe des Ernteortes sind Behandlungsmaßnahmen betreffend dieser
Rohstoffe nötig, um sie auf nachfolgende stoffliche und/oder energetische
Verwertungen incl. Transport- und/oder Umschlagprozesse vorzubereiten.
Dies können solche Verfahrensstufen wie Grobzerkleinerung, Trocknung und
ggf. Zerfaserung sein. Allgemein bekannt ist, dass die Ernte und selbst die
ersten Schritte für die Verwertung nachwachsender faserhaltiger Rohstoffe
gegenwärtig räumlich getrennt sind, weil einerseits die zum Erntezeitpunkt
vorhandene Restfeuchte der Rohstoffpflanzen und ihr in bezug auf zentral
gelegene Verwertungskapazitäten dezentraler Anbau eine schnelle
Weiterverarbeitung ausschließen. Durch bisher gebräuchliche Methoden der
Erntegutbehandlung wie z.B. natürliche Trocknung vor oder nach Bündelung
des Materials vor dem Transport zu Weiterverarbeitungskapazitäten sind
zeitaufwendig, lasten einzusetzende Transportkapazitäten schlecht aus und
erfordern auch beim Weiterverarbeiter variable technische Lösungen für die
Annahme, Zwischenlagerung und Weiterverarbeitung. Die Aufbereitung
nachwachsender faserhaltiger Rohstoffe wird maßgeblich dadurch beeinflußt,
wie, wo und welcher Weiterverwertung sie zugeführt werden. Zum Beispiel
werden Hölzer aller Art in der Regel im Forst manuell oder mit mechanischen
Hilfsmitteln (bis hin zu Erntemaschinen mit Entastungs- und
Entrindungsfunktion sowie Teilung in vorgegebene Stammabschnitte)
eingeschlagen, dann zu zentralisierten Anlagen zwecks Weiterverarbeitung
(Sägen, Spalten, Zerschnitzeln u.a.m.) transportiert und meistens vor der
Endverarbeitung einer natürlichen Langzeit-Lufttrocknung oder einer
technischen (Schnell-)-Trocknung unterzogen, um die beim Anwender
erforderlichen bzw. zulässigen Feuchtewerte einzustellen. Eine Ausnahme
bilden in diesem Zusammenhang dünne bei Ausforstungsmaßnahmen
anfallende Stangen und in speziellen Plantagen herangezogene
schnellwachsende Hölzer, die als erntefrische feuchte Hackschnitzel mit dem
Ziel der Energiegewinnung direkt in entsprechende Verbrennungsanlagen
verbracht werden. Speziell als Faserpflanzen angebaute nachwachsende
Rohstoffe (z.B. Hanf) werden häufig mit Mähmaschinen oder von Hand
abgeerntet, meistens dezentral (noch auf der Anbaufläche) luftgetrocknet und
dann einer zentralen Faseraufbereitung zugeführt. In jedem Fall bestehen
witterungsabhängige Risiken für den Verderb des Erntegutes, es werden
zusätzliche Kosten für den technologisch überflüssigen Wassertransport (im
feuchten Erntegut) anfallen und darüber hinaus tritt durch das Belassen nicht
verwertbarer organischer Teile am Anbau- und Ernteort ein erheblicher Verlust
an Biomasse ein. In diesem Zusammenhang ist die Erfahrungstatsache zu
berücksichtigen, daß erntefrische nachwachsende faserhaltige Rohstoffe ohne
eine witterungsunabhängige Trocknung vor Transport und Weiterverarbeitung
nicht für längere Zeiträume (im Sinne von > 1 Woche) lagerfähig sind, weil in
der Pflanzenmasse immer enthaltene Stärkebestandteile bei
Feuchtigkeitsgehalten oberhalb des luftrockenen Zustandes (Wassergehalt ≥
15 %) die Ansiedlung von Schimmelpilzen begünstigen und dadurch
Qualitätseinbußen bis hin zum völligen Verderb des Materials bewirken.
Darüber hinaus ist zu beachten, daß zumindest die Zerkleinerung als 1.
Aufbereitungsstufe der erntefrischen nachwachsenden faserhaltigen Rohstoffe
mit wesentlich niedrigeren spezifischen Energieverbräuchen und geringeren
Verschleißwirkungen an den Zerkleinerungswerkzeugen der
Vorzerkleinerungsmaschinen durchgeführt werden könnte. Diese generelle
Einschätzung gilt auch für Bambus und ähnliche Rohstoffe der bzw. die in den
überwiegend tropischen und subtropischen Anbaugebieten bei erforderlichen
Transport-, Lagerungs-, Umschlags- und Weiterverarbeitungsprozessen nur
dann vor der schnellen Besiedelung durch Schimmelpilze bewahrt werden
können, wenn eine Trocknung auf Feuchtewerte < 15 % gesichert ist. Unter
dem Aspekt des Umganges mit nachwachsenden faserhaltigen Rohstoffen
kommt den Kosten für Aufbereitung und Transport sowie der Erhaltung der
Faserqualität besondere Bedeutung zu. Die heute noch gebräuchliche
räumliche Trennung von Ernte, erster Verarbeitungsstufe mit Trocknung und
ggf. Zwischenlagerung sowie anschließende (ein- und/oder mehrstufige)
Zerkleinerung vor der Fasergewinnung ist mit hohen Kosten belastet. und
kann die gewonnenen Rohstoffe dem Verderb preisgeben Ganz besonders gilt
diese Kosteneinschätzung für die Vorzerkleinerung und für die
Rohstofftrocknung. Beim derzeitigen Stand der Technik zur Rohstofftrocknung
hat man zu beachten, daß die Bindung der Feuchtigkeit an das zu trocknende
Gut sich sehr unterschiedlich auf den Trocknungsverlauf auswirken kann. Zu
Beginn des Trocknungsprozesses haftet noch ein großer Teil der Feuchtigkeit
auf der Oberfläche des Rohstoffes. Dieser wirkt lediglich als
Feuchtigkeitsträger und die Menge der abzuführenden Feuchtigkeit durch z.B.
durch die über die Oberflächen strömende heiße Luft ist nur abhängig vom
Dampfdruck der Flüssigkeit. Wenn wie bei konventionellen
Trocknungsverfahren üblich, die im Inneren des Gutes eingeschlossene
Feuchtigkeit z.B. durch Kapillarwirkung und Porengrößen daran gehindert
wird, an die Gutoberfläche zu gelangen, kann das Absinken der
Trocknungsgeschwindigkeit nur durch eine energetisch an sich
unzweckmäßige Temperatursteigerung kompensiert werden, siehe hierzu:
Adolphi u.a.: "Grundzüge der Verfahrenstechnik", S. 224 ff, Deutscher Verlag
für Grundstoffindustrie, Leipzig 1974. Die ständige Nachführung der
überschüssigen Feuchtigkeit aus dem Innern des nachwachsenden Rohstoffes
bei gleichzeitiger Einhaltung optimaler Bedingungen für ihre Abführung von
der Rohstoffoberfläche kann beim derzeitigen Stand der Technik der hierfür
angewandten Trocknungsmaßnahmen nicht gewährleistet sein. Konventionelle
Schüttguttrockner wie Trommel-, Kaskaden- oder Tellertrockner, aber auch
herkömmliche Wirbelschichttrockner sind dazu nicht in der Lage, weil sie trotz
intensiver Umlagerungsvorgänge des Trockengutes die den Wärme- und
Stoffübergang begünstigende Ableitung der Feuchtigkeit aus dem Inneren der
zu trocknenden Teilstücke nicht beeinflussen können, andererseits aber
beliebige die Trocknungsgeschwindigkeit erhöhende Temperatursteigerungen
des Trocknungsmediums wegen der sonst eintretenden thermischen
Schädigungen der Faserkomponenten des Trockengutes auszuschließen sind.The invention relates to the technical field of obtaining and processing renewable fiber-containing raw materials.
