EP1775376B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln - Google Patents

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EP1775376B1
EP1775376B1 EP06021281A EP06021281A EP1775376B1 EP 1775376 B1 EP1775376 B1 EP 1775376B1 EP 06021281 A EP06021281 A EP 06021281A EP 06021281 A EP06021281 A EP 06021281A EP 1775376 B1 EP1775376 B1 EP 1775376B1
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EP
European Patent Office
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wood chips
wood
conductivity
chips
plug
Prior art date
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EP06021281A
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French (fr)
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EP1775376A3 (de
EP1775376A2 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Stahl
Klaus Schug
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Glunz AG
Original Assignee
Glunz AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/36—Explosive disintegration by sudden pressure reduction
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C7/00—Digesters
    • D21C7/06—Feeding devices

Definitions

  • the invention relates to a method for recovering wood fibers from wood chips, the wood chips are fed with a plug screw a stove in which they are exposed to elevated pressure and elevated temperature, and wherein the wood chips discharged under rapid release of pressure from the digester and thereby dissolved in the wood fibers. Furthermore, the invention relates to a device for obtaining wood fibers from wood chips with a plug screw, a digester and a discharge device, wherein the plug screw feeds the wood chips to the digester, the wood chips are exposed in the digester elevated pressure and elevated temperature and wherein the discharge device the woodchips discharges from the cooker with rapid release of pressure so that they dissolve into the wood fibers.
  • the pressure in the digester is suddenly relaxed, dismantle the wood chips into the individual wood fibers.
  • These wood fibers are conveyed through a blown duct by a steam stream produced by the expansion in which they can already be glued with binder before they then enter a dryer in which they are adjusted in a stream of dry hot gas to a desired fiber moisture.
  • the enriched by the excess water vapor gas stream is separated in a separator from the wood fibers, from which the wood fibers are then discharged for the formation of a fiber mat.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus of the type described above such that the fiber moisture content of the wood fibers obtained within narrow limits can be kept constant to date, the average fiber moisture content in the production of wood fiber boards without the risk of too high To be able to increase fiber moisture significantly.
  • the conductivity of the wood chips in the region of a plug from the wood chips at the outlet of the screw plug is measured and used as a control parameter for controlling the further processing of wood chips and / or wood fibers.
  • the conductivity of the wood chips represents a measure of the fiber moisture of the wood fibers, which are still related to the individual wood chips.
  • this measure of the fiber moisture content of the wood fibers in the wood chips in the plug from the wood chips at the outlet of the plug screw can be obtained with sufficient accuracy for subsequent use as a control parameter in the control of further processing of wood chips and / or wood fibers it's a relevant statement in terms of the This is especially true when the plug screw in the region of the graft applies a substantially constant pressure on the woodchips or when measured by the plug screw in the region of the graft on the wood chips measured pressure and at the Use of the measured conductivity of the wood chips as a measure of their fiber moisture in terms of calibration is taken into account. At a certain pressure in the region of the graft, the fiber moisture can be determined relatively accurately from the conductivity of the wood chips in the graft.
  • the new process provides meaningful information about the wood fibers in the wood chips, which determine the fiber moisture content of the wood chips despite their extensive treatment until after the woodchips have been dissolved into the individual wood fibers.
  • this crucial starting point for the fiber moisture of the wood fiber obtained very early in the new process it can be used as a control parameter for all subsequent treatments of the woodchips and the wood fibers in order ultimately to achieve a constant fiber moisture content.
  • a feedforward control is realized, with which the fiber moisture content can be kept within narrower limits with fluctuating input parameters than with the feedback control system known from the prior art.
  • the measured conductivity of the wood chips in the area of a plug from the wood chips can also be used in the sense of a feedback control for the control of preceding steps of the treatment of wood chips.
  • the special feature of the present invention is the feedforward control of the further processing of wood chips and / or wood fibers.
  • the conductivity of the wood chips can be used in the new method of controlling a dryer, with which the fiber moisture content of the wood fibers is set, for example, to a desired level for the production of fiberboard.
  • the dryer can continue to be controlled in response to a measured at its output fiber moisture content of the wood fibers, as was previously the case exclusively in the prior art.
  • the pressure applied by the plug screw in the region of the plug to the wood chips is also measured in order to calibrate the measured conductivity with regard to the fiber moisture corresponding thereto, it is of course possible to monitor the sealing function of the screw plug directly by following this pressure.
  • the conductivity of wood chips can be measured in the new method by directly contacting the plug from the woodchips with measuring electrodes.
  • an indirect conductivity measurement is also possible in which the inductive or capacitive properties of the plug, which depend on the conductivity of the wood chips, are recorded.
  • the plug can be part of a dielectric of a capacitor arrangement or part of the core of a coil arrangement whose alternating current resistance changes with each change in the conductivity of the woodchips.
  • the conductivity is determined as for a single direct measurement via measuring electrodes only for a local area of the circumference of the plug, it is preferred that the Conductivity of the wood chips is measured in several peripheral regions of the graft from the wood chips. Even with a constant fiber moisture content of the wood fibers in the wood chips, it is not to be expected that the fiber moisture of interest can be measured as a constant value which is not subject to fluctuations. Rather, the value measured in each case is also dependent on the electrical contacting of the woodchips and structural inhomogeneities of the graft from the woodchips. It therefore makes sense to obtain as many conductivity measurements as possible for the amount of wood chips each forming a graft. The same applies if this is additionally carried out with regard to the measurement of the pressure in the graft.
