EP1925413A2 - Verfahren und Strangpressanlage zum Herstellen von Strangpressprodukten - Google Patents

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EP1925413A2
EP1925413A2 EP07022531A EP07022531A EP1925413A2 EP 1925413 A2 EP1925413 A2 EP 1925413A2 EP 07022531 A EP07022531 A EP 07022531A EP 07022531 A EP07022531 A EP 07022531A EP 1925413 A2 EP1925413 A2 EP 1925413A2
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EP
European Patent Office
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strand
steam
extrusion
plant according
extrusion plant
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EP07022531A
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English (en)
French (fr)
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EP1925413A3 (de
EP1925413B1 (de
Inventor
Gebhard Dünser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PFEIFER HOLZ GMBH
Original Assignee
Anton Heggenstaller GmbH
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Publication of EP1925413A3 publication Critical patent/EP1925413A3/de
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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
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/28—Moulding or pressing characterised by using extrusion presses
    • 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
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B1/00—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids
    • F26B1/005—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids by means of disintegrating, e.g. crushing, shredding, milling the materials to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/02—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces
    • F26B17/04—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces the belts being all horizontal or slightly inclined

Definitions

  • the invention relates to a method and an extrusion press for producing extruded products with the features in the preamble of the method and device main claim.
  • Conventional extrusion presses have extrusion presses that consist of an extruder, a downstream channel-like heating section and a subsequent cooling section and optionally a saw arranged at the end, which divides the strand by cross-sections into block-like individual pieces.
  • Conventional heating systems have heated with oil or another medium and at least partly.
  • the setting process takes a relatively long time, which brings a correspondingly large length of the heating passages and also the subsequent Auskühlumble with it.
  • the energy consumption is high.
  • a drying of the vegetable small parts in particular a targeted drying with the claimed degree of drying and / or with a wire or belt dryer has various advantages.
  • the finished and set product, for example, the separated from the strand blocks are relatively insensitive to moisture and can have a significant residual moisture, eg up to 30% atro.
  • Drying of small parts to a moisture content of approx. 6 - 18% at the outlet of the Drying is therefore economical and cost effective.
  • the drying can also be extended to a lower degree of moisture, for example 2% atro or a higher degree of moisture up to about 20% atro or more, if required.
  • the small parts can be transported during transport with dry air and with a limited temperature level of e.g. up to about 120 ° Celsius, are applied, resulting in a particularly uniform, fast and economical drying.
  • the drying can take place in a continuous process, which is favorable in terms of production technology and, if necessary, ensures high output.
  • the drying process can also be interrupted. Due to the mentioned degree of humidity, the small parts can be temporarily stored after drying in a silo or another container and further processed at a later time. The resumption of water and moisture and a product change are low here.
  • the coarse crushing before drying and fine comminution can be done after drying and before extrusion.
  • a small parts producer such as a sawmill
  • small vegetable parts of a pre-crushing As a result, the surface is increased, which is favorable for the subsequent drying.
  • subsequent comminution can follow, with which a particle size of the small parts suitable for extrusion can be set. At the same time this can be a Homogenization of small parts material can be achieved. Both are favorable for the subsequent gluing and the extrusion process.
  • it is advantageous for energetic reasons to carry out this comminution and the adjustment of the particle size after drying Dried small parts are easier to crush and with less energy and machinery than the wet raw material. Alternatively, this comminution and adjustment can take place before drying.
  • the steam treatment has the further advantage that it allows a faster and more uniform heating of the strand and a faster setting. It is particularly advantageous when working with saturated steam and its condensation in the strand. By changing the state of aggregation, a lot of heat energy can be released quickly and evenly in the strand. It is advantageous to tune the steam quantity and the vapor pressure to the heat absorption capacity of the applied strand area and to dimension such that on the one hand the strand can be completely penetrated in the transverse direction and can set and the amount of steam in the strand substantially completely can condense. As a result, excess steam and a complex and space-consuming steam disposal via reactors or the like. Avoid. In addition, the environmental impact is lower.
  • the steam treatment of the strand is preferably carried out in such a way that the strand subsequently has a high dimensional stability. This means that it shows no or only insignificant deformations after removal of external pressure.
  • the claimed technique it is possible to complete the setting process in the strand by the steam treatment so far that the glue strength is greater than the internal stresses in the strand.
  • the heating section can be kept very short, which leads to a substantial reduction in the overall length of the extruder.
  • the cooling section can connect directly to the outlet of the heating section and to the end of the steam supply or the steam treatment. Due to the optimal energy utilization, the cooling section can be kept shorter than in the prior art, which also brings a considerable reduction in the overall length of the extruder with it.
  • the claimed evaporation technology also provides the necessary operational reliability in the extrusion of small plant parts with a relatively high degree of moisture. Thanks to the vapor deposition, the extrusion channel can have substantially rigid walls, without this leading to damage in the strand.
  • the small parts moisture can be heated and shared via the steam and energy supply for the setting process.
  • the shape stability of the strand achieved at the end of the vaporization makes its further treatment and in particular the passage through the cooling section unproblematic.
  • a high moisture content of small parts can lead to cracks and delamination in the strand. Although this can be prevented by additional measures and is insofar practicable.
  • the preferred vapor deposition technique offers further advantages.
  • the steam quantity control also has the advantage that it provides for clear and reproducible process conditions and for a secure setting of the binder in the strand. On the other hand, excess steam is largely avoided, which leads to a significant reduction in construction and operating costs.
  • Degassing generators and vapor recirculation are dispensable.
  • the preferably saturated process steam is also optimally utilized. It condenses in a controllable strand area, whereby the heat required for setting is released in an optimal way and with uniform distribution via the phase or aggregate change. Also favorable is the fact that it is possible to work with relatively low quantities of steam and thus cost-effectively.
  • the capacity of the vaporization system can also be designed smaller and cheaper.
  • the vapor deposition is carried out in the outlet region of the recipient and / or in the subsequent section of the heating channel.
  • the strand usually has the highest compression, so that the heat introduced by the steam can be optimally used for the setting. It is also favorable if fixed or rigid channel walls are present in the vaporization area and if strand formation takes place in the vaporization area.
  • the setting process is significantly improved and accelerated by targeted evaporation, whereby the heating channel designed shorter and the overall length of the entire extruder can be significantly reduced. This leads to a higher economic efficiency.
  • the steam may e.g. be fed continuously or intermittently with the strand stranded. In both cases, a steam quantity control is advantageous.
  • the drive can be reversing and have a ram. This has the advantage that the press ram seals the strand end gas-tight and limits the steam expansion zone to the rear. Alternatively, continuous extrusion, e.g. with a snail, also possible.
  • the mecanical feed region of the steam is limited in the strand and extends in particular over a strand feed length of one to two extrusion strokes.
  • FIG. 1 shows in a schematic plan extruder (1) for producing a strand (2) from small plant parts, especially small pieces of wood such as sawdust, wood chips or the like., Which are mixed with a thermo-reactive binder or adhesive, for example.
  • the small vegetable parts may alternatively or additionally consist of another plant material.
  • she are from a small parts producer (51), for example, a sawing or planing mill, where they arise as a processing waste, fed to the extrusion press (1).
  • the strand (2) can have any cross-sectional shape, e.g. may be circular, oval or prismatic, in particular substantially square or rectangular, with possibly rounded, chamfered or chamfered corner areas.
  • the side walls of the strand (2) may be flat, curved or profiled.
  • the strand (2) may be massive or in places, e.g. in the middle, be hollow.
  • the ratio of width to height of the strand cross-section is e.g. in the range of about 1, in particular in the range between 0.7 to 2, as e.g. is common for pallet blocks.
  • the strand (2) has thereby e.g. the rod shape shown in the drawings.
  • the width to height ratio may be significantly greater, thereby giving the strand (2) a board or board shape.
  • the extrusion press (1) consists of a drying device (3) for the small vegetable parts and an extruder (4), which can be connected to each other via a small parts feeder (6) in the form of one or more suitable conveyors or the like.
  • one or more comminution devices (52, 53) for the small vegetable parts may be present.
  • a pre-crushing (52) is arranged, in which, for example, supplied as coarse sawdust or wood chips vegetable small parts are brought to a size suitable for drying. For example, they are coarsely crushed to increase their free surface for subsequent drying.
  • Behind the outlet of the drying device (3) can be post-shredding (53) be arranged, in which the dried vegetable small parts are brought to a maximum particle size, which is suitable for the subsequent extrusion process. In this case, a homogenization of the small parts material and a homogenization of the particle sizes can take place.
  • the shredders (52, 53) are equipped with suitable machinery and tools and may also include measuring equipment for particle size measurement and shredding control and regulation. Alternatively, it is already possible to set the particle size suitable for extrusion in the pre-shredding (52) and to dispense with subsequent comminution (53).
  • the extrusion press (1) may further comprise a gluing station (50) at a suitable location, e.g. in the conveying direction behind the secondary comminution (52) and in the area of the small parts feed (6).
  • a gluing station 50
  • the preferably previously dried vegetable small parts are provided with the binder, e.g. is sprayed on.
  • intermediate storage in the form of a silo or other container in the region between the drying device (3) and the extrusion press (4).
  • the extruder (4) has an extruder (5) with a downstream heating section (12) and a subsequent cooling section (13), which are arranged one behind the other in the pressing direction (9).
  • a separating device (14) for the strand (2) may be arranged. This may be, for example, a saw, which divides the strand by the cross sections into a plurality of block-like individual pieces, eg pallet blocks.
  • the extruder (4) may further comprise one or more conveyors or conveyor lines (15) behind the Auskühlumble and / or behind the separating device (14) are arranged.
