EP1222061B1 - Vorrichtung und verfahren zum aufschluss von holzwerkstoffen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufschluss von holzwerkstoffen Download PDF

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EP1222061B1
EP1222061B1 EP00942095A EP00942095A EP1222061B1 EP 1222061 B1 EP1222061 B1 EP 1222061B1 EP 00942095 A EP00942095 A EP 00942095A EP 00942095 A EP00942095 A EP 00942095A EP 1222061 B1 EP1222061 B1 EP 1222061B1
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packing
screws
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screw
opening
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Reiner Stracke
Rudolf Wilholt
Alireza Kharazipour
Kurt Nonninger
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Pfleiderer G A GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material

Definitions

  • the present invention relates to a device for the digestion of wood-based materials according to the Preamble of the main claim as well as a procedure its implementation.
  • Such a generic device is known (US-A-3,741,863).
  • A serves in this device trained as at least one stuffing screw Transport device for transporting the Digestion material, this one in a Outer jacket arranged discharge opening radially is transported. Furthermore, the feed opening the first stuffing auger as Inlet opening (77) used for steam.
  • the disadvantage of this known device Need besides the stuffing augers Seals in the form of a rotary valve (72) in front of the Provide feed opening of the first stuffing screw and in the form of a cyclone separator after the last one To provide a stuffing screw, creating such facilities are expensive.
  • the object of the present invention is a Generic device and a method create a continuous and therefore simple and economical digestion of Enable wood-based materials.
  • the device can that is, both economically and ecologically Respect to be operated optimally.
  • digestion pressures from 2 to 11 bar Maintain overpressure, preferably in Range from 2 to 8 bar and especially in the range from 3 to 6 bar overpressure.
  • the digestion process from the filling with the crushed chipboard fragments up to completely digested, moist wood mass is done with several, at least three in a row switched snails.
  • This pressure tight Darning augers perform several functions: both the transportation as well as the continuous Crushing and hydrolysis of the pre-swollen Mass of wood on the one hand due to the friction of the particles to each other, and on the other hand the actual one takes place Digestion process by water, steam and Heat absorption within the pipe screw system.
  • a modular construction is possible, whereby several identical screws and also drive systems can be used, making the cost crucial reduced.
  • the first has proven to be useful Darning screw into which the material to be digested is introduced with preheated water fill.
  • a water temperature of approx. 20 ° C to 95 ° C can be used.
  • the screw transport within the plant enables a homogenization of the wood mass and about the constant rubbing together during the Transports a good and continuous Size reduction, which is a good surface wetting causes. This can cause the enthalpy of the steam to over the entire pipe length can be fully used, because the rubbing against each other always Detach loosened layers mechanically and underneath expose lying, not yet solved layers that then easily caught by the steam. About The process can process higher process pressures again be accelerated.
  • the exhaust gas heat can be used almost completely and is compared to discontinuous operation not lost according to the state of the art.
  • the heat the moist, open wood mass can can also be used by after leaving from the last screw conveyor shortest way into the dryer. Thereby heat loss and drying effort minimized.
  • stuffing snails are thus used, which make it possible during the Material transport a pressure in too build up transporting material.
  • Such Snails also known as stuffing snails are, for example, one-sided Snails, the outlet opening of which runs axially. she can be a progressive or degressive slope have, that is, the distances between the coils increase or decrease per turn.
  • the transport speed through the stuffing augers is different, it can depend on the Vary the number of stuffing screws used. at a larger number of stuffing screws can Throughput speed can be increased at a smaller number, it must be reduced in order to dwell time necessary for the digestion guarantee.
  • the digestion can generally follow a Residence time approx. 30 min, preferably 20 min are completely effected so that when using more than three stuffing screws the dwell time per Darning screw is only a few minutes. Across from conventional discontinuous digestion processes this means a significant shortening of the Digestion time.
  • the water temperatures can be 20 to 95 ° C.
  • the water causes in Interaction with the abandoned wood materials an additional seal for the digestion overpressure used compared to Outside atmosphere.