Treatment measures regarding these raw materials are necessary near the harvesting site in order to prepare them for subsequent material and / or energy recovery, including transport and / or handling processes. These can be process steps such as coarse shredding, drying and, if necessary, defibration. It is generally known that the harvest and even the first steps for the recycling of renewable fiber-containing raw materials are currently spatially separated because, on the one hand, the residual moisture of the raw material plants at the time of harvest and their decentralized cultivation capacity in relation to centrally located recycling capacities preclude rapid processing. Previously used methods of crop treatment, such as natural drying before or after bundling the material before transporting it to further processing capacities, are time-consuming, the transport capacities to be used are poor and also require variable technical solutions for the processor, for acceptance, intermediate storage and further processing. The processing of renewable fiber-containing raw materials is significantly influenced by how, where and what further use they are made of. For example, all types of wood are usually felled in the forest manually or with mechanical aids (up to harvesting machines with delimbing and debarking functions and division into specified log sections), then transported to centralized systems for further processing (sawing, splitting, shredding, etc.) usually subjected to natural long-term air drying or technical (rapid) drying before final processing in order to set the required or permissible moisture values for the user. An exception in this context are thin rods from reforestation measures and fast-growing woods used in special plantations, which are brought directly to the appropriate incineration plants as freshly harvested, moist wood chips with the aim of generating energy. Renewable raw materials specially cultivated as fiber plants (e.g. hemp) are often harvested with mowers or by hand, mostly air-dried locally (still on the area under cultivation) and then fed to a central fiber processing facility. In any case, there are weather-related risks for the spoilage of the crop, there will be additional costs for the technologically superfluous water transport (in the moist crop) and, in addition, the leaving of unusable organic parts at the place of cultivation and harvest will result in a considerable loss of biomass. In this context, the fact of experience should be taken into account that freshly harvested, renewable fiber-containing raw materials cannot be stored for longer periods (in the sense of> 1 week) without drying regardless of the weather before transport and further processing, because starch components always contained in the plant mass with moisture contents above the air-dry state (Water content ≥ 15%) favor the settlement of molds and thereby cause a loss of quality up to the complete spoilage of the material. In addition, it should be noted that at least the comminution as the first processing stage of the freshly harvested, renewable, fiber-containing raw materials could be carried out on the comminution tools of the pre-comminution machines with significantly lower specific energy consumption and less wear effects. This general assessment also applies to bamboo and similar raw materials which, in the predominantly tropical and subtropical cultivation areas with the necessary transport, storage, handling and further processing processes, can only be protected from rapid colonization by molds if they dry to moisture levels <15% is secured. With regard to the handling of renewable fiber-containing raw materials, the costs for preparation and transport as well as the maintenance of fiber quality are of particular importance. The spatial separation of harvest, first processing stage with drying and possibly intermediate storage, which is still common today, and subsequent (single and / or multi-stage) comminution before fiber extraction is associated with high costs. and can give up the raw materials obtained to spoilage. This cost estimate applies in particular to pre-shredding and drying raw materials. In the current state of the art for drying raw materials, it should be noted that the binding of moisture to the material to be dried can have very different effects on the drying process. At the beginning of the drying process, a large part of the moisture still adheres to the surface of the raw material. This only acts as a moisture carrier and the amount of moisture to be removed by, for example, the hot air flowing over the surfaces is only dependent on the vapor pressure of the liquid. If, as is customary in conventional drying processes, the moisture trapped inside the goods is prevented from reaching the surface of the goods, e.g. by capillary action and pore sizes, the drop in drying speed can only be compensated for by an increase in temperature that is unsuitable in terms of energy, see: Adolphi et al : "Fundamentals of process engineering", p. 224 ff, German publishing house for basic material industry, Leipzig 1974. The constant tracking of the excess moisture from inside the renewable raw material while maintaining optimal conditions for its removal from the raw material surface can drying measures used for this cannot be guaranteed. Conventional bulk material dryers such as drum, cascade or plate dryers, but also conventional fluid bed dryers are not able to do this because, despite intensive rearrangement processes of the dry material, they cannot influence the moisture and moisture transfer from the interior of the parts to be dried, which promotes heat and mass transfer. on the other hand, however, any temperature increases in the drying medium which increase the drying rate can be ruled out because of the otherwise occurring thermal damage to the fiber components of the drying material.
Von den Mängeln und deren Ursachen des oben dargestellten Standes der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, nachwachsende faserhaltige sowie in einem bestimmten Maße wasserhaltige Rohstoffe durch die kombinierte Anwendung von Verfahrensstufen der Zerkleinerung, Trocknung und ggf. Zerfaserung auf nachfolgende stoffliche und/oder energetische Verwertungen incl. Transport- und/oder Umschlagprozesse vorzubereiten. Dabei soll es sich um eine Trocknung handeln, die erstens wegen der Gefahr des Verderbs dieser Rohstoffe, die gezwungenermaßen unter verderbbegünstigenden Bedingungen eine Zeit lang gehalten werden müssten, erforderlich ist, die zweitens einen schonenderen und effektiveren Verlauf auf niedrigem Temperaturniveau nimmt als bisherige herkömmliche Trocknungsmaßnahmen und somit für überhitzungsgefährdete nachwachsende Rohstoffe geeignet ist und die sich drittens mit einer Verarbeitung wie Zerkleinerung und/oder Faseraufbereitung aus diesen Rohstoffen apparatetechnisch und technologisch gut verketten lässt Im Hinblick auf eine solche v.g. Trocknung sind geeignete und angepasste Zerkleinerungs- und Zerfaserungskomponenten festzulegen, die eine Verkettung aller Verfahrensschritte erlauben und eine einheitliche und gemeinsame Zielstellung und Gesamtwirkung ermöglichen. Zum Verfahrensablauf soll auch eine dazu fähige Anordnung geschaffen werden.Of the defects and their causes of the status of the above Starting from technology, the invention is based on the object renewable fiber-containing and to a certain extent water-containing Raw materials through the combined application of process stages of Shredding, drying and, if necessary, defibration to subsequent material and / or energy recovery including transport and / or Prepare handling processes. This is supposed to be drying act firstly because of the risk of spoilage of these raw materials forced for a time under conditions conducive to spoilage would have to be kept, the second is a gentler and more effective course at a low temperature level than previous ones conventional drying measures and therefore for those who are at risk of overheating renewable raw materials is suitable and thirdly with a Processing such as crushing and / or fiber processing from these In terms of apparatus and technology, raw materials can be linked well With regard to such a Drying is suitable and adapted Comminution and defibration components to determine the one Allow chaining of all process steps and a uniform and enable common goal and overall effect. To the A suitable arrangement is also to be created for the procedure.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die erntefrischen
aufzubereitenden nachwachsenden faserhaltigen Rohstoffe einem modularen
System zugeführt werden, in dem eine modulweise Be- und/oder Verarbeitung
mittels jeweils zugehöriger, eine bestimmte Be- bzw. Verarbeitung
realisierender Anordnungsmodule vorgenommen wird. Die Be-Nerarbeitungsmodule
sind wahlweise miteinander hinsichtlich des Stoffflusses
verkettet und setzen sich aus transportablen, somit umsetzbaren, Containern
zusammen, in die energetisch autarke Maschinen- bzw. Anlagenkomponenten
fest installiert sind. Dieses Modulsystem lässt sich an jedem denkbaren Ort
aufstellen. Insbesondere ist es dafür gedacht, möglichst nahe am Ernteort
aufgestellt zu werden, z.B. insbesondere in Wäldern, auf Plantagen oder auf
Feldern und Wiesen, aber auch auf Flächen der Industrie und des Gewerbes.