  • the device according to the invention has at the outlet of the plug screw a conductivity measuring device for measuring the conductivity of the wood chips in the region of a plug from the wood chips.
  • a conductivity measuring device for measuring the conductivity of the wood chips in the region of a plug from the wood chips.
  • the conductivity measuring device is provided for a direct measurement of the conductivity of the wood chips, a housing of the screw plug having at least one transverse bore, which receives a sealed relative to the housing measuring electrode sealingly.
  • the measuring electrode contacts the plug on the inner circumference of the housing. Any abrasion of the housing affects equally on the measuring electrode.
  • the measuring arrangement thus remains always the same despite an unavoidable abrasion on the inner circumference of the housing.
  • the conductivity measuring device can measure the conductivity between the already mentioned measuring electrode and the housing and / or at least one further measuring electrode. It is important to ensure that the current flowing through the measuring arrangement at a certain voltage actually depends essentially on the conductivity of the wood chips.
  • Preference is given to conductivity measuring devices in the new device, which have a plurality of at least three measuring electrodes distributed over the circumference of the screwing plug in order to also detect the homogeneity of the distribution of the fiber moisture over the respective plug from the woodchips.
  • a pressure measuring device For an additional measurement of a pressure applied by the plug screw in the region of the plug on the wood chips, a pressure measuring device may be provided which has at least one, preferably a plurality of pressure sensors distributed over the circumference thereof at the outlet of the screw plug.
  • a stuffing screw 1 is shown in cross section.
  • a screw conveyor 3 runs around an axis 4, so that a screw spiral 5 of the screw conveyor 3 woodchips 6, which are supplied to the plug screw 2 at its inlet 7 and are not shown here individually, promotes to the right and compressed into a compact plug.
  • the plug from the wood chips 6 serves primarily to seal a cooker 9, the wood chips 6 are fed. In the cooker 9 prevails not only an elevated temperature, but also an increased pressure, which should not escape via the plug screw 2 and against the wood chips 6 must be pressed into the stove 9.
  • a counter-pressure body not shown here for the wood chips 6 is provided, which ensures that the desired plug from the wood chips 6 in the plug screw 2 builds up.
  • excess water with which the woodchips 6 can be watered in a storage container 10 is pressed, so that only the water bound in the wood fibers of the woodchips 6 is present in the region of the graft.
  • This water content, ie the moisture content of the wood chips forming the wood chips 6, is measured by a conductivity measuring device 11.
  • the conductivity meter 11 measures the conductivity of the plug of the woodchips 6 between two electrodes 12 and 13 contacting the plug on the inner periphery 17 of the housing 2 at two spaced apart points.
  • the measured conductivity can be used as a control parameter 14 not only for the cooker 9 as shown here but also for all subsequent devices for further processing
  • a long-term observation of the conductivity of the wood chips 6 in the region of the plug can be used to determine to what extent, despite an inevitable wear of the plug screw 1 both on its housing 2 as well as their screw conveyor 3 is still a complete Abpressung the excess and not bound in the wood fibers water from the wood chips. If this pressure is no longer guaranteed, it is time to replace at least the screw conveyor 3, because then the seal of the stove 9 is no longer ensured.
  • Fig. 1 The measuring arrangement of the conductivity measuring device 11 according to Fig. 1 in which two electrodes 12 and 13 sealingly penetrate the housing 2 in the radial direction, it is necessary that at least the associated portion 15 of the housing is made of electrically non-conductive material or is coated electrically insulating on its inner circumference 17, because otherwise the measuring distance between the Electrodes 12 and 13 would be short-circuited by the housing 2 itself.
  • Fig. 2 outlines another training a measuring distance, which as well as the measuring distance in Fig. 1 remains the same at occurring wear of the housing 2, but does not require a portion 15 of the housing 12 of electrically non-conductive material.
  • the electrically conductive housing 2 wherein the electrode 12 is electrically insulated from the housing 2 by a cylinder jacket insulation 16, which together with the electrode 12 a radially extending to the axis 4 transverse bore 30 in the housing 2 seals.
  • a plurality of electrodes 12, which are distributed over the circumference of the housing 2 of the screw conveyor 1, may be connected to the conductivity measuring device 11.
  • the portion 15 of the housing 2, in which the electrodes 12 are arranged consist of electrically non-conductive material or be provided on its inner circumference 17 with an insulating coating, or for each of the electrodes 12, the measuring arrangement according to Fig. 2 be provided.
  • the conductivity measuring device 11 can scan the individual electrodes 12 or the respective electrodes 12 and / or the associated counterelectrodes, which may be other electrodes 12, in parallel or else sequentially.
  • the conductivity measuring device 11 is according to FIG Fig. 3 also connected to pressure sensors 31.
  • the pressure sensors measure a pressure exerted by the screw conveyor 1 on the wood chips in the region of the electrodes to calibrate the measurement of their fiber moisture based on their conductivity to this pressure.