  • the drying device (3) is used for drying the vegetable small parts before further processing and extrusion.
  • the small parts of your natural moisture content are dried down so far that they are e.g. at the end of the drying a residual moisture content or degree of moisture of about 6 to 20% atro, preferably from about 6 to 14% atro, have.
  • the degree of moisture may also be lower, e.g. up to about 2% atro or higher up to about 20% atro or more.
  • the drying device (3) can be of any suitable design for this purpose.
  • the drying device (3) as a belt dryer (34) is formed.
  • the lying on an air-permeable small parts carrier (36) small parts are dried by a heated dry air stream. This can be done stationary or during the transport of small vegetable parts.
  • the in FIGS. 11 to 13 shown belt dryer (34) has four drying lines, which are each equipped with at least one endless circulating small parts carrier (35), at least one circulating means (46) for the dry air flow and at least one heating device (44).
  • the four drying lines are housed together in a common machine frame (35).
  • the number of drying lines may vary.
  • the belt dryer (4) may have only one line or any other number of lines.
  • the small parts carrier (36) is designed as an air-permeable and perforated, elastic and tensile transport belt, for example, which is guided in an endless loop through the dry line and is set in circulation with a drive (38).
  • the band (36) has a straight and substantially horizontally extending upper strand and an underlying lower strand and is guided over rollers (41) and deflected.
  • the drive (38) is arranged on the output side and can be accompanied by a clamping device with at least one adjustable roller (41), which in FIG. 11 is indicated by the loop representation on the right side.
  • the small vegetable parts are transported on the upper run and traversed during transport through the heated dry air flow transverse to the Banderstreckung and dried.
  • a feed station (39) is arranged, which is provided with a metering device, e.g. a worm, can be equipped and with the small parts are applied to the upper strand.
  • the bed is preferably uniform and covers the upper run of the band (36) in full area. Laterally, the upper strand is sealed and supported in a longitudinal tape guide (37).
  • the band (36) has such a high inherent stability that the transverse sag is limited.
  • a delivery point (40) is arranged, at which the dried vegetable small parts are released from the belt (36) and conveyed in a suitable manner.
  • the circulation device (46) has several fans (47) or other suitable Luftumicalzators, each of which is connected to one or more chambers (48) and there generate the dry air flow.
  • the eg externally arranged blower (47) generate in the chamber (48) a negative pressure below the upper run of the belt (36).
  • an air supply (42) is arranged in the chambers (48). This may be an inlet opening for the ambient air, which is closed by a grid or possibly a filter.
  • the fan (47) is connected in each case in the space between the upper and lower run of the belt (36) laterally to the chamber (48) with a suction shaft and is provided on the output side with an air duct (49) through which the exhaust air laden with moisture (43 ) is delivered, possibly to the environment.
  • the heater (44) may be formed in different and possibly multi-stage manner.
  • a plurality of heating coils (45) are arranged in the flow path of the supply air (42) before reaching the belt upper run, in which the supply air is heated.
  • the heating and the formation of the heating register (45) may be formed in any desired manner.
  • the supply air may e.g. be passed through a heat exchanger or heated by a firing.
  • the heating register (45) can be arranged at a small distance above the upper run and the small parts bed.
  • the supply air flows through the heating register (45) and is heated to the desired drying temperature.
  • a multi-stage heater (44) e.g. preheating the supply air done by a heat exchanger, which is fed by a flue gas condensation from a cogeneration plant.
  • the drying temperature may be in a range of up to 120 ° C, for example.
  • the heated dry air flows through the small parts bed on the upper strand and thereby takes Moisture on.
  • the chamber area above the belt upper run can be sealed in such a way that in the chambers (48) the supply air can only flow through the heating register (45).
  • the heating registers may in this case have a smaller area size than the chamber base area.
  • the drying device (3) may be formed as a stationary sieve dryer, in which the small vegetable parts are poured onto tray or pallet-like sieves and are flowed through in a drying oven by heated dry air.
  • a drying oven by heated dry air.
  • Several sieves can be housed in a rack or dolly.
  • the guidance of the dry air flow may be different and need not be guided transversely to the main plane of the small parts carrier (36). There may also be inclined or parallel flow directions.
  • the extruder (5) may be of any suitable type. In the embodiment shown, it is a ram extruder with a reversing driven pressing member (8), eg a ram.
  • the basic form of such an extruder (5) is for example from the WO 99/48659 A1 or the WO 02/34489 A1 known.
  • the extruder (5) consists of a with the small parts supply (6) connected filling station (11) for filling the small vegetable parts in a filling and pressing shaft.
  • a recipient (16) adjoins the filling station (11) in the extrusion direction (9), into which the filling material is pushed by a pressing member (8) and thereby compacted.
  • the recipient (16) is formed as a closed channel with rigid and stationary channel walls, which form the strand (2) in the outline and which may have a slight conical extension.
  • the directly adjacent to the recipient (16) subsequent heating channel (17) may be a Vortexgang also rigid and stationary channel walls (18), which surround the strand (2) circumferentially tight.
  • the recipient (16) may be part of the extruder (5). As an alternative and as in the embodiment shown, it can at least partially extend into the heating channel (17) or be arranged there. FIGS. 2 to 8 show such embodiments.
  • the strand (2) is advanced in the embodiment shown intermittently or clocked and pressed.
  • the pressing member (8) is designed as a reciprocating ram connected to a suitable reversing drive (7), e.g. can be designed as a hydraulic cylinder, as an electric crank mechanism or the like.
  • the extruder (5) further comprises a vaporization device (21), which comprises a steam generator (22) with one or more steam lines (23) and a steam supply (24) for acting on the strand (2).
  • the steam generator (22) produces, for example, a saturated or superheated steam of water or other suitable medium.
  • the generated vapor pressures and temperatures depend on the small parts material, the strand dimensions, in particular the diameter, the applied strand volume and others Specifications and can vary accordingly. Conveniently in practice, for example in the saturated steam generation from water pressures of 5 bar and more, eg 10 bar or more and the associated steam temperatures.
  • the steam is transported via the line (s) (23) to the steam supply (24) and placed there on or in the strand (2).
  • the steam is supplied to the strand (2) in the manner explained below from the inside with an internal supply (26) through at least one channel-like opening.
  • FIG. 3 shows this variant.
  • the steam can be supplied from the outside with an external feed (25) to the strand casing according to the in FIGS. 4 to 8 shown variant.
  • the vapor deposition takes place in these variants preferably in the region of maximum strand density, i. in the region of the recipient (16) and / or the area of the heating chamber (17) adjoining in the extrusion direction (9).
  • the vaporization may e.g. be made only in one place and only in the aforementioned area.
  • several vapor deposition sites may be present in the extrusion direction (9), with the vaporization parameters mentioned below being valid for the first vaporization site at the recipient (16) or at the channel region.
  • the vaporization device (21) further comprises a valve for opening and closing the steam supply, which is connected to a controller and controlled by this.
  • the amount of steam introduced is controlled, for example, via the opening time and / or the opening width of the valve.
  • the controller may be coupled to the drive (7) of the ram (8) and control the valve in response to the drive movements.
  • a hollow strand (2) is produced by means of a pressing mandrel (29) arranged centrally in the recipient (16) and possibly also in the heating channel (17).
  • a plurality of mandrels distributed arbitrarily over the strand cross-section may be present.
  • the press mandrel (29) is on the back by means of a fitting in the machine frame (10) of the extruder (5) releasably held.
  • the ram (8) is provided on the inside with a recess and slides over the press mandrel (29).
  • the press mandrel (29) has a constant over its length and, for example, circular cross-section with a cylindrical shell.
  • the mandrel (29) may have a different cross-sectional shape, for example a prismatic cross-section. Accordingly, the internal cavity in the strand (2) is designed.
  • the recipient (16) and the heating channel (17) may also have any cross-sectional shape, which may be circular, oval, prismatic or otherwise formed.
  • the inside hollow mandrel (29) is a part of the vapor deposition device (21) and has on its jacket, preferably in the region of the free end, a peripheral steam outlet region (27) for steaming the tightly adjacent strand (2) ,
  • the jacket here has a uniform contour over the mandrel length.
  • the press mandrel (29) is closed, so that the steam preferably exits only radially on the jacket via local steam outlet openings (28) and passes directly into the adjoining strand (2).
  • the steam exit region (27) has a limited length that is shorter than the mandrel length.
  • the steam outlet area (27) is located, for example, at the end of the mandrel and in the entrance area of the heating channel (17). He may alternatively extend a little way back into the region of the recipient (16). Alternatively, the steam outlet region (27) can also be located in an outlet-side subregion of the recipient (16). These are the areas in the extruder (5) in which the strand (2) has the highest compression. In the area of the filling station (11), the mandrel jacket is closed and possibly thermally insulated.
  • the steam outlet region (27) is at the same time the feed region, to which the strand (2) the steam is supplied.
  • the vapor can spread somewhat in the axial direction and also penetrate into the strand regions adjoining the feed region (27).
  • the feed area (27) is so far away from the filling station (11) that preferably no steam can penetrate into the filling space.
  • the strand (2) can alternatively or additionally be vapor-deposited from the outside.
  • suitable steam outlet openings (28) of any type, size and arrangement are available: It may be, for example, holes or slots in the channel wall, with Distribution channels in the Heinzkanalproblemn (18) and hereby connected to the steam line (23).
  • the feed region (27) is limited in length and is located in the outlet region of the recipient (16) and / or in the subsequent area of the heating channel (17).
  • design can be dispensed with a press mandrel (29), wherein a solid strand (2) is formed.