Dieses modulare Be-/Verarbeitungssystem zerkleinert, trocknet und zerfasert
die erntefrischen faserhaltigen Rohstoffe, zum Beispiel Bambus, und stellt
somit Zwischenprodukte her, welche in weiteren Gewinnungsverfahren für
Natur- bzw. Naturverstärkungsfasern eingestzt werden können. U.U. stellt
dieses modulare System Faser-Endprodukte her.
Weiterhin erfindungsgemäß werden einem ersten Verarbeitungs- und
Anordnungsmodul, dem Grob- bzw. Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul,
der bei örtlich gegebener Notwendigkeit auch noch in zwei einzelnen,
miteinander verketteten selbstständigen Modulen, den Zerkleinerungsmodul
und den Trocknungsmodul, aufstellbar ist, stangen- und/oder halmförmige
faserhaltige organische Rohmaterialien, insbesondere Bambusstücke,
zugeführt und mittles Trommelhacker bzw. durch ziehenden Schnitt in'
Hackschnitzel mit Einzelstücklängen von 20 bis 70 mm vorzerkleinert. Über
notwendige Fördermittel, wie Schurre und Dosierrinne, werden diese
Hackschnitzel dem Trocknungsbereich, damit einer geneigten
Siebbodenanordnung, einem technologischen und apparativen Bestandteil der
Trocknung, zugeführt. Alternativ kann vor der Siebbodenanordnung noch eine
Zerfaserungseinrichtung vorgesehen sein. Im Bereich der
Siebbodenanordnung, die von Trocknungsluft derart durchströmt wird, dass
die Hackschnitzel durch diese aufgewirbelt, wenigstens aber aufgelockert
werden, sind in räumlicher Anordnung um den Siebboden bzw. die Siebböden
herum an sich durch die EP 0 807 235 und die DE 297 06 207 U1
vorbekannte Mikrowellensender bzw. -strahler, die durch einen oder mehrere
Mikrowellengenerator(en) gespeist werden, angeordnet. Diesem
Trocknungsbereich im Grob- bzw. Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul,
der sich auch als Schleuder- und Wirbelschichttrocknersystem darstellt, sind
Luftumwälz- und Luftentfeuchtungseinrichtungen zugeordnet. Den Schleuder-
und Wirbelraum durchdringen die hochfrequenten elektromagnetischen
Wellen der Mikrowellenstrahler, wobei eine Erwärmung des zu trocknenden
Gutes von innen heraus erfolgt, d. h. das Wasser im zu trocknenden Gut
erwärmt sich und es kommt im zu trocknenden Gut zu nach außen gerichteten
Wasserdampfdiffusionsströmen, wodurch letztendlich die auch regelbare
schonende und viel effektivere Trocknung bei niedrigem Temperaturniveau als
bei herkömmlichen Trocknungsverfahren vorteilhaft bewirkt wird. Eine weitere
vorteilhafte Wirkung ergibt sich bei dieser Trocknungsverfahrensstufe darin,
dass damit dem mikrowellenbeaufschlagten Trocknungsbereich eine
technologische Doppelfunktion zugewiesen wird, nämlich die der
trocknungsrelevanten Feuchtigkeitsaustreibung aus dem aufgegebenen
Material und die der Vernichtung von ggf. im Aufgabematerial befindlichen
tierischen Schädlingen. Dem Grob- bzw. Vorzerkleinerungs- und
Trocknungsmodul ist ein Grob- und/oder ein Feinzerfaserungsmodul
nachgeschaltet. Beide können je nach geforderter
Zwischenproduktkonfiguration alternativ angeordnet und betrieben werden,
jedoch auch in Nacheinander-Anordnung. Eine Verkettung der Container zum
erforderlichen Stofffluss ist dabei gegeben. Der Grobzerfaserungsmodul
bereitet das Hackschnitzelgut mit Hilfe von Reib- und Scherbeanspruchung
auf. Apparativ kommen dabei schnelllaufende Scheibenmühlen mit
verstellbarer Scheibenspaltweite in Betracht. Nach einer Zyklon-Schlauchfilter-Kombination
und einer Klassiereinrichtung kommt das entweder fertige
Zwischenprodukt aus bereits diesem Modul zum Ausstoß und zur Verladung
oder kann über einen weiteren, verketteten (Fein-)-Zerfaserungsmodul,
gegebenenfalls einen abschließenden Nachzerfaserungsmodul, geführt
werden und dann zur Verladung kommen.
Die Grundgedanken der mit der EP 0 807 235 und insbesondere mit der DE
297 06 207 U1 von Steinbach und anderen entwickelten Mikrowellentrocknung
an pflanzlichen Stoffen, auch dort die Wassermoleküle mit Hilfe
hochfrequenter elektromagnetischer Felder in Schwingungen zu versetzen und
über die zugeführte Mikrowellenenergie eine schwingungserregte aber
dennoch schonende Eigenerwärmung des Wassers zu bewirken, die letztlich
das Entstehen von nach außen gerichteten Wasserdampfdiffusionsströmen
bewirkt, kann zu einer bei überhitzungsgefährdeten nachwachsenden
Rohstoffen sinnvollen schonenden Trocknung auf niedrigem
Temperaturniveau genutzt werden. Wie Mikrowellentrocknungsversuche mit
stangenförmigem Bambus (I ≤ 2.000 mm) und Bambushackschnitzeln (I ≤ 30
mm) gezeigt haben, ist bei gleicher Aufgabefeuchte (Wassergehalt ≥ 25 %) die
Wasseraustreibung aus den Hackschnitzeln wesentlich intensiver, so daß
anstelle der bei konventioneller Rohstoffaufbereitung überwiegend
praktizierten Ganzpflanzen- oder Halmtrocknung mit der nachfolgenden
Zerkleinerung der Trockengutes zuerst die Grobzerkleinerung des feuchten
Rohmaterials (Hackschnitzelherstellung) und anschließend die dafür
ausgelegte Mikrowellentrocknung anlagenseitig und technologisch zu
realisieren sind. Auf den Oberflächen der mikrowellenbestrahlten
Hackschnitzel austretender Wasserdampf soll so schnell wie möglich
abgeführt werden. Hierzu müssen sehr intensive Wärme- und
Stoffübergangsbedingungen realisiert werden, die man am besten durch eine
turbulente Umströmung der zu trocknenden Partikel in einer aus ihnen selbst
bestehenden permanent umgelagerten Schicht, z. B. als Wirbelschicht
erreichen kann.According to the invention, this object is achieved in that the freshly harvested, renewable, fiber-containing raw materials are fed to a modular system in which processing and / or processing on a module-by-module basis is carried out by means of associated arrangement modules that implement a specific processing or processing. The processing modules are optionally linked to each other with regard to the material flow and are made up of transportable, thus implementable, containers in which energy-autonomous machine or system components are permanently installed. This module system can be set up at any conceivable location. In particular, it is intended to be placed as close as possible to the harvesting location, for example in particular in forests, on plantations or on fields and meadows, but also on areas of industry and trade. This modular processing system shreds, dries and defibrates the freshly harvested fiber-containing raw materials, for example bamboo, and thus produces intermediate products that can be used in further extraction processes for natural or natural reinforcing fibers. UU produces this modular system of fiber end products.