  • the relationship between the electrical conductivity of woodchips and their fiber moisture is pressure dependent. With a determination of the fiber moisture content from the conductivity Therefore, without consideration of the associated pressure, errors are associated which remain small only at a largely constant pressure of the wood chips in the area of the electrodes 12. On the other hand, taking into account the associated pressure, it is possible to deduce from the measured conductivity very precisely the actual fiber moisture content of the wood fibers in the woodchips.
  • Fig. 4 outlines the production of glued wood fibers 18 for the production 19 of wood fiber boards.
  • the woodchips 6 from the cooker 9 according to Fig. 1 discharged with a discharge device 20, in which the pressure in the interior of the digester 9 is abruptly reduced, so that the woodchips 6 dissolve into individual wood fibers.
  • These wood fibers pass through a blowing passage 21 in a dryer 22. Previously, they are sprayed within the blowing passage 21 with binder 23.
  • the moisture of the wood fibers is adjusted by a stream of hot dry gas.
  • the hot dry gas is prepared in a burner 24 by burning fuel gas 25.
  • the control of the burner 24 is indicated here by a valve 26 which adjusts the amount of hot gas 25 supplied to the burner 24.
  • the adjustment of the valve 26 takes place as a function of the control parameter 14, which is derived from the conductivity of the woodchip chips determined by the conductivity measuring device 11.
  • the control parameter 14 is derived from the conductivity of the woodchip chips determined by the conductivity measuring device 11.
  • the running time of the wood fibers is taken into account by the graft from the woodchips, at which the conductivity is measured, until they enter the dryer 22.
  • the wood fibers pass into a separator 27, where they are separated from the gas flow of the dryer 22 and the excess moisture absorbed by this.
  • the fiber moisture content of the glued wood fibers 18 is measured with a measuring device 28, and from this a further control parameter 29 is determined, which is also used to control the dryer 22.

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  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln, wobei die Holzhackschnitzel mit einer Stopfschnecke einem Kocher zugeführt werden, in dem sie erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt werden, und wobei die Holzhackschnitzel unter schnellem Entspannen des Drucks aus dem Kocher ausgetragen und dadurch in die Holzfasern aufgelöst werden. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln mit einer Stopfschnecke, einem Kocher und einer Austrageinrichtung, wobei die Stopfschnecke die Holzhackschnitzel dem Kocher zuführt, wobei die Holzhackschnitzel in dem Kocher erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt werden und wobei die Austrageinrichtung die Holzhackschnitzel unter schneller Entspannung des Drucks aus dem Kocher austrägt, so dass sie sich in die Holzfasern auflösen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Verfahren und Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art finden in der Holzwerkstoff-, Zellstoff- und Papierindustrie Anwendung (vgl. z.B. US 5 262 003 A ). Im Folgenden wird zur Beschreibung der Erfindung auf ihre Anwendung in der Holzwerkstoffindustrie abgestellt. Hierdurch soll die Reichweite der Erfindung jedoch in keiner Weise beschnitten werden.
  • Bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten in Form so genannter Faserplatten, wie beispielsweise mitteldichter Faserplatten (MDF), ist es bekannt, Holz in Holzhackschnitzel zu zerkleinern, die Holzhackschnitzel in einem Vorlagebehälter zu wässern und mit einer Stopfschnecke vom Grund des Vorlagebehälters abzuziehen und einem Kocher zuzuführen. Die Zuführung der Holzhackschnitzel über eine Stopfschnecke ist erforderlich, um die Holzhackschnitzel gegen einen erhöhten Innendruck des Kochers in den Kocher hinein zu fördern und dabei auch den Kocher gegen einen Druckverlust abzudichten. In der Stopfschnecke werden die Holzhackschnitzel zu einem massiven Pfropf verdichtet, wobei überschüssiges Wasser von der Wässerung der Holzhackschnitzel abgepresst wird. In dem Kocher werden die Holzhackschnitzel dem erhöhten Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt, um die Bindung zwischen den Holzfasern zu lockern. Wenn die Holzhackschnitzel nach einer gewissen Verweildauer in dem Kocher durch eine Austrageinrichtung aus dem Kocher herausgefördert werden, wobei der Druck in dem Kocher schlagartig entspannt wird, zerlegen sich die Holzhackschnitzel in die einzelnen Holzfasern. Diese Holzfasern werden von einem durch die Entspannung hervorgerufenen Wasserdampfstrom durch einen Blasgang gefördert, in dem sie bereits mit Bindemittel beleimt werden können, bevor sie dann in einen Trockner eintreten, in dem sie in einem Strom von trockenem heißen Gas auf eine gewünschte Faserfeuchtigkeit eingestellt werden. Der durch den überschüssigen Wasserdampf angereicherte Gasstrom wird in einem Abscheider von den Holzfasern abgeschieden, aus dem die