  • the first stuffing screw is advantageously turned on the feed side of the material with a high pressure lock equipped. On the exit side is one Pressure control is not absolutely necessary since here the pressure can drop to ambient pressure.
  • the stuffing snails all had one 400 mm in diameter and 2.5 m in length. The It was driven by an electric motor uniform power of 10 kW. The first Darning screw was with a high pressure lock Fill level indicator provided.
  • Chipboard material which had been comminuted to a particle size of approximately 8x8x20 cm 3 was introduced into the first stuffing screw.
  • the screw was filled with preheated water, which had a temperature of approx. 90 ° C.
  • the feed speed of the stuffing augers was like this controlled that a dwell time of approx. 5 min. resulted in each stuffing screw.
  • the third stuffing screw became saturated steam with a Pressure of 4 bar overpressure metered in.
  • the device shown in Figure 1 contains five in a row arranged augers 1, 2, 3, 4 and 5, which are driven by drive motors 6.
  • the axial exit area of each screw is axial Direction perpendicular to the entrance area of the flanged subsequent stuffing screw, whereby pressure-tight connections are used.
  • the Darning screw 3 contains a steam supply 7, the is connected to a saturated steam source (not shown).
  • the stuffing screw 1 contains a feed device 8 for entering the digestion material.
  • At the The end of the last screw 5 is either one Vapor suction device or a spring cover 9 arranged.
  • the device shown in Fig. 1 has overall five pressure or so-called stuffing screws 1, 2, 3, 4, 5, each by drive motors 6 are driven. At the first snail the supply of those that have preferably already broken Wood material pieces as material feed. At the last snail 5 is an end Dispensing opening provided with a spring cover.
  • the five stuffing screws are arranged one behind the other and serve both as a digestion container and as Transport device for the wood-based material pieces.
  • Each stuffing screw has a housing-fixed Outer jacket 10 and an arranged therein drivable shaft 11 arranged around it Coils 12 of a predeterminable slope. Between the gears of the spirals on the one hand and between the (inner) shaft and the (outer) outer jacket the particles are transported.
  • the stuffing snails 2, 3, 4, and 5 indicate when reproduced Embodiment the same, each other but possibly different slopes of the Spirals up.
  • the stuffing screw 1 has coils 13 changing diameter or pitch.
  • the pressure screw and the stuffing screw 3 are each arranged horizontally.
  • stuffing screws 2 and 4 are angled, preferably arranged vertically.
  • the individual stuffing augers are like this connected in series that the Wood material pieces in the axial direction (Transport direction) 14 of the stuffing screw from the Feed opening 15 in the outer jacket 10 to one frontal discharge opening 16 in the axial direction are transported, being between the Feed opening and the discharge opening in the outer jacket 10 in the stuffing screw 3, the inlet opening 7 for Steam is provided.
  • the stuffing screw 2 can with an inlet opening 17 for water, preferably Be equipped with hot water. All stuffing snails, or at least part of it can be heated be designed.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschluss von Holzwerkstoffen gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zu dessen Durchführung.
Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist bekannt (US-A-3,741,863). In dieser Vorrichtung dient eine als zumindest eine Stopfschnecke ausgebildete Transporteinrichtung zum Transport des Aufschlussmaterials, wobei dieses zu einer im Außenmantel angeordneten Abgabeöffnung radial transportiert wird. Ferner wird die Zuführöffnung der ersten Stopfschnecke zugleich als Einleitungsöffnung (77) für Dampf verwendet. Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung die Notwendigkeit, außer den Stopfschnecken weitere Abdichtungen in Form eines Drehventils (72) vor der Zuführöffnung der ersten Stopfschnecke vorzusehen und in Form eines Zyklon-Trenners nach der letzten Stopfschnecke vorzusehen, wodurch solche Anlagen aufwendig sind.