  • the axial length of the steam outlet region (27) or of the steam supply region is limited.
  • the length is e.g. equal to or less than the strand feed length of one to two extrusion strokes. This is the feed length of the strand (2) resulting from the stroke length of 1 to 2 pressing strokes of the pressing member (8).
  • the length of the steam exit region (27) may be e.g. about 150 to 500 mm, preferably about 250 mm.
  • vaporization of the strand (2) takes place only in the described range. Alternatively, further vaporization areas may be present.
  • FIGS. 2 to 8 variants shown may be in the channel area at or before the steam supply (24) of the strand (2) in addition and eg from the outside to be heated.
  • the channel walls (18) may for this purpose have heating elements or be heated by the steam from the inside.
  • no heating or heating of the strand (2) takes place more.
  • the steam supply (24) is preferably also at the corresponding end of the heating channel (17).
  • the press mandrel for example, a support tube with the fitting at the rear end.
  • a steam tube is arranged, which has the same outer contour as the support tube.
  • the steam pipe has an internal steam chamber and a plurality of outlet openings (28) for the steam distributed around the circumference of the pipe.
  • the outlet openings (28) are formed, for example, as radial through-holes in the jacket of the steam pipe. Such through holes are sufficient on their own. she may alternatively be connected to the outside with laterally leading away and, for example, crosswise arranged distribution channels.
  • the distribution channels may be formed, for example, as outside grooves in the jacket, which open at the said through hole.
  • the steam pipe At the front, the steam pipe at the free front end by a lid or the like. Vapor-tight. At the other end, the steam pipe is flush and flush with the support tube. This may be a detachable connection, e.g. be a screw to remove the steam pipe for cleaning and maintenance purposes and to replace if necessary. Alternatively, a solid compound, e.g. a weld, be present. At this end, there is also disposed a seal for preventing the axial steam escape, e.g. is located at a neck nozzle of the steam pipe, which projects a piece into the support tube via a corresponding recess.
  • a seal for preventing the axial steam escape e.g. is located at a neck nozzle of the steam pipe, which projects a piece into the support tube via a corresponding recess.
  • the steam is supplied to the steam pipe via a reduced in diameter relative to the steam pipe internal steam line, which is connected via the said remote controllable valve with the steam generator (22).
  • the steam line is designed, for example, as a rigid feed tube laid in the carrier tube, which is held and fastened here by radial guides.
  • the feed tube protrudes through the seal into the steam chamber. If necessary, it can slide back and forth in the seal to compensate for thermal expansion.
  • the feed pipe is open, so that the steam can escape here and be distributed in the steam chamber and can escape through the outlet openings (28) into the strand (2). Due to the thin feed tube, the vapor volume located behind the valve is relatively small.
  • the steam supplied to the strand (2) can be controlled via the valve and its opening times with high accuracy.
  • the press mandrel (29) as in the illustration of FIG. 3 be designed as a single-stranded steam tube with a single continuous internal cavity. Further, it is possible to supply the steam continuously and independently of the press cycle to the strand (2).
  • the valve ensures an evenly constant steam supply and steam quantity control.
  • a single-stranded mandrel (29) and a throttle valve are particularly suitable for permanent vapor deposition.
  • the strand (2) is e.g. saturated steam in a controlled amount of steam via the steam outlet region (27) and fed to the feed.
  • the amount of steam and the vapor pressure are matched to the heat absorption capacity of the applied strand area and e.g. so dimensioned that the supplied steam provides in this strand area for the required setting and thereby substantially completely condensed. Excess steam can be substantially avoided, so that the strand (2) on the outside no steam or little steam escapes.
  • the amount of steam is at the lower limit so that it is sufficient for the penetration of the entire cross-section of the strand (2) and for the setting of the strand (2) or the binder contained therein in the entire applied strand area. Upwards, the amount of steam is so dimensioned that substantially all the saturated steam introduced into the strand (2) can condense there and that preferably no excess vapor exits the strand (2). It is the aim of avoiding any excess vapor. In practice, this does not always achieve the desired level. It lies within the framework of Invention, when said conditions and ratios are at least substantially achieved.
  • the heat energy or enthalpy contained in the saturated steam is abruptly released in the impinged strand area and ensures uniform heating and extreme acceleration of the thermal setting reaction of the strand material.
  • the process can be supported by a possibly existing external additional heating in the chamber walls.
  • the hardening and setting process in the strand (2) can be effected solely by the condensation.
  • the Schufflenin can thereby be significantly reduced and is e.g. about 1.5 m.
  • the energy required to set the strand (2) is essentially introduced by the vapor.
  • the setting process in the strand (2) is completed so far that the strand has reached its dimensional stability. This means that the strand (2) shows no or substantially no deformation when taking away an external pressure and an external guide.
  • the volume of porous material is capable of accommodating the volume of vapor because upon contact with the colder chip material offering a very large contact surface of the chips, the condensation process begins immediately and the vapor volume collapses before the mixture leaves the squeeze channel section closed on all sides and the vapor pressure cracks could cause in the product strand.
  • the condensate is homogeneously distributed in the material volume.
  • the cured product is no different from products recognizable without steaming.
  • the steam quantity control is in the embodiment of FIG. 3 provided with a mecanical dipfung (26) from the press mandrel (29) in the contact area with the strand (2), wherein the steam from the outlet openings (28) and possibly the distribution channels directly into the strand (2) penetrates.
  • the steam quantity control can also be combined with an external vapor deposition (25) of the strand (2) in the region at the recipient (16) and / or subsequent region of the heating channel (17).
  • the steam quantity control can also be used in conjunction with a combined internal and external vapor deposition (25, 26) of the strand (2).
  • the steam supply (24) is located at the rear end of the heating channel (17) behind the recipient (16) in the pressing direction (9).
  • the heating channel (17) in both variants rigid and fixedly arranged channel walls (18) surrounding the strand (2) circumferentially tight and form in its outer contour , where in the region of the channel may possibly have a slight conical or stepped extension.
  • the heating channel (17) at least one limited movable channel wall (19), which is arranged for example at the top.
  • the mobility may be in a pivotal movement, wherein the front end of the channel wall (19) is obtained in the manner of a hinge on the subsequent fixed wall portion and the rear end can pivot up and down.
  • an adjusting device (20) is present, which has a suitable controllable drive, for example a hydraulic cylinder.
  • the movable channel wall (19) and the adjusting device (20) may be omitted in favor of continuous solid channel walls (18).
  • the movable channel wall (19) can be held and locked in the extrusion operation with such a force that it does not evade under normal operating conditions and evades only when an abnormal overpressure occurs in the hollow channel interior.
  • the movable channel wall (19) can be used as a strand brake in order to produce the counter-pressure required to achieve the strand compaction with respect to the feed force of the pressing member (8).
  • the movable channel wall (19) of the adjusting device (20) with controlled force and possibly a controlled path to the strand (2) is pressed and brakes it by frictional force. This braking effect is present only over a portion of the extrusion stroke until the required compression is achieved and the strand (2) can then be advanced along the entire length. In this period, the channel wall (19) is released and canceled the braking effect.
  • FIG. 2 shows the subsequent to the heating section (12) Ausksselumble (13).
  • This is also formed like a tube or channel and consists of at least one cooling channel (30) in FIGS. 9 and 10 is shown.
  • modularly formed cooling channels (30) can according to FIG. 2 behind each other be arranged and form a Auskühlrange (13) with the desired length.
  • the module or channel length can be for example about 3 m, so that, for example, by two or three modules, a distance of 6 m or 9 m can be achieved.
  • the cooling channel (30) can be formed by rigid and stationary channel walls (31) and by movable channel walls (32) or wall sections, which are possibly spaced at the adjacent longitudinal edges to form free spaces.
  • the movable channel walls (32) are connected to one or more adjusting devices (33) which can be controlled controlled for advancing and lifting the movable channel walls (32) from the strand (2).
  • the parts are arranged and mounted together on a machine frame (10) possibly connected to the extrusion press (5).
  • the actuators (33) have a suitable drive, e.g. Hydraulic cylinder, which are connected to the aforementioned control of the extruder (5).
  • the adjusting devices (33) are actuated in the extrusion cycle.
  • the movable channel walls (32) are turned on and clamp the strand (2). Once the desired compaction is achieved, open the movable channel walls (32) and release the strand feed. During the return stroke of the extrusion process (8), the strand (2) can be held again.
  • the channel walls (31,32) can absorb the thermal energy contained in the strand (2) by heat conduction and release by convection to the environment. Furthermore, active cooling of the channel walls (31, 32) with water or other suitable media is possible. The distances or free spaces between the channel walls (31,32) allow evaporation of excess moisture from the strand (2).
  • the extrusion press (1) includes the described drying device (3), the shredders (52, 53) and the extruder (4). These components each have independent inventive significance.
  • the drying device (3) and in particular the belt dryer (34) shown can alternatively be used in conjunction with a differently configured extrusion press (4), which, for example, according to W02002 / 034489 A1 is trained.
  • the extruder device (4) and in particular the extruder (5) with the described evaporation technique to achieve a dimensionally stable strand (2) after the evaporation can on the other hand be used in conjunction with another drying device (3) or without such a drying device (3).
  • another drying device (3) for example, it is possible to process small vegetable parts with a natural moisture content incurred in woodworking, such as wood chips, wood shavings or the like. Such small parts are not dried again separately, but can be fed directly to the extrusion process after mixing with binder.
  • the extrusion and steaming technique described can also be used with vegetable small parts, which have a lower moisture content.
  • the pressing member (8) may for example be a worm and also provide for a continuous feed.