Holzfasern dann für die Ausformung einer Fasermatte ausgetragen werden. Falls keine Beleimung der Holzfasern in dem Blasgang erfolgte, ist diese noch vor oder während der Ausformung der Fasermatte vorzunehmen, die anschließend bei erhöhter Temperatur und in der Regel auch unter erhöhtem Druck zu der gewünschten Faserplatte ausgeformt wird, wobei das Bindemittel aushärtet. Um die Holzfasern auf der gewünschten Faserfeuchte zu halten, wird derzeit eine Messung der Faserfeuchte an den Holzfasern am Ausgang des Abscheiders durchgeführt. Wenn hier Abweichungen zwischen der gewünschten Faserfeuchte und der tatsächlichen Faserfeuchte registriert werden, wird die Einstellung des Trockners z. B. bezüglich der Temperatur und/oder des Volumens des Gases, mit dem die Fasern getrocknet werden, modifiziert. Dabei erfolgt die Modifikation anhand von Erfahrungswerten bezüglich des Einflusses der Einstellungen des Trockners auf die damit erreichte Faserfeuchte. Bei dieser Art der Feedback-Regelung des Trockners, um die Faserfeuchte konstant zu halten, sind Schwankungen der Faserfeuchte von wenigen Prozentpunkten einzuhalten, sie sind jedoch über schwankende Zusammensetzungen der Holzhackschnitzel nicht weiter zu reduzieren. Grundsätzlich ist eine möglichst hohe, aber nicht zu hohe Faserfeuchte der Holzfasern bei der Herstellung von Faserplatten von Interesse. Während eine zu hohe Faserfeuchte zu einer die Holzfaserplatten zerstörenden Spaltbildung beim heißen Verpressen führt und daher unbedingt zu vermeiden ist, resultiert eine niedrige Faserfeuchte in schwankende Dichteprofile und andere Qualitätsmängel bei den Holzfaserplatten. Durch eine maximal hohe, aber nicht zu hohe Faserfeuchte wird einerseits Energie sowohl durch weniger weitgehendes Trocknen der Holzfasern als auch durch eine besser Wärmeleitfähigkeit der Matten beim heißen Verpressen zu der Holzfaserplatte eingespart und damit andererseits auch eine maximale Kapazitätsausnutzung einer Holzfaserplattenherstellungsanlage erreicht. Je größer aber die Schwankungen bei der Faserfeuchte der Holzfasern sind, desto geringer muss die Faserfeuchte im Mittel eingestellt werden, um die mit einer zu hohen Faserfeuchte verbundenen Probleme zuverlässig zu verhindern.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Faserfeuchte der gewonnenen Holzfasern in engeren Grenzen als bisher konstant gehalten werden kann, um die mittlere Faserfeuchte bei der Herstellung von Holzfaserplatten ohne das Risiko einer zu hohen Faserfeuchte signifikant anheben zu können.
    • LÖSUNG
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben. Die Unteransprüche 7 bis 10 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei dem neuen Verfahren wird die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel im Bereich eines Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln am Ausgang der Stopfschnecke gemessen und als Steuerparameter für die Steuerung der weiteren Verarbeitung der Holzhackschnitzel und/oder der Holzfasern verwendet. Die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel stellt ein Maß für die Faserfeuchte der Holzfasern dar, die bei den einzelnen Holzhackschnitzeln noch zusammenhängen. Überraschender Weise kann dieses Maß für die Faserfeuchte der Holzfasern in den Holzhackschnitzeln in dem Pfropf aus den Holzhackschnitzeln am Ausgang der Stopfschnecke mit ausreichender Genauigkeit für eine anschließende Verwendung als Steuerparameter bei der Steuerung der weiteren Verarbeitung der Holzhackschnitzel und/oder der Holzfasern gewonnen werden, und stellt es eine relevante Aussage in Bezug auf die spätere Faserfeuchte der aus den Holzhackschnitzeln vereinzelten Holzfasern dar. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Stopfschnecke im Bereich des Pfropfs einen im Wesentlichen konstanten Druck auf die Holzhackschnitzel aufbringt oder wenn ein von der Stopfschnecke im Bereich des Pfropfs auf die Holzhackschnitzel aufgebrachter Druck gemessen und bei der Verwendung der gemessenen Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel als Maß für deren Faserfeuchte im Sinne einer Kalibrierung berücksichtigt wird. Bei einem bestimmten Druck im Bereich des Pfropfs ist die Faserfeuchte relativ genau aus der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel in dem Pfropf bestimmbar.
  • Tatsächlich lassen sich mit dem neuen Verfahren aussagekräftige Informationen über die Holzfasern in den Holzhackschnitzeln gewinnen, die die Faserfeuchte der Holzhackschnitzel trotz ihrer umfangreichen Behandlung bis nach der Auflösung der Holzhackschnitzel in die einzelnen Holzfasern bestimmen. Indem dieser entscheidende Ausgangswert für die Faserfeuchte der gewonnenen Holzfaser bei dem neuen Verfahren sehr früh bestimmt wird, kann er für alle nachfolgenden Behandlungen der Holzhackschnitzel und der Holzfasern als Steuerparameter verwendet werden, um letztlich eine konstante Faserfeuchte zu erreichen. Bei dem neuen Verfahren wird damit eine Feedforward-Steuerung realisiert, mit der bei schwankenden Eingangsparametern die Faserfeuchte in engeren Grenzen gehalten werden kann als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Feedback-Regelung.