Furthermore, according to the invention, a rod and / or a first processing and arrangement module, the coarse or pre-comminution and drying module, which, if locally required, can also be set up in two individual, interlinked independent modules, the comminution module and the drying module Culm-like fibrous organic raw materials, in particular bamboo pieces, are fed in and pre-shredded by means of a drum chipper or by pulling cut into wood chips with individual piece lengths of 20 to 70 mm. The necessary chips, such as chutes and dosing channels, are used to feed these wood chips to the drying area, and thus to an inclined sieve plate arrangement, a technological and technical component of the drying process. Alternatively, a defibration device can be provided in front of the sieve tray arrangement. In the area of the sieve tray arrangement, through which drying air flows in such a way that the chips are whirled up, or at least loosened up, EP 0 807 235 and DE 297 06 207 are in a spatial arrangement around the sieve tray or the sieve trays themselves U1 known microwave transmitters or radiators, which are fed by one or more microwave generator (s), arranged. Air circulation and dehumidification devices are assigned to this drying area in the coarse or pre-shredding and drying module, which also presents itself as a centrifugal and fluidized bed dryer system. The centrifugal and whirling space is penetrated by the high-frequency electromagnetic waves of the microwave emitters, whereby the material to be dried is heated from the inside, i.e. the water in the material to be dried heats up and water vapor diffusion flows directed outwards in the material to be dried, which ultimately results in the also controllable gentle and much more effective drying at a low temperature level than is advantageously achieved with conventional drying processes. Another advantageous effect of this drying process stage is that it assigns a technological dual function to the microwave-exposed drying area, namely that of drying out moisture-relevant expulsion from the applied material and that of destroying animal pests that may be present in the input material. The coarse or pre-shredding and drying module is followed by a coarse and / or a fine fiberization module. Depending on the required intermediate product configuration, both can alternatively be arranged and operated, but also in a sequential arrangement. The containers are linked to the required material flow. The coarse fiberizing module processes the wood chips with the help of friction and shear stress. High-speed disk mills with adjustable disk gap widths can be considered. After a cyclone bag filter combination and a classifying device, the finished intermediate product from this module is either discharged and loaded or can be routed via another, linked (fine) fiberizing module, possibly a final post-fiberizing module, and then loaded .
The basic ideas behind the microwave drying of vegetable substances developed with EP 0 807 235 and in particular with DE 297 06 207 U1 by Steinbach and others, to set the water molecules in motion there too with the aid of high-frequency electromagnetic fields and yet to induce vibrations via the microwave energy supplied To cause gentle self-heating of the water, which ultimately causes the formation of outward water vapor diffusion flows, can be used for a sensible drying at a low temperature level if renewable raw materials are at risk of overheating. As microwave drying tests with rod-shaped bamboo (I ≤ 2,000 mm) and bamboo chips (I ≤ 30 mm) have shown, with the same feed moisture (water content ≥ 25%), the expulsion of water from the chips is much more intensive, so that instead of the whole plants that are mainly used for conventional raw material processing - or straw drying with the subsequent comminution of the dry goods first the coarse comminution of the moist raw material (wood chip production) and then the microwave drying designed for this purpose can be realized on the plant and technologically. Water vapor escaping from the surfaces of the microwave-irradiated wood chips should be removed as quickly as possible. For this, very intensive heat and mass transfer conditions must be realized, which is best achieved by turbulent flow around the particles to be dried in a layer that is permanently rearranged, e.g. B. can reach as a fluidized bed.
Nachfolgende Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
Hierbei zeigen
- Fig. 1:
- die Modulanordnung
- Fig. 2:
- den Modul I (1. Alternative) als Grob- bzw. Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul
- Fig. 3:
- den Modul I (2. Alternative) als Grob- bzw. Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul mit eingelagerter Zerfaserungseinrichtung
- Fig. 4:
- den Modul II als Grobzerfaserungsmodul
- Fig. 5:
- eine Alternative zu einem Zerfaserungsmodul, u.U. als Feinzerfaserungsmodul
Show here
- Fig. 1:
- the module arrangement
- Fig. 2:
- Module I (1st alternative) as a coarse or pre-shredding and drying module
- Fig. 3:
- Module I (2nd alternative) as a coarse or pre-shredding and drying module with an embedded shredding device
- Fig. 4:
- Module II as a coarse defibration module
- Fig. 5:
- an alternative to a fiberizing module, possibly as a fine fiberizing module
Die Figur 1 zeigt das gesamte erfinderische Modulsystem mit hier den
Modulen I bis V, welches in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen bestehen
kann; somit diese Darstellung keine abschließende ist.
Das 1. Ausführungsbeispiel betrifft die in einem Aufbereitungsmodul zu
installierenden Ausrüstungen zur Vor- bzw. Grobzerkleinerung der
faserhaltigen nachwachsenden Rohstoffe (hier insbesondere Bambus) und die
mit ihnen zu erreichende direkte Verknüpfung von Zerkleinerung und
Mikrowellentrocknung (Vor- bzw. Grobzerkleinerungs- und Trocknungsmodul
i). Dabei kommt gemäß Figur 2 ein an sich bekannter schnelllaufender
Trommelhacker 1 mit verstellbarer Trommeldrehzahl zum Einsatz, um die
Hackschnitzellänge entsprechend anwendungstechnischer Forderungen
zwischen 20 und 70 mm verstellen zu können. Dabei ist der vorzugsweise im
ziehenden Schnitt arbeitenden Hackertrommel zur Vergleichmäßigung der
Naturfaserrohstoffaufgabe mindestens ein Einzugswalzenpaar vorgeschaltet.