  • the design of the vapor deposition device (21) and its components is also freely changeable.
  • the targeted and localized steam escape at the press mandrel (29) can also be achieved with a different structural design.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strangpressanlage (1) und ein Verfahren zum Herstellen von Strangpressprodukten aus mit Bindemitteln versehenen pflanzlichen Kleinteilen. Die Strangpressanlage (1) weist eine Trocknungseinrichtung für die pflanzlichen Kleinteile, eine nachgeschaltete Kleinteilzuführung (6) und eine Strangpresseinrichtung (4) auf. Die Kleinteile werden auf einen Feuchtegrad von 6 bis 14 % atro getrocknet, wobei sie vor und nach der Trocknung auf eine für die Trocknung und die Strangpressung geeignete Größe zerkleinert werden. Beim Strangpressen werden die pflanzlichen Kleinteile in der Strangpresseinrichtung (4) zum Abbinden im Strang (2) durch zugeführten Dampf und dessen Kondensation im Strang (2) erwärmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Strangpressanlage zum Herstellen von Strangpressprodukten mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
  • Konventionelle Strangpressanlagen besitzen Strangpresseinrichtungen, die aus einer Strangpresse, einer nachgeschalteten kanalartigen Heizstrecke und einer nachfolgenden Auskühlstrecke sowie ggf. einer endseitig angeordneten Säge bestehen, welche den Strang durch Querschnitte in klotzartige Einzelstücke unterteilt. Konventionelle Heizgänge haben mit Öl oder einem anderen Medium beheizte und zumindest z.T. verstellbare Wände, die bei einer reversierenden Strangpresse, z.B. einer Kolbenstrangpresse, im Pressrhythmus zur Erzielung einer Bremswirkung abwechselnd zugestellt und abgehoben werden. Bei dieser Kontaktwärmeübertragung dauert der Abbindevorgang relativ lange Zeit, was eine entsprechend große Länge der Heizgänge und auch der nachfolgenden Auskühlstrecke mit sich bringt. Außerdem ist der Energieaufwand hoch.
  • Aus der WO 99/48659 ist eine andere Strangpresseeinrichtung bekannt, bei der der Strang gepresst und mit Wärme und Dampf behandelt wird. Bei der Dampfbehandlung wird mit Dampfüberschuss gearbeitet, wobei der überschießende Dampf anschließend mit Entdampfungsgeneratoren abgesaugt und im Kreislauf zum Dampferzeuger zurückgeführt wird. In einer anderen Variante wird nur die Randzone des Strangs bedampft, was zu keiner Abbindung im gesamten Strangquerschnitt führt und eine weitere Wärmezufuhr in einem anschließenden Heizgang verlangt. Die Strangpresseinrichtung hat dadurch ebenfalls eine große Länge. Die Schrift zeigt außerdem eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungs- und Verfahrenstechniken für die Durchführung der Strangbedampfung. Der Strang wird hierbei von außen und/oder innen bedampft. Bei der Innenbedampfung wird der Dampf axial durch einen Pressdorn geführt tritt dort stirnseitig in einen innen liegenden Hohlraum des Strangs aus, welcher durch einen Schleppverschluss axial abgedichtet werden soll. Diese Abdichtung ist problematisch, wobei der Verschluss hohe mechanische Belastungen des Strangvorschubs auf Dauer aushalten muss.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Herstelltechnik für Strangpressprodukte aufzuzeigen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
    Eine Trocknung der pflanzlichen Kleinteile, insbesondere eine gezielte Trocknung mit dem beanspruchten Trockengrad und/oder mit einem Sieb- oder Bandtrockner hat verschiedene Vorteile. Durch die Vorbereitung der pflanzlichen Kleinteile, die z.B. als Späne oder Hackschnitzel vorliegen, können diese besser weiterverarbeitet und zu einem Strang mit hoher Qualität und Gleichmäßigkeit verpresst werden. Insbesondere ist es auch aus Energiegründen günstig, die Kleinteile nur so weit zu trocknen, wie für den nachfolgenden Strangpressprozess erforderlich ist. Das fertige und abgebundene Produkt, z.B. die aus dem Strang abgetrennten Klötze, sind relativ unempfindlich gegen Feuchtigkeit und können eine erhebliche Restfeuchte, z.B. bis zu 30 % atro, aufweisen. Aus Gründen der Energiebilanz ist es daher vorteilhaft, die Kleinteile vor dem Strangpressen nicht übermäßig stark zu trocknen und hierfür einen hohen Energieaufwand zu betreiben. Eine Kleinteiltrocknung auf einen Feuchtegehalt von ca. 6 - 18 % atro am Ausgang der Trocknung ist daher wirtschaftlich und kostengünstig. Gleiches gilt für den Einsatz eines Sieb- oder Bandtrockners, mit dem die genannten Feuchtegrade erzielt werden können. Die Trocknung kann aber auch bei Bedarf auf einen niedrigeren Feuchtegrad bis z.B. 2 % atro oder einen höheren Feuchtegrad bis zu ca. 20 % atro oder mehr ausgedehnt werden.
  • Die Kleinteile können während des Transports mit Trockenluft und mit einem begrenzten Temperaturniveau von z.B. bis zu ca. 120° Celsius, beaufschlagt werden, was zu einer besonders gleichmäßigen, schnellen und wirtschaftlichen Trocknung führt. Die Trocknung kann im Durchlaufverfahren stattfinden, was produktionstechnisch günstig ist und bei Bedarf einen hohen Ausstoß gewährleistet. Der Trocknungsvorgang kann auch unterbrochen werden. Durch den genannten Feuchtegrad lassen sich die Kleinteile nach der Trocknung auch in einem Silo oder einem anderen Behälter zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeiten. Die Wiederaufnahme von Wasser und Feuchtigkeit und eine Produktveränderung sind hierbei gering.
  • Für die Trocknungs- und Strangpresstechnik ist eine ein- oder mehrstufige Zerkleinerung der pflanzlichen Kleinteile günstig, insbesondere eine Grob- und Feinzerkleinerung, wobei die Grobzerkleinerung vor der Trocknung und die Feinzerkleinerung nach der Trocknung und vor dem Strangpressen erfolgen kann. Für die Trocknung in einem Bandtrockner oder Siebtrockner ist es vorteilhaft, die von einem Kleinteilerzeuger, z.B. einem Sägewerk, kommenden pflanzlichen Kleinteile einer Vorzerkleinerung zuzuführen. Hierdurch wird deren Oberfläche vergrößert, was für die anschließende Trocknung günstig ist. Nach der Trocknung kann sich eine Nachzerkleinerung anschließen, mit der eine zum Strangpressen geeignete Partikelgröße der Kleinteile eingestellt werden kann. Zugleich kann hierüber eine Homogenisierung des Kleinteilmaterials erreicht werden. Beides ist für die anschließende Beleimung und den Strangpressvorgang günstig. Ferner ist es aus energetischen Gründen von Vorteil, diese Zerkleinerung und die Einstellung der Partikelgröße nach der Trocknung vorzunehmen. Getrocknete Kleinteile lassen sich leichter und mit weniger Energie- und Maschinenaufwand zerkleinern als das feuchte Rohmaterial. Alternativ kann dieser Zerkleinerungs- und Einstellvorgang auch vor der Trocknung stattfinden.
  • Für die Verarbeitung von Kleinteilen mit dem genannten höheren Feuchtegrad ist es günstig, die zum Abbinden des Bindemittels im Strang erforderliche Wärme durch Dampf und vorzugsweise im wesentlichen ausschließlich durch Dampf und nur an einer einzigen, lokal begrenzten Stelle einzubringen. Hierbei hat sich gezeigt, dass durch eine Dampfbehandlung der Verbrauch an Bindemittel oder Leim reduziert werden kann. Dementsprechend reduziert sich auch die über die Leimzugabe erfolgende Einbringung von Wasser oder Feuchtigkeit in die Kleinteilmasse. Dementsprechend höher kann der eigene Feuchtegehalt der pflanzlichen Kleinteile sein.
  • Die Dampfbehandlung hat ferner den Vorteil, dass sie eine schnellere und gleichmäßigere Durchwärmung des Strangs und ein schnelleres Abbinden ermöglicht. Hierbei ist es insbesondere günstig, wenn mit gesättigtem Dampf und dessen Kondensation im Strang gearbeitet wird. Über die Änderung des Aggregatzustands kann besonders viel Wärmeenergie schnell und gleichmäßig im Strang freigesetzt werden. Hierbei ist es von Vorteil, die Dampfmenge und den Dampfdruck auf die Wärmeaufnahmekapazität des beaufschlagten Strangbereichs abzustimmen und derart zu bemessen, dass einerseits der Strang in Querrichtung vollständig durchdrungen werden kann und abbinden kann und wobei die Dampfmenge im Strang im wesentlichen vollständig kondensieren kann. Hierdurch lassen sich Dampfüberschüsse und eine aufwändige und platzraubende Dampfentsorgung über Reaktoren oder dergl. vermeiden. Außerdem sind die Umweltbeeinträchtigungen geringer.
  • Die Dampfbehandlung des Strangs wird vorzugsweise derart ausgeführt, dass der Strang anschließend eine hohe Formstabilität hat. Dies bedeutet, dass er nach wegnahme von äußerem Druck keine oder nur unwesentliche Verformungen zeigt. Mit der beanspruchten Technik ist es möglich, den Abbindeprozess im Strang durch die Dampfbehandlung soweit zu vollenden, dass die Leimfestigkeit größer als die inneren Spannungen im Strang ist. Dies hat den Vorteil, dass die Heizstrecke sehr kurz gehalten werden kann, was zu einer wesentlichen Reduzierung der Gesamtlänge der Strangpresseinrichtung führt. Außerdem kann sich an den Auslass der Heizstrecke und an das Ende der Dampfzuführung bzw. der Dampfbehandlung unmittelbar die Auskühlstrecke anschließen. Durch die optimale Energieausnutzung kann auch die Auskühlstrecke kürzer als beim Stand der Technik gehalten werden, was ebenfalls eine beträchtliche Reduzierung der Gesamtlänge der Strangpresseinrichtung mit sich bringt.