  • Natürlich kann bei dem neuen Verfahren die gemessene Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel im Bereich eines Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln auch im Sinne einer Feedback-Regelung für die Steuerung von davor liegenden Schritten der Behandlung der Holzhackschnitzel genutzt werden. Das Besondere an der vorliegenden Erfindung ist aber die Feedforward-Steuerung der weiteren Verarbeitung der Holzhackschnitzel und/oder der Holzfasern.
  • Konkret kann die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel bei dem neuen Verfahren zur Steuerung eines Trockners verwendet werden, mit dem die Faserfeuchte der Holzfasern beispielsweise auf ein für die Herstellung von Faserplatten gewünschtes Maß eingestellt wird.
  • Dabei kann der Trockner weiterhin in Abhängigkeit von einer an seinem Ausgang gemessenen Faserfeuchte der Holzfasern gesteuert werden, wie dies im Stand der Technik bislang ausschließlich der Fall war.
  • Es versteht sich, dass beim Steuern des Trockners die Laufzeit der Holzhackschnitzel und der aus ihnen gewonnenen Holzfasern von der Stopfschnecke bis zu dem Trockner zu berücksichtigen ist.
  • Wenn die Holzhackschnitzel bei dem neuen Verfahren vor dem Zuführen in dem Kocher gewässert werden, wird überschüssiges Wasser in der Stopfpresse von den Holzhackschnitzeln abgepresst, bevor die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel gemessen wird. Die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel hängt damit nicht von zuvor zugesetztem freiem Wasser, sondern ausschließlich von der Faserfeuchte der die Holzhackschnitzel ausbildenden Holzfasern ab.
  • Dies gilt zumindest solange, wie die Stopfschnecke in der Lage ist, das überschüssige Wasser vollständig abzupressen. Diese Fähigkeit der Stopfschnecke wiederum geht einher mit ihrer Fähigkeit, den Kocher durch den Pfropf aus den Holzhackschnitzeln bezüglich des in ihm herrschenden Drucks abzudichten. So kann die Abdichtung des Kochers durch die Stopfschnecke bei dem neuen Verfahren durch Beobachten des Langzeitverlaufs der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel überwacht werden. Kommt es dabei zu einem anhaltenden Anstieg der Leitfähigkeit, weist dies auf nicht mehr vollständig abgepresste Anteile des überschüssigen Wassers und damit einem Verschleiß der Stopfschnecke hin. Wenn neben der Leitfähigkeit auch der von der Stopfschnecke im Bereich des Pfropfs auf die Holzhackschnitzel aufgebrachte Druck gemessen wird, um die gemessene Leitfähigkeit im Hinblick auf die ihr entsprechende Faserfeuchte zu kalibrieren, kann natürlich direkt durch Verfolgen dieses Drucks die Abdichtfunktion der Stopfschnecke überwacht werden.
  • Die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel kann bei dem neuen Verfahren durch direktes Kontaktieren des Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln mit Messelektroden gemessen werden. Es ist aber auch eine indirekte Leitfähigkeitsmessung möglich bei der die von der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel abhängigen induktiven oder kapazitiven Eigenschaften des Pfropfs erfasst werden. Beispielsweise kann der Pfropf Teil eines Dielektrikums einer Kondensatoranordnung oder Teil des Kerns einer Spulenanordnung sein, deren Wechselstromwiderstand sich mit jeder Änderung der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel ändert.
  • Wenn die Leitfähigkeit wie bei einer einzelnen direkten Messung über Messelektroden nur für einen lokalen Bereich des Umfangs des Pfropfs bestimmt wird, ist es bevorzugt, wenn die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel in mehreren Umfangsbereichen des Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln gemessen wird. Es ist selbst bei konstanter Faserfeuchte der Holzfasern in den Holzhackschnitzeln nicht zu erwarten, dass die interessierende Faserfeuchte als keinen Schwankungen unterworfener konstanter Wert gemessen werden kann. Vielmehr ist der jeweils gemessene Wert auch von der elektrischen Kontaktierung der Holzhackschnitzel und Strukturinhomogenitäten des Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln abhängig. Es macht daher Sinn, möglichst mehrere Leitfähigkeitsmesswerte für die jeweils einen Pfropf ausbildende Menge an Holzhackschnitzeln zu gewinnen. Dasselbe gilt, falls diese zusätzlich durchgeführt wird, in Hinblick auf die Messung des Drucks in dem Pfropfs.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der das neue Verfahren umgesetzt werden kann, weist am Ausgang der Stopfschnecke eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung für das Messen der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel im Bereich eine Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln auf. Dabei kann, wenn die Leitfähigkeitsmesseinrichtung für eine direkte Messung der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel vorgesehen ist, ein Gehäuse der Stopfschnecke mindestens eine Querbohrung aufweisen, die eine gegenüber dem Gehäuse isolierte Messelektrode dichtend aufnimmt. Die Messelektrode kontaktiert den Pfropf am Innenumfang des Gehäuses. Jeder Abrieb des Gehäuses wirkt sich gleichermaßen auf die Messelektrode auf. Die Messanordnung bleibt also trotz eines nicht vermeidbaren Abriebs am Innenumfang des Gehäuses immer dieselbe. Die Leitfähigkeitsmesseinrichtung kann die Leitfähigkeit zwischen der bereits erwähnten Messelektrode und dem Gehäuse und/oder mindestens einer weiteren Messelektrode messen. Dabei ist wichtig darauf zu achten, dass der bei einer bestimmten Spannung durch die Messanordnung fließende Strom tatsächlich im Wesentlichen von der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel abhängt.