Aus Lärmschutzgründen hat man die Einhausung des Hackers in einer
Schallschutzkabine vorgesehen. Die vom Trommelhacker ausgeworfenen
Hackschnitzel 2 mit einstellbarer Länge werden über eine verstellbare Schurre
3 und eine Dosierrinne 4 einem schwach geneigten mit Trocknungsluft 5.1
durchströmten Siebboden 6 als Trocknerteil 7 aufgegeben, über dem
vorzugsweise zur Freiraumapplikation gestaltete und zur Beeinflussung der an
das Trockengut zu übertragenden Mikrowellenenergie regelbar ausgeführte
Mikrowellenstrahler mit Mikrowellengenerator 8 angeordnet sind. Man
beachte, daß dem mikrowellenbeaufschlagten Trocknungsbereich 7 eine
technologische Doppelfunktion zugewiesen wird, nämlich die der
trocknungsrelevanten Feuchtigkeitsaustreibung aus dem aufgegebenen
Material und die der Vernichtung von ggf. im Aufgabematerial befindlichen
tierischen Schädlingen. Durch den Siebboden 6 wird in Abhängigkeit von der
aufgegebenen Hackschnitzelmenge und der gewünschten
Trocknungsverhältnisse gering verdichtete Druckluft als verwirbelte
Trocknungsluft 5.1 kontinuierlich hindurchgeblasen. Sie sorgt für die Auf- und
Verwirbelung der kontinuierlich zugeführten Hackschnitzel 2. Nach
Anreicherung mit Wasserdampf wird die Wirbelluft 5.2 einem äußeren
Entfeuchtungssystem 9 zugeleitet. Zur Erfüllung unterschiedlicher
Faseranwenderanforderungen hinsichtlich Gutfeuchtebereich mit ϕ ≤20 % soll
eine Regelung der Fertigguttemperatur und der Gutfeuchte installiert werden,
die mittels Verweildauer des Trockengutes in der Wirbelschicht und
Veränderung der Zuluftparameter die angestrebten variablen Endfeuchten in
der Bambusfaseraufbereitung erreichen soll. Nach dem Erreichen der
eingestellten Fertiggutfeuchte ϕ am Ende der im Durchlaufbetrieb arbeitenden
Wirbelschicht wird das getrocknete Fertiggut über ein die Verweildauer in der
Schicht regelndes verstellbares Wehr 10 ausgetragen; die entfeuchtete
Trocknerluft 5.1 kann über ein nicht dargestelltes Druckerhöhungssystem im
Kreislauf gefahren werden, während das Kondensat 12 aus dem äußeren
Entfeuchtungssystem 9 entsorgt und das Trocken- oder Fertiggut 2.1 der
weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
Wenn gem. Fig. 3 unmittelbar im Anschluß an die Vorzerkleinerung die
Hackschnitzel 2 einer Zerfaserungseinrichtung 13 zugeführt werden sollen, um
ggf. im erntefrischen Zustand des Aufgabematerials eine energiesparende und
geringere Staubemissionen verursachende Zerfaserung zu erreichen, muß das
Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul modifiziert werden. Der Trocknerteil
7 ist dann der Zerfaserung 13 nachzuschalten, und im Modul I (2. Alternative)
werden Vorzerkleinerung und Grobzerfaserung technologisch direkt
miteinander verbunden, siehe Figur 3. Insbesondere bei beabsichtigten
Hackschnitzel- und/oder Faserlieferungen an sehr weit vom Anbau- und
Erstaufbereitungsort ansässige Abnehmer ist zu beachten, daß die
Mikrowellenbehandlung des vorzerkleinerten faserhaltigen Rohstoffes,
insbesondere bei Bambus, neben dem Trocknungseffekt auch die vollständige
Ausschaltung der am und/oder im Rohstoff lebenden tierischen Schädlinge
bewirkt. Deshalb kommt der Ermittlung der für die Anwendung der Trocknung
(und Holzschädlingsbekämpfung) mittels Mikrowellentechnik zweckmäßigsten
Stückgrößen bzw. Stückgrößenverteilung besondere Bedeutung für die
Bambusaufbereitung zu.
Das 2. Ausführungsbeispiel betrifft die in einem Grobzerfaserungsmodul II zu
installierenden Ausrüstungen. Dieses Modul wird dem Grob- bzw.
Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul 1 nachgeschaltet. Die faserhaltigen
nachwachsenden Rohstoffe sollen mit Hilfe von Reib- und
Scherbeanspruchungen aufbereitet werden. Dabei kommt gemäß Figur 4 eine
an sich bekannte schnelllaufende Scheibenmühle 14 mit verstellbarer
Scheibenspaltweite zum Einsatz. Die Hackschnitzel mit unterschiedlicher
Länge zwischen 20 und 70 mm werden axial dem Spalt zwischen den mit
hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Mahlscheiben 15 zugeführt,
wobei in Abhängigkeit von der aktuellen Hackschnitzellänge eine mehr oder
weniger große Verstellbarkeit der Neigung des Zuführungsrohres sinnvoll sein
kann. Die am Scheibenumfang abgeschleuderten Zerfaserungsprodukte
werden über eine Zyklon-Schlauchfilter-Kombination 16, 17 abgesaugt, dort
weitgehend abgeschieden und einer nachfolgenden ebenfalls bekannten
Klassiereinrichtung 18, meistens mit Schwingsieben ausgerüstet, zur
Aufteilung in mehrere Fraktionen unterschiedlicher Partikellänge (z.B.
Unterkorn 19.1, Fertiggut 19.2 und Überkorn 19.3) zugeführt. Dabei ist zu
beachten, daß insbesondere feinteilige Bambusfasern bei
Feuchtigkeitsgehalten ≥ 15 % zur Agglomeration während des Siebprozesses
neigen und daß man dem entweder durch Trocknung der Hackschnitzel auf
Aufgabefeuchten < 15 % und/oder mechanische Siebhilfsmittel wie die
bekannten Klopfböden mit Gummiballeinlagen zuvorkommen kann. Zu
beachten ist, daß insbesondere bei größeren Scheibenmühlen durch
fertigungsbedingte Grenzen Mahlspaltweiten s « 1,0 mm nicht realisierbar
sind, d.h. eine weitgehende Feinzerfaserung ist nur durch Verwendung
mehrerer kleiner Scheibenmühlen bei s ≥ 0,2 - 0,3 mm zu erreichen.FIG. 1 shows the entire inventive module system with here modules I to V, which can consist of further advantageous configurations; so this presentation is not a final one.
The first exemplary embodiment relates to the equipment to be installed in a processing module for the preliminary or coarse comminution of the fiber-containing renewable raw materials (here in particular bamboo) and the direct link between comminution and microwave drying to be achieved with them (pre- or coarse comminution and drying module i) . According to FIG. 2, a high-
If acc. Fig. 3 immediately after the pre-shredding the
The second embodiment relates to the equipment to be installed in a coarse fiberization module II. This module is connected after the coarse or pre-shredding and drying
Das 3. Ausführungsbeispiel (Figur 5) betrifft eine Alternativlösung zum 2.
Ausführungsbeispiel. Hier ist die sofortige Feinzerfaserung der faserhaltigen
nachwachsenden Rohstoffe mit Hilfe eines Extruders vorgesehen. Dabei
kommt ein an sich bekannter Schneckenextruder 20 zum Einsatz.
Experimentell überprüfte Möglichkeiten zur Variation der Mahlgutfeinheit sind
ein Schneckenantriebssystem mit verstellbarer Schneckendrehzahl,
austauschbare Extruderschnecken mit unterschiedlicher Steigung und die
mechanische Verstellung des Austragsquerschnittes zur Beeinflussung des
Druckaufbaus im Extruderinnenraum. Dabei ist zu beachten, daß nach der
Zerfaserung in der Regel nur noch die Abtrennung des Überkorns 19.3 auf
einer als konventionelle Siebmaschine ausgeführten Klassiereinrichtung 18
zur Kreislaufführung (als Wiederaufgabe auf den Extruder 20) nötig ist. Die
konventionelle Unterkornfraktion 19.1 fällt bei der Zerfaserung im Extruder 20
nur in geringem Umfang an und wird gemeinsam mit dem Fertiggut 19.2
ausgetragen.