Es ist ferner bekannt (DE 198 19 988 A1), eine als Förderschnecke ausgebildete Transporteinrichtung zum Transport des Aufschlussmaterials durch den Imprägnier- und vorquellschacht einzusetzen, während die zweite Förderschnecke zum Transport des bereits aufgeschlossenen Materials aus dem Aufschlussschacht dient. Im eigentlichen Aufschlussschacht wird das Aufschlussmaterial nicht durch Förderschnecken transportiert. Die Vorrichtung hat den Nachteil, dass beim Aufschluss unter Druck der Befüllungsschacht durch geeignete Maßnahme druckdicht verschliessbar sein muss. Auch der Austrag des aufgeschlossenen Materials muss geeignet druckdicht ausgebildet sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, die einen kontinuierlichen und damit einfachen und wirtschaftlichen Aufschluss von Holzwerkstoffen ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren durch den Gegenstand des Verfahrens- bzw. Vorrichtungshauptanspruchs.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass eine Anordnung von mindestens drei Stopfschnecken hintereinander ein Durchleiten von Aufschlussmaterial ermöglicht, wobei das Füllgut die zumindest drei Stopfschnecken soweit abdichtet, dass das Aufschlussverfahren auch unter Druck durchgeführt werden kann. Dabei wird Dampf vorzugsweise unter Überdruck, bspw. Druck von mindestens 2 bar über eine zwischen der Zuführöffnung und der Abgabeöffnung im Außenmantel vorgesehenen Einleitungsöffnung für den Dampf in eine der Stopfschnecken eingeleitet, die nicht die erste oder die letzte der Stopfschnecken-Anordnung ist. Dabei kann in den randseitigen Stopfschnecken zwar ein Druckabfall beobachtet werden, der bis zum atmosphärischen Druck abfallen kann, wobei aber im mittleren Teil die Anordnung zur Aufrechterhaltung eines Arbeitsdrucks führt, der bis zu 11 bar Überdruck betragen kann, mindestens aber 2 bis 3 bar Überdruck beträgt. Beim Einleiten von Dampf mit einem Überdruck von 4 bar liegt die Aufschlusstemperatur an der Dampfeinleitungsstelle bei ca. 143°C. Aus räumlichen Gründen ist eine Anordnung bevorzugt, bei der der Ausgang jeweils einer Stopfschnecke in etwa rechtwinklig in den Eingangsbereich der nachfolgenden Stopfschnecke einmündet.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung bei einem vollständig kontinuierlich geführten Verfahren liegt insbesondere darin, dass auf aufwendige Abdichtungsmassnahmen an der Vorrichtung verzichtet werden kann und dass trotzdem ein kontinuierliches Arbeiten möglich ist. Dadurch ist ein Arbeiten möglich ohne Öffnen und folgendes Abdichten von Anlageteilen, wodurch weder Energie noch Schadstoffe aus der Anlage austreten können. Die Vorrichtung kann also sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht optimal betrieben werden.
Im erfindunggemässen Verfahren lassen sich, insbesondere bei Verwendung von mindestens fünf Stopfschnecken, Aufschlussdrucke von 2 bis 11 bar Überdruck aufrechterhalten, wobei vorzugsweise im Bereich von 2 bis 8 bar und insbesondere im Bereich von 3 bis 6 bar Überdruck gearbeitet wird.
Da durch den Schneckendurchlauf das aufzuschliessende Material nicht nur transportiert wird, sondern gleichzeitig auch homogenisiert wird, wird durch die Reibung der Teilchen aneinander mechanisch eine kontinuierliche Zerkleinerung bewirkt und die chemische Hydrolyse erleichtert. Dadurch wird der Aufschluss der Teilchen so beschleunigt, dass bereits wenige Minuten Verweilzeit in den Schnecken genügen, um einen guten Aufschluss zu bewirken. Bei hydrolyseresistenteren Holzwerkstoffen kann die Hydrolyse durch geeignete Maßnahmen, wie eine Anhebung oder Absenkung des pH-Werts begünstigt werden.