  • Bevorzugt sind Leitfähigkeitsmesseinrichtungen bei der neuen Vorrichtung, die über den Umfang der Stopfschnecke verteilt eine Mehrzahl von mindestens drei Messelektroden aufweisen, um auch die Homogenität der Verteilung der Faserfeuchte über den jeweiligen Pfropf aus den Holzhackschnitzeln zu erfassen.
  • Für eine zusätzliche Messung eines von der Stopfschnecke im Bereich des Pfropfs auf die Holzhackschnitzel aufgebrachten Drucks kann eine Druckmesseinrichtung vorgesehen sein, die mindestens einen, vorzugsweise mehrere über deren Umfang verteilte Drucksensoren am Ausgang der Stopfschnecke aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen
    • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von einzelnen Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
    • Fig. 1
    zeigt einen Querschnitt durch eine Stopfschnecke als zentrales Element eines Flussdiagramms zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln.
    Fig. 2
    zeigt die Leitfähigkeitsmesseinrichtung an einer Stopfschnecke in einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform.
    Fig. 3
    zeigt eine weitere Ausführungsform der Leitfähigkeitsmesseinrichtung; und
    Fig. 4
    zeigt ein Ablaufdiagramm zur Gewinnung von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln für die Herstellung von Holzfaserplatten.
    FIGURENBESCHREIBUNG
  • In Fig. 1 ist eine Stopfschnecke 1 im Querschnitt wiedergegeben. In einem Gehäuse 2 der Stopfschnecke 1 läuft eine Förderschnecke 3 um eine Achse 4 um, so dass eine Schneckenwendel 5 der Förderschnecke 3 Holzhackschnitzel 6, die der Stopfschnecke 2 an ihrem Einlass 7 zugeführt werden und hier nicht einzeln dargestellt sind, nach rechts fördert und dabei zu einem kompakten Pfropf zusammenpresst. Für den Antrieb der Förderschnecke 3 ist ein in Fig. 1 nur schematisch wiedergegebener Antriebsmotor 8 vorgesehen. Der Pfropf aus den Holzhackschnitzeln 6 dient primär dazu, einen Kocher 9 abzudichten, dem die Holzhackschnitzel 6 zugeführt werden. In dem Kocher 9 herrscht nicht nur eine erhöhte Temperatur, sondern auch ein erhöhter Druck, der über die Stopfschnecke 2 nicht entweichen soll und gegen den die Holzhackschnitzel 6 in den Kocher 9 hineingedrückt werden müssen. Dabei ist am Eingang des Kochers 9 in der Regel ein hier nicht dargestellter Gegendruckkörper für die Holzhackschnitzel 6 vorgesehen, der sicherstellt, dass sich der gewünschte Pfropf aus den Holzhackschnitzeln 6 in der Stopfschnecke 2 aufbaut. Beim Aufbauen des Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln wird überschüssiges Wasser, mit dem die Holzhackschnitzel 6 in einem Vorlagebehälter 10 gewässert sein können, abgepresst, so dass im Bereich des Pfropfs nur das in den Holzfasern der Holzhackschnitzel 6 gebundene Wasser vorliegt. Dieser Wassergehalt, d. h. die Faserfeuchte der die Holzhackschnitzel 6 ausbildenden Holzfasern wird durch eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 gemessen. Konkret misst die Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 die Leitfähigkeit des Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln 6 zwischen zwei Elektroden 12 und 13, die den Pfropf am Innenumfang 17 des Gehäuses 2 an zwei voneinander beabstandeten Punkten kontaktieren. Je größer die Faserfeuchte ist, desto größer ist die von der Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 registrierte Leitfähigkeit zwischen den Elektroden 12 und 13. Die gemessene Leitfähigkeit kann als Steuerparameter 14 nicht nur wie hier dargestellt für den Kocher 9 sondern auch für alle sich daran anschließenden Einrichtungen zur weiteren Aufbereitung der Holzhackschnitzel 6 bzw. daraus gewonnener Holzfasern verwendet werden, aber auch für den Vorlagebehälter 10. Weiterhin kann eine Langzeitbeobachtung der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel 6 im Bereich des Pfropfs genutzt werden, um festzustellen, in wieweit trotz einer unvermeidbaren Abnutzung der Stopfschnecke 1 sowohl an ihrem Gehäuse 2 als auch ihrer Förderschnecke 3 noch eine vollständige Abpressung des überschüssigen und nicht in den Holzfasern gebundenen Wassers von den Holzhackschnitzeln erfolgt. Wenn diese Abpressung nicht mehr gewährleistet ist, ist es an der Zeit, zumindest die Förderschnecke 3 auszutauschen, weil dann auch die Abdichtung des Kochers 9 nicht mehr sichergestellt ist.