Das 4. Ausführungsbeispiel bezieht sich auf den Einsatz von an sich
bekannten schnelllaufenden Spanmühlen zur Zerfaserung des Aufgabegutes,
bei denen zur Reaktion auf wechselnde Bewegungsbahnen des in
Abhängigkeit vom späteren Einsatzzweck auf unterschiedliche
Einzelstücklängen grobzerkleinerten Aufgabegutes 2 bei Einleitung des
Spaltvorganges am inneren Rand des rotierenden Mühlenrades eine
Anpassung der Zerkleinerungswerkzeuge erfolgt. Hierzu sind die an sich
bekannten, überwiegend mit meißelförmigen Schneiden ausgeführten
Zerspanungswerkzeuge an die variablen Zerkleinerungsbedingungen derart
anzupassen, dass die Schneidengeometrie und die Schneidenstellung mit den
geometrischen Abmessungen des Aufgabegutges 2 abgestimmt werden.The third exemplary embodiment (FIG. 5) relates to an alternative solution to the second exemplary embodiment. Here, the immediate fine fiberization of the fiber-containing renewable raw materials is provided with the help of an extruder. A
The fourth embodiment relates to the use of high-speed chip mills known per se for defibrating the feed material, in which, in response to changing trajectories of the
Claims (18)
dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Be- und/oder Verarbeitungsstationen gebildet sind, diese als einzelne eigenständige Module hinsichtlich des Stoffflusses miteinander verkettet angeordnet sind, dass damit ein Modulsystem gebildet ist, dass die eigenständigen Module jeweils eine spezielle eigenständige Be- und/oder Verarbeitungsaufgabe zu erfüllen haben und dass dieses Modulsystem eine Be- und/oder Verarbeitung der auf den in der Verfahrensabfolge ersten Modul (I) aufgegebenen nachwachsenden faserhaltigen Rohstoffe (0) in Form von zerkleinern und trocknen oder zerkleinern, trocknen und zerfasern beinhaltet.Arrangement for the extraction and processing of renewable fiber-containing raw materials,
characterized in that individual processing and / or processing stations are formed, these are arranged as individual, independent modules with respect to the material flow, that a module system is formed so that the independent modules each have to perform a specific, independent processing and / or processing task and that this module system includes machining and / or processing of the fiber-containing raw materials (0) given up on the first module (I) in the process sequence in the form of shredding and drying or shredding, drying and shredding.
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige spezielle eigenständige Beund/oder Verarbeitungsaufgabe dadurch festgelegt und realisiert ist, dass in die modularen Stationen energetisch autarke, der jeweiligen Arbeitsaufgabe angepaßte, Maschinen- und/oder Anlagenkomponenten fest installiert sind.Arrangement according to claim 1,
characterized in that the respective special independent handling and / or processing task is defined and implemented by permanently installing machine and / or system components that are energy-autonomous and adapted to the respective task in the modular stations.
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen modularen Stationen aus Containern oder ähnlichen Einhausungs- und/oder Trägermitteln, die transportabel und damit umsetzbar sind, gebildet sind.Arrangement according to claims 1 and 2,
characterized in that the respective modular stations are formed from containers or similar housing and / or carrier means which are transportable and thus implementable.
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modul des Systems, der Grob- oder Vorzerfaserungs- und Trocknungsmodul (I) einen Trommelhacker (1), Förder- und Übergabe- sowie Dosiereinrichtungen wie Schurre (3) und Dosierrinne (4), eine Siebbodenanordnung (6), im Trocknungsbereich (7), d.h. im Bereich der Siebbodenanordnung (6), räumlich darum herum angeordnete Mikrowellenstrahler, die über einen oder mehrere Mikrowellengenerator(en) (8) versorgt werden, und Luftumwälz- und Luftentfeuchtungseinrichtungen (9) im und nach dem Trocknungsbereich (7) enthalten.Arrangement according to claims 1 to 3,
characterized in that the first module of the system, the coarse or pre-defibration and drying module (I) a drum chipper (1), conveying and transferring and metering devices such as chute (3) and metering channel (4), a sieve plate arrangement (6) , in the drying area (7), ie in the area of the sieve tray arrangement (6), microwave emitters arranged around it, which are supplied by one or more microwave generators (8), and air circulation and dehumidifying devices (9) in and after the drying area (7) included.
dadurch gekennzeichnet, dass in den Grob- oder Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul (I) zwischen der Dosierrinne (4) und der Siebbodenanordnung (6) eine Zerfaserungseinrichtung (13) geschaltet ist.Arrangement according to claim 4,
characterized in that a fiberizing device (13) is connected in the coarse or pre-shredding and drying module (I) between the metering channel (4) and the sieve plate arrangement (6).
dadurch gekennzeichnet, dass der Grob- oder Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul (i) in zwei separate Module, einen Grob- oder Vorzerkleinerungsmodul (I/1) und einen Trocknungsmodul (I/2) aufgeteilt sein kann, wobei die apparativen Einrichtungen (1) bis (4) oder (1) bis (13) dem Grob- oder Vorzerkleinerungsmodul (I/1) zugehörig und die apparativen Einrichtungen (4) bis (9) dem Trocknungsmodul (I/2) zugehörig sind..Arrangement according to claims 1 to 5,
characterized in that the coarse or pre-shredding and drying module (i) can be divided into two separate modules, a coarse or pre-shredding module (I / 1) and a drying module (I / 2), the apparatus (1) to (4) or (1) to (13) belong to the coarse or pre-shredding module (I / 1) and the apparatus (4) to (9) belong to the drying module (I / 2).
dadurch gekennzeichnet, dass dem Grob- oder Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul (1) oder den Modulen (I/1) und (I/2) wahlweise ein Grobzerfaserungsmodul (II) und/oder ein Feinzerfaserungsmodul (III) nachgeordnet sind, wobei der Grobzerfaserungsmodul (II) mit Scheibenmühlen (14), Zyklon-Schlauchfilter-Anordnung (16, 17) und Klassiereinrichtung (18) ausgerüstet ist, der Feinzerfaserungsmodul (III) mit, dem Fachmann verständlichen, analogen Zerfaserungseinrichtungen ausgerüstet ist und alternativ beide mit Schneckenextruder (20) oder mit nicht dargestellten Spanmühlen und Klassiereinrichtung (18) ausgerüstet sein können. Arrangement according to claims 1 to 3,
characterized in that the coarse or pre-shredding and drying module (1) or the modules (I / 1) and (I / 2) are optionally followed by a coarse defibration module (II) and / or a fine defibration module (III), the coarse defibration module ( II) is equipped with disc mills (14), cyclone bag filter arrangement (16, 17) and classifying device (18), the fine fiberization module (III) is equipped with analog fiberization devices which are understandable to the person skilled in the art and alternatively both with screw extruders (20) or can be equipped with chip mills and classification device (18), not shown.
dadurch gekennzeichnet, dass den wahlweise schaltbaren Grob- und Feinzerfaserungsmodulen (II, III) ein Nachzerfaserungsmodul (IV) mit analoger Zerfaserungstechnik und/oder wahlwiese ein Verladungsmodul(V) nachgeschaltet ist/sind.Arrangement according to claims 1 to 3,
characterized in that the optionally switchable coarse and fine defibration modules (II, III) are followed by a post-defibration module (IV) with analog defibration technology and / or optionally a loading module (V).