  • Die beanspruchte Bedampfungstechnik bietet außerdem die nötige Betriebssicherheit beim Strangpressen von pflanzlichen Kleinteilen mit einem relativ hohen Feuchtegrad. Dank der Bedampfung kann der Strangpresskanal im wesentlichen starre wände haben, ohne dass dies zu Schäden im Strang führt. Die Kleinteilfeuchte kann über die Dampf- und Energiezufuhr für den Abbindeprozess aufgeheizt und mitbenutzt werden. Außerdem hat sich gezeigt, dass durch die am Ende der Bedampfung erreichte Formstabilität des Strangs dessen weitere Behandlung und insbesondere das Durchschieben durch die Auskühlstrecke unproblematisch sind. Bei Vergleichsversuchen mit einer unvollständigen Abbindung durch Dampfzufuhr sowie mit einer zusätzlich anschließenden konventionellen Kontaktbeheizung durch Heizkanalwände hat sich gezeigt, dass eine hohe Kleinteilfeuchte zu Rissen und Ablösungen im Strang führen kann. Dies lässt sich zwar durch zusätzliche Maßnahmen verhindern und ist insofern praktikabel. Die bevorzugte Bedampfungstechnik bietet demgegenüber jedoch weitergehende Vorteile.
  • Die Dampfmengensteuerung hat ferner den Vorteil, dass sie für eindeutige und reproduzierbare Prozessverhältnisse und für ein sicheres Abbinden des Bindemittels im Strang sorgt. Andererseits wird Überschussdampf weitgehend vermieden, was zu einer wesentlichen Reduzierung des Bau- und Betriebsaufwandes führt. Entdampfungsgeneratoren und Dampfrückführungen sind entbehrlich. Der vorzugsweise gesättigte Prozessdampf wird außerdem optimal ausgenutzt. Er kondensiert in einem kontrollierbaren Strangbereich, wobei über die Phasen- oder Aggregatsänderung in optimaler Weise und mit gleichmäßiger Verteilung die zum Abbinden benötigte Wärme freigesetzt wird. Günstig ist außerdem der Umstand, dass mit relativ geringen Dampfmengen und damit kostengünstig gearbeitet werden kann. Die Kapazität der Bedampfungsanlage kann außerdem kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden.
  • Für die Dampfmengensteuerung ist eine Innenbedampfung aus dem Mantel des Pressdorns direkt in den anliegenden Strangbereich von besonderem Vorteil, weil hierdurch eine höhere Prozesssicherheit gewährleistet wird. Außerdem ist der bedampfte Strangbereich besser eingrenzbar und kontrollierbar. Der eingebrachte Dampf kann optimal ausgenutzt werden. Alternativ oder zusätzlich ist eine Außenbedampfung möglich.
  • In allen Fällen ist es von besonderem Vorteil, wenn die Bedampfung im Auslassbereich des Rezipienten und/oder im anschließenden Abschnitt des Heizkanals durchgeführt wird. In diesen Bereichen hat der Strang in der Regel die höchste Verdichtung, so dass die vom Dampf eingebrachte Wärme für die Abbindung optimal genutzt werden kann. Günstig ist es außerdem, wenn im Bedampfungsbereich feste oder starre Kanalwände vorhanden sind und wenn im Bedampfungsbereich die Strangformung stattfindet. Der Abbindeprozess wird durch die gezielte Bedampfung wesentlich verbessert und beschleunigt, wodurch der Heizkanal kürzer ausgelegt und die Baulänge der gesamten Strangpresse deutlich verringert werden kann. Dies führt zu einer höheren Wirtschaftlichkeit.
  • Der Dampf kann z.B. kontinuierlich oder taktweise bei stehendem Strang zugeführt werden. In beiden Fällen ist eine Dampfmengensteuerung von Vorteil. Der Antrieb kann reversierend sein und einen Pressstempel aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der Pressstempel das Strangende gasdicht abschließt und die Dampfausdehnungszone nach hinten begrenzt. Alternativ ist ein kontinuierliches Strangpressen, z.B. mit einer Schnecke, ebenfalls möglich.
  • Die Innenbedampfung aus dem Dornmantel hat zudem den Vorteil, dass mit relativ kleinen dampfführenden Volumina im Dornbereich gearbeitet werden kann. Hierdurch lässt sich die Dampfmenge besonders gut und zielgerichtet steuern. Die Dampfmengensteuerung kann alternativ oder zusätzlich auch bei einer Außenbedampfung eingesetzt werden. Für den Abbindeprozess ist es in beiden Fällen günstig, wenn die Bedampfung in einem Kanalbereich der Strangpresse stattfindet, der eine im wesentlichen feste Kanalwandung hat, die für die Formgebung des Strangs und ggf. auch eine gewissen Bremswirkung zur Erzielung der gewünschten Verdichtung im Strang sorgt, ggf. in Verbindung mit einer weiteren Bremseinrichtung, z.B. zustellbaren Kanalwänden in der Auskühlstrecke. Für die Prozesssicherheit ist es außerdem günstig, wenn der axiale Zuführbereich des Dampfes in den Strang begrenzt ist und sich insbesondere über eine Strangvorschublänge von ein bis zwei Strangpresshüben erstreckt.
  • In prozesstechnischer Hinsicht ist die Verwendung von Dampf aus Wasser, z.B. Sattdampf, günstig. Ein Dampfdruck von ca. 10 bis 15 bar und eine entsprechende Dampftemperatur haben sich als vorteilhaft erwiesen. Die zum Abbinden benötigte Wärmemenge entspricht einem relativ kleinen Dampfvolumen und wird bei der Kondensation zielgerichtet in einem begrenzten Strangelement freigesetzt. Außerdem sind diese Dampfparameter für die gute und gleichmäßige Durchdringung des beaufschlagten Strangbereichs und für die Effektivität der Energieumsetzung vorteilhaft.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
    • Figur 1:
    eine Schemadarstellung einer Strangpressanlage,
    Figur 2:
    eine Seitenansicht einer Strangpresseinrichtung,
    Figur 3:
    einen abgebrochenen Längsschnitt durch eine Strangpresse und einen anschließenden Heizkanal mit Innenbedampfung,
    Figur 4:
    einen abgebrochenen Längsschnitt durch eine Strangpresse und einen anschließenden Heizkanal mit Außenbedampfung,
    Figur 5 bis 8:
    einen Heizkanal in perspektivischer Ansicht sowie in verschiedenen geklappten Seiten-, Front- und Draufsichten,
    Figur 9 und 10:
    eine ausschnittsweise Darstellung einer Auskühlstrecke in Seitenansicht und geklappter Frontansicht und
    Figur 11 bis 13:
    einen Bandtrockner in Seitenansicht, Stirnansicht und Draufsicht.
  • Figur 1 zeigt in einem Schemaplan eine Strangpressanlage (1) zur Herstellung eines Stranges (2) aus pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, wie Sägespänen, Holzschnitzel oder dergl., die mit einem z.B. thermoreaktiven Bindemittel oder Kleber vermengt sind. Die pflanzlichen Kleinteile können alternativ oder zusätzlich auch aus einem anderen Pflanzenmaterial bestehen. Sie werden von einem Kleinteilerzeuger (51), z.B. einem Säge- oder Hobelwerk, wo sie als Bearbeitungsabfall anfallen, der Strangpressanlage (1) zugeführt.
  • Der Strang (2) kann eine beliebige Querschnittsform haben, die z.B. kreisrund, oval oder prismatisch, insbesondere im wesentlichen quadratisch oder rechteckig, mit ggf. abgerundeten, abgeschrägten oder angefasten Eckbereichen sein kann. Die Seitenwände des Strangs (2) können eben, gekrümmt oder auch profiliert sein. Der Strang (2) kann massiv oder stellenweise, z.B. in der Mitte, hohl sein. Das Verhältnis von Breite zu Höhe des Strangquerschnitts liegt z.B. im Bereich von ca. 1, insbesondere im Bereich zwischen 0,7 bis 2, wie es z.B. für Palettenklötze üblich ist. Der Strang (2) hat dadurch z.B. die in den Zeichnungen gezeigte Stangenform. Alternativ kann das Verhältnis von Breite zu Höhe deutlich größer sein, wodurch der Strang (2) eine Brett- oder Plattenform erhält.
  • Die Strangpressanlage (1) besteht aus einer Trocknungseinrichtung (3) für die pflanzlichen Kleinteile und einer Strangpresseinrichtung (4), die miteinander über eine Kleinteilzuführung (6) in Form eines oder mehrerer geeigneter Förderer oder dergl. verbunden sein können.