  • Die Messanordnung der Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 gemäß Fig. 1, bei der zwei Elektroden 12 und 13 das Gehäuse 2 in radialer Richtung dichtend durchsetzten, erfordert es, dass zumindest der zugehörige Abschnitt 15 des Gehäuses aus elektrisch nicht leitfähigem Material besteht oder an seinem Innenumfang 17 elektrisch isolierend beschichtet ist, weil sonst die Messstrecke zwischen den Elektroden 12 und 13 durch das Gehäuse 2 selbst kurzgeschlossen würde. Fig. 2 skizziert eine andere Ausbildung einer Messstrecke, die ebenso wie die Messstrecke in Fig. 1 bei auftretendem Verschleiß des Gehäuses 2 gleich bleibt, aber keinen Abschnitt 15 des Gehäuses 12 aus elektrisch nicht leitfähigem Material erfordert. Bei dieser Messanordnung wird als Gegenelektrode zu der Elektrode 12 das elektrisch leitfähige Gehäuse 2 verwendet, wobei die Elektrode 12 gegenüber dem Gehäuse 2 durch eine zylindermantelförmige Isolierung 16 elektrisch isoliert ist, die gemeinsam mit der Elektrode 12 eine radial zu der Achse 4 verlaufende Querbohrung 30 in dem Gehäuse 2 abdichtet.
  • In Fig. 3 ist für eine andere Ausführungsform der neuen Vorrichtung skizziert, dass eine Vielzahl von Elektroden 12, die über den Umfang des Gehäuses 2 der Stopfschnecke 1 verteilt sind, an die Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 angeschlossen sein kann. Dabei kann der Abschnitt 15 des Gehäuses 2, in dem die Elektroden 12 angeordnet sind, aus elektrisch nicht leitfähigem Material bestehen oder an seinem Innenumfang 17 mit einer isolierenden Beschichtung versehen sein, oder für jede der Elektroden 12 kann die Messanordnung gemäß Fig. 2 vorgesehen sein. In jedem Fall ist es mit der Vielzahl der Elektroden 12 möglich, die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel in dem sich in dem Abschnitt 15 des Gehäuses 2 ausbildenden Pfropf an mehreren Stellen gleichzeitig oder hintereinander zu messen, um mehr Informationen über die Faserfeuchte der Holzfasern in den Holzhackschnitzeln zu gewinnen, um beispielsweise die Homogenität der Verteilung der Faserfeuchte zu erfassen. Darüber hinaus können bei der Messanordnung gemäß Fig. 3 einzelne Elektroden 12 ausfallen, ohne dass die Vorrichtung insgesamt ihre Funktion verliert. Die Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 kann die einzelnen Elektroden 12 bzw. die aus diesen und zugehörigen Gegenelektroden, bei denen es sich um andere Elektroden 12 handeln kann, parallel zueinander oder auch sequenziell abfragt. Zusätzlich zu den Elektroden 12 ist die Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 gemäß Fig. 3 auch mit Drucksensoren 31 verbunden. Die Drucksensoren messen einen von der Stopfschnecke 1 auf die Holzhackschnitzel im Bereich der Elektroden ausgeübten Druck, um die Messung deren Faserfeuchte anhand ihrer Leitfähigkeit auf diesen Druck zu kalibrieren. Die Beziehung zwischen der elektrischen Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel und Ihrer Faserfeuchte ist druckabhängig. Mit einer Bestimmung der Faserfeuchte aus der Leitfähigkeit ohne Berücksichtigung des zugehörigen Drucks sind daher Fehler verbunden, die nur bei einem weitgehend konstanten Druck der Holzhackschnitzel im Bereich der Elektroden 12 klein bleiben. Unter Berücksichtigung des zugehörigen Drucks kann hingegen aus der gemessenen Leitfähigkeit sehr genau auf die tatsächliche Faserfeuchte der Holzfasern in den Holzhackschnitzeln geschlossen werden.