Der Aufschlussprozess von der Befüllung mit den zerkleinerten Spanplatten-Bruchstücken bis zur vollständig aufgeschlossenen, feuchten Hölzmasse erfolgt demnach mit mehreren, mindestens drei hintereinander geschalteten Schnecken. Diese druckdichten Stopfschnecken erfüllen mehrere Funktionen: sowohl den Transport als auch die kontinuierliche Zerkleinerung und Hydrolyse der vorgequollenen Holzmasse zum einen durch Reibung der Teilchen aneinander, und zum anderen erfolgt der eigentliche Aufschlussprozess durch Wasser-, Dampf- und Wärmeaufnahme innerhalb des Rohrschneckensystems. Dabei ist ein Aufbau in Modulbauweise möglich, wobei mehrere baugleiche Schnecken und auch Antriebssysteme eingesetzt werden können, was die Kosten entscheidend verringert.
Durch die unabhängig voneinander steuerbaren Stopfschnecken und Antriebssysteme kann die Vorschubgeschwindigkeit an die gegebenen Prozessbedingungen angepasst werden, wobei die maximalen Grenzen nur durch die Dimensionsierung der Transportsysteme und die Reaktionsgeschwindigkeit des Aufschlusses gegeben sind.
Da die gesamte Verfahrensführung unter Druck erfolgt, ist eine druckdichte Anlage erforderlich, was den Vorteil hat, dass keine schädlichen Emissionen aus dem Aufschlussprozess in die Umgebung gelangen können. Da die Anlage auch abwasserfrei betrieben werden kann, wird damit Umweltschutzbelangen in hohem Maße Rechnung getragen.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die erste Stopfschnecke, in die das aufzuschliessende Material eingebracht wird, mit vorgewärmtem Wasser zu befüllen. Dabei kann eine Wassertemperatur von ca. 20°C bis 95°C Verwendung finden.
Der Schneckentransport innerhalb der Anlage ermöglicht eine Homogenisierung der Holzmasse und über das ständige Aneinanderreiben während des Transports eine gute und kontinuierliche Zerkleinerung, was eine gute Oberflächenbenetzung bewirkt. Dadurch kann die Enthalpie des Dampfes über die gesamte Rohrlänge vollständig ausgenutzt werden, da sich durch das Aneinanderreiben immer die angelösten Schichten mechanisch ablösen und darunter liegende, noch nicht gelöste Schichten freilegen, die dann leicht von dem Dampf erfasst werden. Ueber höhere Prozessdrucke kann das Verfahren nochmals beschleunigt werden.
Die Abgaswärme kann nahezu vollständig genutzt werden und geht im Vergleich zum diskontinuierlichen Betrieb nach dem Stand der Technik nicht verloren. Die Wärme der feuchten aufgeschlossenen Holzmasse kann zusätzlich genutzt werden, indem nach dem Austritt aus der letzten Stopfschnecke der Transport auf kürzestem Wege in den Trockner erfolgt. Dadurch werden Wärmeverluste und der Trocknungsaufwand minimiert.
Mit Hilfe der Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit kann die Wasser-, Dampf- und Wärmeaufnahme des Aufschlussguts sehr genau beeinflusst werden, was eine weitere Optimierung der Prozessparameter, insbesondere des Energieeinsatzes und eine optimale Prozessführung erlaubt.
Erfindungsgemäss werden also Stopfschnecken eingesetzt, die es ermöglichen, während des Materialtransports einen Druck im zu transportierenden Material aufzubauen. Solche Schnecken, die auch als Stopfschnecken bezeichnet werden, sind beispielsweise einseitig gelagerte Schnecken, deren Ausgangsöffnung axial verläuft. Sie können eine progressive oder degressive Steigung aufweisen, d.h., dass die Abstände der Wendeln sich pro Windung vergrössern bzw. verringern.
Einen wesentlichen Einfluss auf die Hydrolyse der Holzwerkstoffe hat die Aufschlusstemperatur. Je höher der Druck des zum Aufschluss eingesetzten Dampfes ist, umso höher ist die Aufschlusstemperatur. Bei einem Dampfdruck von 4 bar Überdruck beträgt die Temperatur ca. 143°C. Bei Aufschlussdrucken in der Grössenordnung von ca. 8 bar kann es in Abhängigkeit von der Holzart und anderen Prozessparametern zu einer unerwünschten Verfärbung der Späne kommen. Die eingesetzten Dampfdrucke müssen also sorgfältig überwacht werden. Im allgemeinen wird man Drucke zwischen 7 und 11 bar wählen, bevorzugt aber von 2 bis 8 bar und insbesondere von ca. 3 bis 6 bar Überdruck.