dadurch gekennzeichnet, dass diese Rohstoffe (0) einem gebildeten modularen System zugeführt werden, in welchem eine modulweise Be- und/oder Verarbeitung mittels jeweils zugehöriger, eine jeweilige bestimmte Be- und/oder Verarbeitungsstufe ermöglichende Be- und/oder Verarbeitung realisiert wird, wobei die Be- und/oder Verarbeitungsmodule wahlweise miteinander hinsichtlich des Stoffflusses verkettet sind, daß diese Be- und/oder Verarbeitungsmodule die aufgegebenenRohstoffe (0) zerkleinern und trocknen oder zerkleinern, trocknen und zerfasern und somit Zwischen- oder Endprodukte als für verschiedene Anwendungen einsetzbare Naturfasern herstellen.Process for the extraction and processing of renewable fiber-containing raw materials,
characterized in that these raw materials (0) are fed to a formed modular system in which processing and / or processing on a module basis is carried out by means of associated processing and / or processing which enables a particular specific processing and / or processing stage, whereby the processing and / or processing modules are optionally linked to one another with regard to the material flow, that these processing and / or processing modules shred and dry or shred or shred, dry and shred the raw materials (0) and thus produce intermediate or end products as natural fibers which can be used for various applications .
dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Be- und Verarbeitungsmodul, dem Grob- oder Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul (I), der bei örtlich gegebener Notwendigkeit auch noch in zwei einzelnen, miteinander verketteten, selbstständigen Modulen als Zerkleinerungsmodul (I/1) und Trocknungsmodul (I/2) aufstellbar ist, stangen- und/oder halmförmige faserhaltige Rohmaterialien (0) zugeführt werden, in diesem/diesen Modul/Modulen mittels Trommelhacker (1) bzw. durch ziehenden Schnitt in Hackschnitzel (2) vorzerkleinert werden, dass diese Hackschnitzel (2) über Förder- und Dosiermittel (3, 4) in den Trocknungsbereich (7) mit Siebbodenanordnung (6) befördert werden, dass diese Hackschnitzel (2) im Trocknungsbereich (7) mittels Trocknungsluft (5.1) derart umströmt werden, dass eine Auflockerung der Hackschitzelschicht auf der Siebbodenanordnung oder Aufwirbelung der Hackschnitzel insgesamt erfolgt, dass diese aufgelockerten oder aufgewirbelten Hackschnitzel (2) im Trocknungsbereich (7) durch eine räumliche Anordnung von Mikrowellenstrahlern einem Mikrowellenfeld ausgestzt werden, wodurch eine Erwärmung des im Rohstoff enthaltenen Wassers und damit eine Wasserdampfdiffusion eintritt, die mittels der strömenden und wirbelnden Trocknungsluft (5.1) und dem in diesem Modul angeordnetenEntfeuchtungssystem (9) aufgenommen und abgeführt wird.Method according to claim 9,
characterized in that a first treatment and processing module, the coarse or pre-shredding and drying module (I), which, if necessary locally, also in two individual, interlinked, independent modules as a shredding module (I / 1) and drying module (I / 2) can be set up, rod-shaped and / or straw-shaped fiber-containing raw materials (0) are fed in, in this / these module (s) by means of drum chipper (1) or by pulling cut into wood chips (2) that these wood chips (2 ) are conveyed via conveying and dosing means (3, 4) into the drying area (7) with sieve tray arrangement (6) in such a way that the woodchips (2) in the drying area (7) are flowed around by means of drying air (5.1) in such a way that loosening of the woodchip layer on the sieve tray arrangement or whirling up the wood chips overall, these loosened or whirled up wood chips (2) in the drying area ( 7) by means of a spatial arrangement of microwave radiators, a microwave field is caused, whereby the water contained in the raw material heats up and thus water vapor diffusion occurs, which is absorbed and discharged by means of the flowing and swirling drying air (5.1) and the dehumidification system (9) arranged in this module .
dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel (2) in Einzelstücklängen von 20 bis 70 mm vorzerkleinert werden und mittels Schurre (3) und Dosierrinne (4) entweder in den Trocknungsbereich (7) befördert werden oder alternativ dazu vorher noch einer Zerfaserung (13) unterzogen werden, die sich auch außerhalb dieses modularen Systems befinden kann.A method according to claim 10,
characterized in that the wood chips (2) are pre-shredded into individual piece lengths of 20 to 70 mm and are either conveyed into the drying area (7) by means of a chute (3) and metering channel (4) or, alternatively, are subjected to fiberization (13) beforehand , which can also be located outside of this modular system.
dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsprodukte nach dem Grob- oder Vorzerkleinerungs- und Trocknungsmodul (I) oder den Modulen I/1 und I/2 wahlweise einem Grobzerfaserungsmodul (II) und/oder einem Feinzerfaserungsmodul (III) zugeführt werden, wobei der Grobzerfaserungsmodul (II) mittels Scheibenmühlen (14), Zyklon-Schlauchfilter-Anordnung (16, 17) und Klassiereinrichtung (18) die Produkte verarbeitet und der Feinzerfaserungsmodul dies mit analogen, dem Fachmannn bekannten Zerfaserungseinrichtungen vornimmt, wobei auch alternativ diese Verarbeitung mit Schneckenextrudern (20) oder nicht dargestellten Spanmühlen und Klassiereinrichtungen (18) vorgenommen werden kann. Method according to claim 9,
characterized in that the processing products after the coarse or pre-shredding and drying module (I) or the modules I / 1 and I / 2 are optionally fed to a coarse defibration module (II) and / or a fine defibration module (III), the coarse defibration module (II ) processes the products by means of disc mills (14), cyclone bag filter arrangement (16, 17) and classifying device (18) and the fine fiberization module does this with analogous fiberizing devices known to the person skilled in the art, alternatively this processing with screw extruders (20) or not Chip mills and classifying devices (18) shown can be made.
dadurch gekennzeichnet, dass die am Scheibenumfang der Scheibenmühle (14) abgeschleuderten Zerfaserungsprodukte gemeinsam entweder über die Zyklon-Schlauchfilter-Anordnung (16, 17) abgesaugt und danach dem Trocknungsbereich (7) mit anschließender Klassierung (18) zugeführt werden oder dass die Zerfaserungsprodukte gemeinsam mit der Förderluft aus der Zerfaserungsmaschine (14) direkt in den Trocknungsbereich überführt werden.Method according to claim 12,
characterized in that the defibrillating products thrown off at the disc periphery of the disc mill (14) are either suctioned off via the cyclone bag filter arrangement (16, 17) and then fed to the drying area (7) with subsequent classification (18) or that the defibering products together with the conveying air from the defibration machine (14) is transferred directly to the drying area.