  • Im Bereich der Trocknungseinrichtung (3) können eine oder mehrere Zerkleinerungseinrichtungen (52,53) für die pflanzlichen Kleinteile vorhanden sein. Vor dem Eingang der Trocknungseinrichtung (3) ist z.B. eine Vorzerkleinerung (52) angeordnet, in der die z.B. als grobe Säge- oder Hackschnitzel zugeführten pflanzlichen Kleinteile auf eine für die Trocknung geeignete Größe gebracht werden. Sie werden hierbei z.B. grob zerkleinert, um ihre freie Oberfläche für die anschließende Trocknung zu vergrößern. Hinter dem Ausgang der Trocknungseinrichtung (3) kann eine Nachzerkleinerung (53) angeordnet sein, in der die getrockneten pflanzlichen Kleinteile auf eine maximale Partikelgröße gebracht werden, die für den nachfolgenden Strangpressvorgang geeignet ist. Hierbei kann auch eine Homogenisierung des Kleinteilmaterials und eine Vergleichmäßigung der Partikelgrößen stattfinden. Die Zerkleinerungseinrichtungen (52,53) sind mit geeigneten Maschinen und Werkzeugen ausgerüstet und können auch Messeinrichtungen zur Erfassung der Partikelgröße und zur Steuerung und Regelung der Zerkleinerung aufweisen. Alternativ kann in der Vorzerkleinerung (52) bereits die strangpressgeeignete Partikelgröße eingestellt und auf eine Nachzerkleinerung (53) verzichtet werden.
  • Die Strangpressanlage (1) kann ferner eine Beleimstation (50) an geeigneter Stelle, z.B. in Förderrichtung hinter der Nachzerkleinerung (52) und im Bereich der Kleinteilzuführung (6), aufweisen. Hier werden die vorzugsweise zuvor getrockneten pflanzlichen Kleinteile mit dem Bindemittel versehen, das z.B. aufgesprüht wird. In Abwandlung der gezeigten Darstellung kann außerdem noch ein nicht dargestelltes Zwischenlager in Form eines Silos oder anderen Behälters im Bereich zwischen der Trocknungseinrichtung (3) und der Strangpresseinrichtung (4) angeordnet sein.
  • Die Strangpresseinrichtung (4) weist eine strangpresse (5) mit einer nachgeschalteten Heizstrecke (12) sowie einer anschließenden Auskühlstrecke (13) auf, die in Pressrichtung (9) hintereinander angeordnet sind. Am Ende der Auskühlstrecke (13) oder mit Abstand hierzu kann eine Trennvorrichtung (14) für den Strang (2) angeordnet sein. Dies kann z.B. eine Säge sein, die den Strang durch den Querschnitte in eine Vielzahl von klotzartigen Einzelstücken, z.B. Palettenklötzen, unterteilt. Die Strangpresseinrichtung (4) kann ferner ein oder mehrere Förderer oder Förderstrecken (15) aufweisen, die hinter der Auskühlstrecke und/oder hinter der Trennvorrichtung (14) angeordnet sind.
  • Die Trocknungseinrichtung (3) dient zum Trocknen der pflanzlichen Kleinteile vor der Weiterverarbeitung und dem Strangpressen. In der Trocknungseinrichtung werden die Kleinteile von Ihrem natürlichen Feuchtegehalt so weit heruntergetrocknet, dass sie z.B. am Ende der Trocknung einen Restfeuchtegehalt oder Feuchtegrad von ca. 6 bis 20% atro, vorzugsweise von ca. 6 bis 14% atro, aufweisen. Der Feuchtegrad kann auch niedriger sein und z.B. bis zu ca. 2 % atro herabreichen oder höher bis zu ca. 20 % atro oder mehr liegen. Die Trocknungseinrichtung (3) kann hierfür von beliebig geeigneter Bauart sein.
  • Bei dem in Figur 11 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trocknungseinrichtung (3) als Bandtrockner (34), ausgebildet. Hierbei werden die auf einem luftdurchlässigen Kleinteilträger (36) liegenden Kleinteile durch einen erwärmten Trockenluftstrom getrocknet. Dies kann stationär oder während des Transports der pflanzlichen Kleinteile geschehen.
  • Der in Figur 11 bis 13 gezeigte Bandtrockner (34) besitzt vier Trocknungslinien, die mit jeweils mindestens einem endlos umlaufenden Kleinteilträger (35), mindestens einer Umwälzeinrichtung (46) für die Trockenluftströmung und mindestens einer Heizeinrichtung (44) ausgestattet sind. Die vier Trockenlinien sind miteinander in einem gemeinsamen Maschinengestell (35) untergebracht. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann die Zahl der Trocknungslinien variieren. Der Bandtrockner (4) kann nur eine Linie oder eine beliebige andere Anzahl von Linien aufweisen.
  • Der Kleinteilträger (36) ist als luftdurchlässiges und z.B. perforiertes, biegeelastisches und zugfestes Transportband ausgebildet, welches in einer endlosen Schleife durch die Trockenlinie geführt ist und mit einem Antrieb (38) in Umlaufbewegung versetzt wird. Das Band (36) hat ein gerades und im wesentlichen horizontal sich erstreckendes Obertrum sowie ein darunter liegendes Untertrum und wird über Rollen (41) geführt und umgelenkt. Der Antrieb (38) ist ausgangsseitig angeordnet und kann von einer Spanneinrichtung mit mindestens einer verstellbaren Rolle (41) begleitet sein, die in Figur 11 durch die Schlaufendarstellung an der rechten Seite angedeutet ist.
  • Die pflanzlichen Kleinteile werden auf dem Obertrum transportiert und während des Transports durch die beheizte Trockenluftströmung quer zur Banderstreckung durchströmt und getrocknet. An der Eingangsseite und zu Beginn des Obertrums ist eine Aufgabestelle (39) angeordnet, die mit einer Dosiereinrichtung, z.B. einer Schnecke, ausgestattet sein kann und mit der die Kleinteile auf das Obertrum aufgebracht werden. Die Schüttung ist dabei vorzugsweise gleichmäßig und bedeckt das Obertrum des Bandes (36) in voller Fläche. Seitlich ist das Obertrum in einer längs laufenden Bandführung (37) abgedichtet geführt und abgestützt. Das Band (36) hat eine so hohe Eigenstabilität, dass der Querdurchhang begrenzt ist. Am Ende des Obertrums ist eine Abgabestelle (40) angeordnet, an der die getrockneten pflanzlichen Kleinteile vom Band (36) abgegeben und in geeigneter Weise weiterbefördert werden.
  • In Laufrichtung des Obertrums sind mehrere Kammern (48) hintereinander angeordnet, durch die das Obertrum und die pflanzlichen Kleinteile transportiert werden. In diesen Kammern (48) wird eine Trockenluftströmung erzeugt und quer zur Bandfläche gerichtet. Die Umwälzeinrichtung (46) besitzt mehrere Gebläse (47) oder andere geeignete Luftumwälzgeräte, die jeweils an eine oder mehrere Kammern (48) angeschlossen sind und dort die Trockenluftströmung erzeugen. Die z.B. extern angeordneten Gebläse (47) erzeugen in der Kammer (48) einen Unterdruck unterhalb des Obertrums des Bandes (36). Oberhalb des Obertrums ist in den Kammern (48) jeweils eine Luftzufuhr (42) angeordnet. Dies kann eine Eintrittsöffnung für die Umgebungsluft sein, die mit einem Gitter oder ggf. einem Filter verschlossen ist. Das Gebläse (47) ist jeweils im Raum zwischen Ober- und Untertrum des Bandes (36) seitlich an die Kammer (48) mit einem Saugschacht angeschlossen und ist ausgangseitig mit einem Luftschacht (49) versehen, durch den die mit Feuchtigkeit beladene Abluft (43) abgegeben wird, ggf. an die Umgebung.
  • Die Heizeinrichtung (44) kann in unterschiedlicher und ggf. mehrstufiger Weise ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Strömungsweg der Zuluft (42) vor Erreichen des Bandobertrums mehrere Heizregister (45) angeordnet, in denen die Zuluft erwärmt wird. Die Erwärmung und die Ausbildung der Heizregister (45) kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Die Zuluft kann z.B. über einen Wärmetauscher geführt oder durch eine Befeuerung erwärmt werden. Die Heizregister (45) können mit geringem Abstand über dem Obertrum und der Kleinteilschüttung angeordnet sein. Die Zuluft strömt durch das Heizregister (45) und wird dabei auf die gewünschte Trocknungstemperatur erwärmt. Bei einer mehrstufigen Heizeinrichtung (44) kann z.B. eine vorwärmung der Zuluft durch einen wärmetauscher erfolgen, der von einer Rauchgaskondensation aus einem Heizkraftwerk gespeist wird.
  • Die Trocknungstemperatur kann z.B. in einem Bereich von bis zu 120°C liegen. Die erwärmte Trockenluft durchströmt die Kleinteilschüttung auf dem Obertrum und nimmt dabei Feuchtigkeit auf. Der Kammerbereich oberhalb des Bandobertrums kann derart abgedichtet sein, dass in den Kammern (48) die Zuluft nur durch das Heizregister (45) strömen kann. Die Heizregister können hierbei eine kleinere Flächengröße als die Kammergrundfläche aufweisen.
  • Alternativ kann die Trocknungseinrichtung (3) als stationärer Siebtrockner ausgebildet sein, bei dem die pflanzlichen Kleinteile auf schalen- oder palettenartige Siebe geschüttet werden und in einem Trocknungsofen von beheizter Trockenluft durchströmt werden. Mehrere Siebe können hierbei in einem Gestell oder Transportwagen untergebracht sein. In weiterer Abwandlung kann die Führung der Trockenluftströmung eine andere sein und muss nicht quer zur Hauptebene des Kleinteilträgers (36) geführt sein. Es können auch schräge oder parallele strömungsrichtungen vorhanden sein.
  • Die Strangpresse (5) kann von beliebig geeigneter Bauart sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Kolbenstrangpresse mit einem reversierend angetriebenen Pressorgan (8), z.B. einem Pressstempel. Die Grundform einer solchen Strangpresse (5) ist z.B. aus der WO 99/48659 A1 oder der WO 02/34489 A1 bekannt.