Die Transportgeschwindigkeit durch die Stopfschnecken ist unterschiedlich, sie kann in Abhängigkeit von der Anzahl der eingesetzten Stopfschnecken variieren. Bei einer grösseren Anzahl von Stopfschnecken kann die Durchsatzgeschwindigkeit erhöht werden, bei einer kleineren Anzahl muss sie erniedrigt werden, um die für den Aufschluss nötige Verweilzeit zu gewährleisten. In Abhängigkeit vom verwendeten Druck kann der Aufschluss im allgemeinen nach einer Verweilzeit ca. 30 min, vorzugsweise 20 min vollständig bewirkt werden, sodass bei Verwendung von mehr als drei Stopfschnecken die Verweilzeit pro Stopfschnecke nur wenige Minuten beträgt. Gegenüber herkömmlichen diskontinuierlichen Aufschlussverfahren bedeutet dies eine wesentliche Verkürzung der Aufschlusszeit.
Unter den genannten Bedingungen werden im allgemeinen Drehzahlen der Stopfschnecken erreicht, die in der Grössenordnung von wenigen Umdrehungen pro Minute liegen, beispielsweise 3 bis 10 U/min.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, beim Materialeintrag in der ersten Stopfschnecke vorgewärmtes Wasser zuzugeben. Die Wassertemperaturen können 20 bis 95°C betragen. Das Wasser bewirkt im Zusammenwirken mit den aufgegebenen Holzmaterialien eine zusätzliche Abdichtung des zum Aufschluss verwendeten Überdrucks gegenüber der Aussenatmosphäre.
Die aufzuschliessenden Holzmaterialien werden vor dem. Aufschluss grob vorzerkleinert, wobei sich Teilchengrössen in der Grössenordnung von ca. 3 bis 10 cm, vorzugsweise 3 bis 5 cm als besonders zweckmässig erwiesen haben. Eine Zerkleinerung unter 2 cm ist nicht mehr vorteilhaft, da dann die Abtrennung von Beschichtungen oder anderen Beimengungen schwieriger wird.
Es hat sich gezeigt, dass unter günstigen Bedingungen z.B. durch eine gute Abdichtung der einzelnen Stopfschnecken, bereits mit drei derselben, die hintereinander angeordnet sind, in der mittleren davon der dem Druck des eingeleiteten Dampfes entsprechende Aufschlussdruck aufrechterhalten lässt. Bei einer Anordnung von mehr als drei Stopfschnecken wird die Zone des wünschenswerten Reaktionsdrucks noch verbreitert, sodass die Durchlaufgeschwindigkeit der einzelnen Stopfschnecken gesteigert werden kann.
Vorteilhafterweise wird die erste Stopfschnecke an der Aufgabeseite des Materials mit einer Hochdruckschleuse ausgerüstet. An der Austrittsseite ist eine Druckregelung nicht unbedingt erforderlich, da hier der Druck bis zum Umgebungsdruck abfallen kann.
Weitere zweckmässige Ausgestaltungen der Erfundung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung und der Beispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1
den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit insgesamt fünf Stopfschnecken zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens.
BEISPIEL 1
Fünf Stopfschnecken wurden so hintereinander angeordnet, dass der axiale Ausgang jeder Stopfschnecke seitwärts etwa rechtwinklig-in den Eingangsbereich der nachfolgenden Stopfschnecke einmündete. Alle Verbindungen zwischen den Stöpfschnecken waren druckdicht ausgestaltet.
Die Stopfschnecken hatten einheitlich einen Durchmesser von 400 mm und eine Länge von 2,5 m. Der Antrieb erfolgte durch Elektromotore einer einheitlichen Leistung von 10 kW. Die erste Stopfschnecke war mit einer Hochdruckschleuse mit Füllstandsanzeiger versehen.