dadurch gekennzeichnet, dass eine einstufige Zerfaserung in einem an sich bekannten Schneckenextruder (20) überwiegend als Kombination von vorzugsweise scherender Beanspruchung der aufgegebenen Hackschnitzel (2) untereinander und mit den feststehenden Gehäusewandungen sowie der Oberfläche der mindestens zwei im Extruder vorhandenen gegenläufig mit geringer Drehzahl von ≤ 100 min-1 relativ langsam bewegten Extruderschnecken mit in axialer Richtung konstanter oder variabler Schneckensteigung bei einzustellendem Rückstau durch Drosselung des Austragsquerschnittes des Extruders zwischen 10 und 50 % erfolgt, dass die an sich bekannten Effekte des Aufsprengens von Werkstoffverbunden durch Wasserdampf aus der Verdampfung des mit dem Aufgabegut zugeführten Wassers infolge des Druck- und Temperaturanstiegs durch die Verdichtungs- und Reibungserwärmung des Mahlgutes vor allem die Bildung von Feingutanteilen bewirken, dass durch den Schneckenextruder (20) seinerseits eine Beeinflussung des Druckaufbaus im Extruderinnenraum mit verstellbarer Schneckendrehzahl, durch austauschbare Extruderschnecken unterschiedlicher Steigung und mit einer Verstellvorrichtung zur Anpassung des Austragsquerschnittes vorgenommen wird und dass nach der Zerfaserung nur noch die Abtrennung des Überkorns (19.3) auf einer als konventionelle Siebmaschine ausgeführten Klassiereinrichtung (18) zur Wiederaufgabe auf den Extruder (20) nötig ist.Method according to claim 12,
characterized in that a single-stage defibrillation in a screw extruder (20) known per se predominantly as a combination of preferably shearing stress on the chips (2) being fed in with one another and with the fixed housing walls and the surface of the at least two extruders present in the extruder in opposite directions at a low speed of ≤ 100 min -1 relatively slowly moving extruder screws with constant or variable screw pitch in the axial direction with backflow to be set by throttling the discharge cross-section of the extruder between 10 and 50%, that the known effects of the blowing up of material compounds by water vapor from the evaporation of the Feed water supplied as a result of the pressure and temperature increase due to the compression and frictional heating of the ground material, above all the formation of fine material components, which in turn has an influence on the screw extruder (20) pressure build-up in the interior of the extruder with adjustable screw speed, by exchangeable extruder screws of different pitch and with an adjustment device to adjust the discharge cross-section, and that after the defibration, only the oversize (19.3) is separated on a classifying device (18) designed as a conventional screening machine for re-feeding the extruder (20) is necessary.
dadurch gekennzeichnet, dass die Zerfaserung des vorzerkleinerten Aufgabegutes (2) durch die Kombination von Spalt- und Scherbeanspruchung in einer an sich bekannten schnelllaufenden Spanmühle mit veränderlicher Schneidengeometrie am rotierenden Mühlenrad erfolgt und dass die Schneidengeometrie sowie die Schneidenstellung der an sich bekannten, überwiegend meißelförmig ausgeführten Zerspanungswerkzeuge an die veränderlichen geometrischen Abmessungen des Aufgabegutes (2) angepaßt werden.Method according to claim 12,
characterized in that the shredding of the pre-comminuted feed material (2) takes place through the combination of gap and shear stress in a known high-speed chip mill with variable cutting geometry on the rotating mill wheel and that the cutting geometry and the cutting position of the known, mostly chisel-shaped cutting tools can be adapted to the variable geometric dimensions of the feed material (2).
dadurch gekennzeichnet, dass das einem schwach geneigten mit Trocknungsluft (5.1) durchströmten und als unterste Begrenzung einer Wirbelschicht im Trocknungsbereich (7) anzusehenden Siebboden (6) als Hackschnitzel (2) oder Zerfaserungsgut aufgegebene Trocknungsgut auf dem schwach geneigten Siebboden oder Rost (6) verwirbelt wird, wobei die dem Rost (6) zugeordneten ein oder mehrere vorzugsweise als Freiraumapplikator gestalteten Mikrowellenstrahler zur Beeinflussung der an das Trockengut zu übertragenden Mikrowellenenergie regel- und verstellbar ausgeführt sind, dass durch den Siebboden (6) in Abhängigkeit von der aufgegebenen Hackschnitzelmenge und der gewünschten Trocknungsverhältnisse gering verdichtete Druckluft als verwirbelte Trocknungsluft (5.1) kontinuierlich hindurchgeblasen wird und so für die Auf- und Verwirbelung der kontinuierlich oder satzweise zugeführten Hackschnitzel (2) gesorgt wird, dass nach Verlassen des Wirbelschichtbereiches die mit Wasserdampf angereicherte Wirbelluft (5.2) einem äußeren Entfeuchtungssystem (9) zugeleitet wird und dass zur Erfüllung unterschiedlicher Faseranwenderanforderungen hinsichtlich Gutfeuchtebereich mit ϕ ≤ 20 % eine Regelung der Fertigguttemperatur und der Gutfeuchte vorgenommen wirdA method according to claim 10,
characterized in that the sieve plate (6), which is passed through a slightly inclined drying air (5.1) and is to be regarded as the bottom boundary of a fluidized bed in the drying area (7), swirls on the slightly inclined sieve plate or grate (6) as wood chips (2) or defibrillating material is, the one or more microwave emitters assigned to the grate (6), preferably designed as a free-space applicator, for controlling the microwave energy to be transferred to the dry material being designed so that they can be regulated and adjusted such that the sieve bottom (6) depends on the quantity of wood chips and the desired quantity Drying conditions of compressed air with low compression are continuously blown through as swirled drying air (5.1), thus ensuring the swirling and swirling of the wood chips (2), which are fed in continuously or in batches, so that after leaving the fluidized bed area, they are enriched with water vapor Vortex air (5.2) is fed to an external dehumidification system (9) and that to meet different fiber user requirements with regard to the moisture content range, Fertig ≤ 20%, the finished goods temperature and moisture content are regulated
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verweildauer des Trockengutes in der mikrowellenbestrahlten Wirbelschicht und durch Veränderung der Zuluftparameter die angestrebten variablen Endfeuchten in der Faseraufbereitung, insbesondere in der Bambusfaseraufbereitung, erreicht werden und dass dazu nach dem Erreichen der eingestellten Fertiggutfeuchte ϕ am Ende der im Durchlaufbetrieb arbeitenden Wirbelschicht das getrocknete Fertiggut über ein die Verweildauer in der Schicht regelndes verstellbares Wehr (10) ausgetragen wird sowie die entfeuchtete Trocknerluft (5.1) über ein Druckerhöhungssystem (11) im Kreislauf zu führen ist.A method according to claim 16,
characterized in that the desired final moisture levels in the fiber processing, in particular in the bamboo fiber processing, are achieved by the dwell time of the dry material in the microwave-irradiated fluidized bed and by changing the supply air parameters, and in addition that after reaching the set finished product moisture ϕ at the end of the fluidized bed working in continuous operation the dried finished product is discharged via an adjustable weir (10) which regulates the dwell time in the shift, and the dehumidified dryer air (5.1) is circulated via a pressure-increasing system (11).
dadurch gekennzeichnet, dass das mit Mikrowellenstrahlern ausgerüstete Trocknungsbereich (7) ein- oder mehrstufig ausgeführt wird, dass die Feststofftrocknung satzweise oder kontinuierlich bis zum Erreichen der einstellbaren Fertiggutfeuchte erfolgt und dass der Feststofftransport vorzugsweise pneumatisch im Gegenstrom und/oder quer zur Strömungsrichtung der Trocknungszuluft (5.1) stattfindet.A method according to claim 10,
characterized in that the drying area (7) equipped with microwave radiators is carried out in one or more stages, that the solids are dried batchwise or continuously until the adjustable finished product moisture is reached and that the solids are transported preferably pneumatically in counterflow and / or transversely to the direction of flow of the drying air (5.1 ) takes place.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP00250077A EP1130139A1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Arrangement and method for obtaining and processing of growing up fibrous raw materials |
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EP00250077A EP1130139A1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Arrangement and method for obtaining and processing of growing up fibrous raw materials |
Publications (1)
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EP1130139A1 true EP1130139A1 (en) | 2001-09-05 |
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