  • Die Strangpresse (5) besteht aus einer mit der Kleinteilzuführung (6) verbundenen Füllstation (11) zum Einfüllen der pflanzlichen Kleinteile in einen Füll- und Pressschacht. An die Füllstation (11) schließt sich in Strangpressrichtung (9) ein Rezipient (16) an, in den das Füllgut durch ein Pressorgan (8) geschoben und hierbei verdichtet wird. Der Rezipient (16) ist als geschlossener Kanal mit starren und ortsfesten Kanalwänden ausgebildet, die den Strang (2) im Umriss formen und die eine leichte konische Erweiterung haben können. Hinter der Füllstation (11), z.B. im Zwischenraum zum Rezipienten (16), kann ein Kühlbereich, z.B. mit einer wassergekühlten Kanalwandung, eingebaut sein, der einen wärmeübergang von der Heizstrecke (13) in die Füllstation (11) verhindert.
  • An den Rezipienten (16) schließt sich die Heizstrecke (13) an, die von ein oder mehreren Heizkanälen (17) gebildet wird, die mit Heizeinrichtungen versehen sein können und in denen der Strang (2) unter Wärmezufuhr von nicht dargestellten Heizeinrichtungen beliebiger Art ausgehärtet wird, wobei das Bindemittel abbindet und die Holzkleinteile verklebt. Der direkt an den Rezipienten (16) anschließende Heizkanal (17) kann ein Vorheizgang mit ebenfalls starren und ortsfesten Kanalwänden (18) sein, die den Strang (2) umlaufend dicht umschließen. Der Rezipient (16) kann Bestandteil der Strangpresse (5) sein. Er kann alternativ und wie in der gezeigten Ausführungsform zumindest bereichsweise in den Heizkanal (17) hineinreichen oder dort angeordnet sein. Figur 2 bis 8 zeigen derartige Ausführungsformen.
  • Der Strang (2) wird in der gezeigten Ausführungsform intermittierend bzw. getaktet vorgeschoben und verpresst. Hierfür ist das Pressorgan (8) als hin und her beweglicher Pressstempel ausgebildet, der mit einem geeigneten reversierenden Antrieb (7) verbunden ist, der z.B. als hydraulischer Zylinder, als elektrischer Kurbeltrieb oder dergl. ausgebildet sein kann.
  • Die Strangpresse (5) weist ferner eine Bedampfungseinrichtung (21) auf, welche einen Dampferzeuger (22) mit ein oder mehreren Dampfleitungen (23) und eine Dampfzuführung (24) zum Beaufschlagen des Strangs (2) umfasst. Der Dampferzeuger (22) produziert z.B. einen gesättigten oder einen überhitzten Dampf aus Wasser oder einem anderen geeigneten Medium. Die erzeugten Dampfdrücke und -temperaturen hängen vom Kleinteilmaterial, den Strangabmessungen, insbesondere dem Durchmesser, dem beaufschlagten Strangvolumen und anderen Vorgaben ab und können entsprechend variieren. Günstig sind in der Praxis z.B. bei der Sattdampferzeugung aus Wasser Drücke von 5 bar und mehr, z.B. 10 bar oder mehr und den zugehörigen Dampftemperaturen. Der Dampf wird über die Leitung(en) (23) zur Dampfzuführung (24) transportiert und dort auf oder in den Strang (2) gegeben.
  • Der Dampf wird dem Strang (2) in der nachfolgend erläuterten Weise von innen mit einer Innenzuführung (26) durch mindestens eine kanalartige Öffnung zugeführt.
    Figur 3 zeigt diese Variante. Alternativ oder zusätzlich kann der Dampf von außen mit einer Außenzuführung (25) an den Strangmantel zugeführt werden gemäß der in Figur 4 bis 8 gezeigten Variante.
  • Die Bedampfung erfolgt in diesen Varianten bevorzugt im Bereich der maximalen Strangdichte, d.h. im Bereich des Rezipienten (16) und/oder des in Strangpressrichtung (9) anschließenden Bereichs des Heizkänals (17). Die Bedampfung kann z.B. nur an einer Stelle und nur in dem vorgenannten Bereich vorgenommen werden. Alternativ können mehrere Bedampfungsstellen in Strangpressrichtung (9) vorhanden sein, wobei die nachfolgend genannten Bedampfungsparameter für die erste Bedampfungsstelle am Rezipienten (16) bzw. am Kanalbereich gelten.
  • Die Bedampfungseinrichtung (21) weist ferner ein Ventil zum öffnen und Schließen der Dampfzufuhr auf, welches mit einer Steuerung verbunden und von dieser gesteuert wird. Die eingebrachte Dampfmenge wird z.B. über die Öffnungszeit und/oder die Öffnungsweite des Ventils gesteuert. Die Steuerung kann mit dem Antrieb (7) des Pressstempels (8) gekoppelt sein und das Ventil in Abhängigkeit von den Antriebsbewegungen steuern.
  • In der Ausführungsform von Figur 3 wird ein hohler Strang (2) mittels eines zentral im Rezipienten (16) und ggf. auch im Heizkanal (17) angeordneten Pressdorns (29) erzeugt. Alternativ können mehrere beliebig über den Strangquerschnitt verteilte Pressdorne vorhanden sein. Der Pressdorn (29) ist rückseitig mittels eines Beschlags im Maschinengestell (10) der Strangpresse (5) lösbar gehalten. Der Pressstempel (8) ist innenseitig mit einer Ausnehmung versehen und gleitet über den Pressdorn (29). Der Pressdorn (29) hat einen über seine Länge gleichbleibenden und z.B. kreisrunden Querschnitt mit einem zylindrischen Mantel. Alternativ kann der Dorn (29) eine andere Querschnittsform, z.B. einen prismatischen Querschnitt, aufweisen. Dementsprechend ist der innenliegende Hohlraum im Strang (2) gestaltet.
  • Der Rezipient (16) und der Heizkanal (17) können ebenfalls eine beliebige Querschnittsform haben, die kreisrund, oval, prismatisch oder in sonstiger Weise ausgebildet sein kann.
  • In der Ausführungsform von Figur 3 mit der Innenbedampfung (26) ist der innenseitig hohle Pressdorn (29) ein Bestandteil der Bedampfungseinrichtung (21) und besitzt an seinem Mantel, vorzugsweise im Bereich des freien Endes, einen umfangsseitigen Dampfaustrittsbereich (27) zum Bedampfen des dort dicht anliegenden Strangs (2). Der Mantel hat hierbei eine über die Dornlänge durchgehende einheitliche Kontur. Stirnseitig ist der Pressdorn (29) geschlossen, so dass der Dampf vorzugsweise nur am Mantel über dortige Dampfaustrittsöffnungen (28) radial austritt und direkt in den anliegenden Strang (2) gelangt. Der Dampfaustrittsbereich (27) hat eine begrenzte Länge, die kürzer als die Dornlänge ist.
  • Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ragt der Pressdorn (29) nur ein Stück weit in den Heizkanal (17). Der Dampfaustrittsbereich (27) befindet sich z.B. am Dornende und im Eingangsbereich des Heizkanals (17). Er kann sich alternativ ein Stück nach hinten in den Bereich des Rezipienten (16) erstrecken. Alternativ kann sich der Dampfaustrittsbereich (27) auch in einem auslassseitigen Teilbereich des Rezipienten (16) befinden. Dies sind die Bereiche in der Strangpresse (5), in denen der Strang (2) die höchste Verdichtung hat. Im Bereich der Füllstation (11) ist der Dornmantel geschlossen und ggf. thermisch isoliert.
  • Der Dampfaustrittbereich (27) ist zugleich der Zuführbereich, an welchem dem Strang (2) der Dampf zugeführt wird. In dem durch die Kleinteilstruktur porösen Strang (2) kann sich der Dampf in Axialrichtung etwas verteilen und auch in die dem Zuführbereich (27) angrenzenden Strangbereiche dringen. Der Zuführbereich (27) ist dabei so weit von der Füllstation (11) entfernt, dass vorzugsweise kein Dampf bis in den Füllraum dringen kann. Durch die Bedampfung des Strangs (2) im Bereich seiner höchsten Dichte, wird außerdem die axiale Dampfausdehnung begrenzt.
  • In der in Figur 4 bis 8 dargestellten Ausführungsform kann der Strang (2) alternativ oder zusätzlich von außen bedampft werden. In den Wänden des Rezipienten (16) und/oder des anschließenden Bereichs des Heizkanals (17) sind hierzu geeignete Dampfaustrittsöffnungen (28) in beliebiger Art, Größe und Anordnung vorhanden: Es kann sich z.B. um Lochbohrungen oder Schlitze in der Kanalwandung handeln, die mit Verteilkanälen in den Heinzkanalwänden (18) und hierüber mit der Dampfleitung (23) verbunden sind. Auch in diesem Fall ist der Zuführbereich (27) in der Länge begrenzt und befindet sich im Auslassbereich des Rezipienten (16) und/oder im anschließenden Bereich des Heizkanals (17). Bei der in Figur 4 bis 8 gezeigten Bauform kann auf einen Pressdorn (29) verzichtet werden, wobei ein massiver Strang (2) geformt wird.