In der Mitte der dritten Stopfschnecke war eine Dampfzuleitung angeordnet, die mit einer Dampfquelle für Sattdampf von 5 bar abs. verbunden war. Die letzte Stopfschnecke verfügte über eine Brüdenabsaugvorrichtung am Ende der Schnecke.
In die erste Stopfschnecke wurde Spanplattenmaterial eingegeben, das auf eine Teilchengrösse von ca. 8x8x20 cm3 zerkleinert worden war. Die Schnecke war mit vorgewärmtem Wasser gefüllt, das eine Temperatur von ca. 90°C aufwies.
Die Vorschubgeschwindigkeit der Stopfschnecken war so gesteuert, dass sich eine Verweilzeit von etwa 5 Min. in jeder Stopfschnecke ergab. In die Dampfzuleitung der dritten Stopfschnecke wurde Sattdampf mit einem Druck von 4 bar Überdruck eindosiert.
Die am Ausgang der letzten Stopfschnecke anfallenden Späne entsprachen sowohl optisch als auch in der Teilchengrösse weitgehend üblichen Frischspänen.
Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung enthält fünf hintereinander angeordnete Stopfschnecken 1, 2, 3, 4 und 5, die durch Antriebsmotore 6 angetrieben werden. Der axiale Austrittsbereich jeder Schnecke ist in axialer Richtung rechtwinklig an den Eingangsbereich der nachfolgenden Stopfschnecke angeflanscht, wobei druckdichte Verbindungen verwendet werden. Die Stopfschnecke 3 enthält eine Dampfzuführung 7, die mit einer Sattdampfquelle verbunden ist (nicht dargestellt). Die Stopfschnecke 1 enthält eine Aufgabevorrichtung 8 zur Eingabe des Aufschlussmaterials. Am Ende der letzten Schnecke 5 ist entweder eine Brüden-Absaugvorrichtung oder eine Federblende 9 angeordnet.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist insgesamt fünf Druck- oder auch sogenannte Stopfschnecken 1, 2, 3, 4, 5 auf, die jeweils durch Antriebsmotore 6 angetrieben werden. An der ersten Schnecke erfolgt die Zufuhr der vorzugsweise schon vorgebrochenen Holzwerkstoff-Stücke als Materialzufuhr. An der letzten Schnecke 5 ist eine stirnseitige Abgabeöffnung mit einer Federblende vorgesehen. Die fünf Stopfschnecken sind hintereinander angeordnet und dienen zugleich als Aufschlußbehältnis sowie als Transporteinrichtung für die Holzwerkstoff-Stücke. Jede Stopfschnecke weist einen gehäusefesten Außenmantel 10 sowie eine darin angeordnete, antreibbare Welle 11 mit um sie herum angeordneten Wendeln 12 einer vorgebbaren Steigung auf. Zwischen den Gängen der Wendeln einerseits und zwischen der (inneren) Welle sowie dem (äußeren) Außenmantel werden die Teilchen transportiert. Die Stopfschnecken 2,3,4, und 5 weisen beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel jeweils gleiche, untereinander aber eventuell unterschiedliche Steigungen der Wendeln auf.
Demgegenüber weist die Stopfschnecke 1 Wendeln 13 mit sich änderndem Durchmesser bzw. Steigung auf.
Die Druckschnecke sowie die Stopfschnecke 3 sind jeweils horizontal ausgerichtet angeordnet. Die Stopfschnecken 2 und 4 hingegen sind dazu winklig, vorzugsweise senkrecht angeordnet.