  • Fig. 4 skizziert die Gewinnung von beleimten Holzfasern 18 für die Herstellung 19 von Holzfaserplatten. Hierzu werden die Holzhackschnitzel 6 aus dem Kocher 9 gemäß Fig. 1 mit einer Austrageinrichtung 20 ausgetragen, in der der Druck im Inneren des Kochers 9 schlagartig abgebaut wird, so dass sich die Holzhackschnitzel 6 in einzelne Holzfasern auflösen. Diese Holzfasern gelangen durch einen Blasgang 21 in einen Trockner 22. Zuvor werden sie innerhalb des Blasgangs 21 mit Bindemittel 23 besprüht. In dem Trockner 22 wird die Feuchtigkeit der Holzfasern durch einen Strom von heißem trockenen Gas eingestellt. Das heiße trockene Gas wird in einem Brenner 24 durch Verbrennen von Heizgas 25 zubereitet. Die Steuerung des Brenners 24 ist hier durch ein Ventil 26 angedeutet, das die Menge des dem Brenner 24 zugeführten Heizgases 25 einstellt. Die Einstellung des Ventils 26 erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem Steuerparameter 14, der aus der von der Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 ermittelten Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel abgeleitet wird. Dabei wird für die Steuerung des Brenners 24 die Laufzeit der Holzfasern von dem Pfropf aus den Holzhackschnitzeln, an dem die Leitfähigkeit gemessen wird, bis zu ihrem Eintritt in den Trockner 22 berücksichtigt. Aus dem Trockner 22 gelangen die Holzfasern in einen Abscheider 27, wo sie von dem Gasstrom des Trockners 22 und der von diesem aufgenommenen überschüssigen Feuchtigkeit getrennt werden. Am Ausgang des Abscheiders 27 wird mit einer Messeinrichtung 28 die Faserfeuchte der beleimten Holzfasern 18 gemessen, und hieraus wird ein weiterer Steuerparameter 29 ermittelt, der ebenfalls zur Steuerung des Trockners 22 verwendet wird. Durch die Feedforward-Steuerung des Brenners 22 mit Hilfe der durch die Leitfähigkeitsmesseinrichtung 11 bestimmten Faserfeuchte in den Holzhackschnitzeln 6 erlaubt das in Fig. 4 skizzierte Verfahren zur Gewinnung von Holzfasern 18 aus Holzhackschnitzeln 6 insgesamt, die Faserfeuchte der Holzfasern 18 in einem sehr kleinen Fenster zu halten. Damit kann die Faserfeuchte gegen die Grenze, bei der die Gefahr einer Spaltbildung besteht, erhöht werden, um Energie einzusparen und die Kapazität einer Holzfaserplattenherstellungsanlage voll auszunutzen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Stopfschnecke
    2
    Gehäuse
    3
    Förderschnecke
    4
    Achse
    5
    Schneckenwendel
    6
    Holzhackschnitzel
    7
    Einlass
    8
    Antriebsmotor
    9
    Kocher
    10
    Vorlagebehälter
    11
    Leitfähigkeitsmesseinrichtung
    12
    Elektrode
    13
    Elektrode
    14
    Steuerparameter
    15
    Abschnitt
    16
    Isolierung
    17
    Innenumfang
    18
    Holzfasern
    19
    Herstellung von Holzfaserplatten
    20
    Austrageinrichtung
    21
    Blasgang
    22
    Trockner
    23
    Bindemittel
    24
    Brenner
    25
    Heizgas
    26
    Ventil
    27
    Abscheider
    28
    Messeinrichtung
    29
    Steuerparameter
    30
    Querbohrung
    31
    Drucksensor

Claims (10)

  1. Verfahren zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln, wobei die Holzhackschnitzel mit einer Stopfschnecke einem Kocher zugeführt werden, in dem sie erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt werden, und wobei die Holzhackschnitzel unter schnellem Entspannen des Drucks aus dem Kocher ausgetragen und dadurch in die Holzfasern aufgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) im Bereich eines Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln (6) am Ausgang der Stopfschnecke (1) gemessen und als Steuerparameter (14) für die Steuerung der weiteren Verarbeitung der Holzhackschnitzel (6) und/oder der Holzfasern (18) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Stopfschnecke (1) im Bereich des Pfropfs auf die Holzhackschnitzel (6) aufgebrachter Druck gemessen und bei der Verwendung der Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) für die Steuerung der weiteren Verarbeitung der Holzhackschnitzel (6) und/oder der Holzfasern (18) berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) zur Steuerung eines Trockners (22) verwendet wird, mit dem die Faserfeuchte der Holzfasern (18) eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzhackschnitzel (6) vor dem Zuführen in dem Kocher (9) gewässert werden und überschüssiges Wasser von den Holzhackschnitzeln in der Stopfschnecke (1) abgepresst wird, bevor die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) gemessen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) in mehreren Umfangsbereichen des Pfropfs gemessen wird.
  6. Vorrichtung zum Gewinnen von Holzfasern aus Holzhackschnitzeln mit einer Stopfschnecke, einem Kocher und einer Austrageinrichtung, wobei die Stopfschnecke die Holzhackschnitzel dem Kocher zuführt, wobei die Holzhackschnitzel in dem Kocher erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt werden und wobei die Austrageinrichtung die Holzhackschnitzel unter schneller Entspannung des Drucks aus dem Kocher austrägt, so dass sie sich in die Holzfasern auflösen, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Stopfschnecke (1) eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung (11) für das Messen einer elektrischen Leitfähigkeit der Holzhackschnitzel (6) im Bereich eines Pfropfs aus den Holzhackschnitzeln (6) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) der Stopfschnecke (1) mindestens eine Querbohrung aufweist, die eine gegenüber dem Gehäuse (2) isolierte Messelektrode der Leitfähigkeitsmesseinrichtung (11) dichtend aufnimmt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeitsmesseinrichtung (11) die Leitfähigkeit zwischen der Elektrode (12) und dem Gehäuse (2) und/oder mindestens einer weiteren Elektrode (12, 13) misst.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeitsmesseinrichtung (11) über den Umfang der Stopfschnecke (1) eine Mehrzahl von mindestens drei Elektroden (12) aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Stopfschnecke (1) zusätzlich eine Druckmesseinrichtung (31) für das Messen eines von der Stopfschnecke im Bereich des Pfropfs auf die Holzhackschnitzel (6) aufgebrachten Drucks vorgesehen ist.
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