Die einzelnen Stopfschnecken sind derart hintereinander geschaltet, daß die Holzwerkstoff-Stücke in axialer Richtung (Transportrichtung) 14 der Stopfschnecke von der Zuführöffnung 15 im Außenmantel 10 zu einer stirnseitigen Abgabeöffnung 16 in axialer Richtung transportiert werden, wobei zwischen der Zuführöffnung und der Abgabeöffnung im Außenmantel 10 in der Stopfschnecke 3 die Einleitungsöffnung 7 für Dampf vorgesehen ist. Die Stopfschnecke 2 kann mit einer Einlaßöffnung 17 für Wasser, vorzugsweise Warmwasser ausgerüstet sein. Alle Stopfschnecken, oder zumindest ein Teil davon können heizbar ausgestaltet sein.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Aufschluß von Holzwerkstoff-Stücken aus cellulose- und/oder lignocellulosehaltigen Werkstoffen, insbesondere Spanplatten, mitteldichten Faserplatten und dergleichen, mit einer Transporteinrichtung und zumindest einem Aufschlußbehältnis, wobei das Aufschlußbehältnis und die Transporteinrichtung als zumindest eine gemeinsame Stopfschnecke (1,2,3,4,5) mit einem gehäusefesten Außenmantel (10) und einer darin angeordneten, antreibbaren Welle (11) mit an dieser vorgesehenen Wendeln (12) einer vorgebbaren Steigung ausgebildet ist, und wobei die Holzwerkstoff-Stücke in der Stopfschnecke (1,2,3,4,5) von einer Zuführöffnung (15) im Außenmantel (10) zu einer Abgabeöffnung (16) in axialer Richtung (Transportrichtung 14) transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung (16) stirnseitig angeordnet ist, daß zwischen der Zuführöffnung (15) und der Abgabeöffnung (16) im Außenmantel (10) der gemeinsamen Stopfschnecke nur eine Einleitungsöffnung (7) für Dampf vorgesehen ist, daß drei oder mehr Stopfschnecken (1,2,3,4,5) vorgesehen sind, daß die nur eine Dampfeinleitungsöffnung (7) an einer der Stopfschnecken (5) zwischen der in Transportrichtung (14) ersten oder letzten Stopfschnecke (1 bzw. 5) vorgesehen ist und daß die mehreren Stopfschnecken (1,2,3,4,5) in ihrer axialen Ausrichtung jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitungsöffnung (7) als Druckdampföffnung ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung (16) der in Transportrichtung (14) letzten Stopfschnecke (5) mit einer Brüden-Absaugeinrichtung oder einer Federblende versehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt fünf hintereinander angeordnete Stopfschnecken (1,2,3,4,5) vorgesehen sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfschnecken (1,2,3,4,5) teilweise horizontal, teilweise vertikal in Transportrichtung (14) verlaufend angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Stopfschnecken (1,2,3,4,5) heizbar ausgebildet ist und/oder daß in zumindest einer der Stopfschnecken die Steigung der Wendeln (12) nicht konstant ist, sondern sich in Transportrichtung (14) vergrößert oder verkleinert.
  7. Verfahren zum Aufschluss von Holzwerkstoffen aus lignocellulosehaltigem Material, insbesondere Spanplatten, mitteldichten Faserplatten und anderen aus lignocellulosehaltigen Materialien hergestellten Reststoffen und Abfällen, unter Verwendung einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1, wobei die Holzwerkstoffe durch die stirnseitigen Abgabeöffnungen (16) von mindestens drei druckdicht hintereinander angeordnete Stopfschnecken (1,2,3,4,5) kontinuierlich transportiert und dabei der Einwirkung der in den Stopfschnecken auftretenden Scher- und Reibungskräften unterworfen werden und wobei in mindestens eine der Stopfschnecken (1,2,3,4,5), die nicht die erste oder letzte der Stopfschnecken ist, Dampf eingedrückt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf mit einem Überdruck von mindestens 2 bar eingedrückt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Anordnung von einer ungeraden Anzahl von fördernden Stopfschnecken (1,2,3,4,5) der Dampf in die mittlere derselben eingedrückt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Anordnung von einer geraden Anzahl von fördernden Stopfschnecken (1,2,3,4,5) der Dampf in eine der mittleren Stopfschnecken eingedrückt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf einen Überdruck von 2 bis 11 bar aufweist.
  12. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzwerkstoffe vor dem Aufschluss auf eine Teilchengrösse von mindestens 5x5 cm zerkleinert werden.
  13. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfschnecken zusätzlich geheizt werden.
EP00942095A 1999-09-22 2000-06-17 Vorrichtung und verfahren zum aufschluss von holzwerkstoffen Expired - Lifetime EP1222061B1 (de)

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DE19945466 1999-09-22
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