  • Die axiale Länge des Dampfaustrittsbereichs (27) bzw. des Dampfzuführbereichs ist begrenzt. Die Länge ist z.B. gleich oder kleiner als die Strangvorschublänge von ein bis zwei Strangpresshüben. Dies ist die Vorschublänge des Strangs (2), die aus der Hublänge von 1 bis 2 Presshüben des Pressorgans (8) resultiert. Die Länge des Dampfaustrittsbereichs (27) kann z.B. ca. 150 bis 500 mm, vorzugsweise ca. 250 mm, betragen. In der bevorzugten Ausführungsform findet nur in dem beschriebenen Bereich eine Bedampfung des Strangs (2) statt. Alternativ können weitere Bedampfungsbereiche vorhanden sein.
  • Bei den in Figur 2 bis 8 gezeigten Varianten kann im Kanalbereich an oder vor der Dampfzuführung (24) der Strang (2) zusätzlich und z.B. von außen beheizt werden. Die Kanalwände (18) können hierfür Heizelemente aufweisen oder durch den Dampf von innen beheizt werden. In Pressrichtung (9) hinter der Dampfzuführung (24) erfolgt vorzugsweise keine Erwärmung oder Beheizung des Strangs (2) mehr. Die Dampfzuführung (24) befindet sich bevorzugt auch am entsprechenden Ende des Heizkanals (17).
  • Bei der Variante mit der Innenbedampfung (26) besteht der Pressdorn (29) z.B. aus einem Trägerrohr mit dem Beschlag am rückwärtigen Ende. Am vorderen freien Ende des Trägerrohrs ist ein Dampfrohr angeordnet, welches die gleiche Außenkontur wie das Trägerrohr hat. Das Dampfrohr besitzt eine innenliegende Dampfkammer und mehrere am Rohrumfang verteilt angeordnete Auslassöffnungen (28) für den Dampf. Die Auslassöffnungen (28) sind z.B. als radiale Durchgangsbohrungen im Mantel des Dampfrohrs ausgebildet. Solche Durchgangsbohrungen genügen für sich allein. Sie können alternativ außenseitig mit seitlich wegführenden und z.B. kreuzweise angeordneten Verteilkanälen verbunden sein. Die Verteilkanäle können z.B. als außenseitige Rinnen im Mantel ausgebildet sein, die an der besagten Durchgangsbohrung münden.
  • Stirnseitig ist das Dampfrohr am freien vorderen Ende durch einen Deckel oder dergl. dampfdicht verschlossen. Am anderen Ende ist das Dampfrohr bündig und fluchtend mit dem Trägerrohr verbunden. Dies kann eine lösbare Verbindung, z.B. eine Verschraubung sein, um das Dampfrohr zu Reinigungs- und Wartungszwecken abnehmen und bei Bedarf auch austauschen zu können. Alternativ kann eine feste Verbindung, z.B. eine verschweißung, vorhanden sein. An diesem Ende ist außerdem eine Dichtung zur Verhinderung des axialen Dampfaustritts angeordnet, die sich z.B. an einem Ansatzstutzen des Dampfrohrs befindet, welcher ein Stück in das Trägerrohr über eine entsprechende Ausnehmung ragt.
  • Der Dampf wird dem Dampfrohr über eine im Durchmesser gegenüber dem Dampfrohr verkleinerte interne Dampfleitung zugeführt, welche über das besagte fernsteuerbare Ventil mit dem Dampferzeuger (22) verbunden ist. Die Dampfleitung ist z.B. als ein im Trägerrohr verlegtes starres Zuführrohr ausgebildet, welches hier durch radiale Führungen gehalten und befestigt ist. Das Zuführrohr ragt durch die Dichtung in die Dampfkammer. Es kann ggf. in der Dichtung zum Ausgleich von Wärmedehnungen vor und zurück gleiten. Stirnseitig ist das Zuführrohr offen, so dass hier der Dampf austreten und sich in der Dampfkammer verteilen sowie durch deren Auslassöffnungen (28) in den Strang (2) austreten kann. Durch das dünne Zuführrohr ist das hinter dem Ventil befindliche Dampfvolumen relativ klein. Die zum Bedampfen dem Strang (2) zugeführte Dampfmenge kann über das Ventil und dessen Öffnungszeiten mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
  • Alternativ kann der Pressdorn (29) wie in der Darstellung von Figur 3 als einsträngiges Dampfrohr mit einem einzelnen durchgängigen Innenhohlraum ausgeführt sein. Ferner ist es möglich, den Dampf kontinuierlich und unabhängig vom Pressentakt dem Strang (2) zuzuführen. Das Ventil sorgt dabei für eine ggf. konstant gleichmäßige Dampfzufuhr und für eine Dampfmengensteuerung. Ein einsträngiger Pressdorn (29) und ein Drosselventil sind für eine permanente Bedampfung besonders geeignet.
  • Dem Strang (2) wird z.B. gesättigter Dampf in einer gesteuerten Dampfmenge über den Dampfaustrittsbereich (27) bzw. den Zuführbereich zugeführt. Die Dampfmenge und der Dampfdruck sind auf die wärmeaufnahmekapazität des beaufschlagten Strangbereichs abgestimmt und z.B. so bemessen, dass der zugeführte Dampf in diesem Strangbereich für die erforderliche Abbindung sorgt und dabei im wesentlichen vollständig kondensiert. Dampfüberschüsse können im Wesentlichen vermieden werden, so dass am Strang (2) außenseitig kein Dampf oder nur wenig Dampf austritt. Auf die bisher üblichen Entdampfungsgeneratoren, Rückführeinrichtungen oder dergl. und die damit einher gehenden Entsorgungsprobleme kann verzichtet werden. Zudem werden Abdampfverluste vermieden.
  • Die Dampfmenge ist an der Untergrenze so bemessen, dass sie für die Durchdringung des gesamten Querschnitts des Strangs (2) und für das Abbinden des Strangs (2) bzw. des darin enthaltenen Bindemittels im gesamten beaufschlagten Strangbereich ausreicht. Nach oben ist die Dampfmenge so bemessen, dass im Wesentlichen der gesamte in den Strang (2) eingebrachte Sattdampf dort kondensieren kann und dass vorzugsweise kein Überschussdampf am Strang (2) austritt. Es wird die Vermeidung jeglichen Dampfüberschusses angestrebt. In der Praxis lässt das nicht immer im gewünschten Maß erreichen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die genannten Bedingungen und Verhältnisse zumindest im Wesentlichen erreicht werden.
  • Durch die Kondensation wird die im Sattdampf enthaltene wärmeenergie bzw. Enthalpie im beaufschlagten Strangbereich schlagartig frei und sorgt für eine gleichmäßige Durchwärmung und eine extreme Beschleunigung der thermischen Abbindereaktion des Strangmaterials. Der Vorgang kann durch eine evtl. vorhandene externe Zusatzbeheizung in den Kammerwänden unterstützt werden. Der Verfestigungs- und Abbindeprozess im Strang (2) kann allein durch die Kondensation bewirkt werden. Im Vergleich zum Stand der Technik kann die Heizstreckenlänge hierdurch wesentlich verkürzt werden und beträgt z.B. ca. 1,5 m.
  • Die zum Abbinden des Strangs (2) erforderliche Energie wird im wesentlichen durch den Dampf eingebracht. Beim Austritt aus der Dampfzuführung (24) bzw. aus dem Heizkanal (17) ist der Abbindeprozess im Strang (2) soweit abgeschlossen, dass der Strang seine Formstabilität erreicht hat. Dies bedeutet, dass der Strang (2) bei wegnahme eines äußeren Drucks und einer äußeren Führung keine oder im wesentlichen keine Verformung zeigt. Durch die Abbindung ist die Leimfestigkeit, die für den Zusammenhalt der Kleinteile im Strang (2) sorgt, größer als die inneren Spannungen im Strang (2).
  • Das poröse Materialvolumen ist in der Lage, das Dampfvolumen aufzunehmen, weil beim Kontakt mit dem kälteren Spanmaterial, das eine sehr große Kontaktoberfläche der Späne anbietet, der Kondensationsprozess sofort einsetzt und das Dampfvolumen zusammenbricht, bevor das Materialgemisch den allseitig geschlossenen Presskanalabschnitt verlässt und der Dampfdruck Risse im Produktstrang verursachen könnte. Das Kondensat fällt homogen verteilt im Materialvolumen an. Am ausgehärteten Produkt ist kein Unterschied zu Produkten ohne Bedampfung erkennbar.
  • Damit erhöht sich die wassermenge und Produktfeuchte. Vorausgesetzt das kondensierte Wasser verbleibt zu ca. 100 % im Produkt und dunstet nicht, z.B. beim Abkühlen vor dem Verpacken, teilweise wieder aus, so erhöht sich die Produktfeuchte auf ca. 11,4 % atro. Das ist ein z.B. für Palettenklötze unkritischer Wert.
  • Die Dampfmengensteuerung ist beim Ausführungsbeispiel von Figur 3 mit einer Innenbedampfung (26) aus dem Pressdorn (29) im Kontaktbereich mit dem Strang (2) vorgesehen, wobei der Dampf von den Auslassöffnungen (28) und ggf. den Verteilkanälen direkt in den Strang (2) eindringt. In der Variante von Figur 4 bis 8 kann die Dampfmengensteuerung auch mit einer Außenbedampfung (25) des Strangs (2) im genannten Bereich am Rezipienten (16) und/oder anschließenden Bereich des Heizkanals (17) kombiniert werden. Die Dampfmengensteuerung ist außerdem in Verbindung mit einer kombinierten Innen- und Außenbedampfung (25,26) des Strangs (2) einsetzbar.
  • Bei den in Figur 2 bis 8 dargestellten Ausführungsformen befindet sich die Dampfzuführung (24) an dem in Pressrichtung (9) hinten liegenden Ende des Heizkanals (17) hinter dem Rezipienten (16). Im vorderen Bereich, der zugleich den Rezipienten (16) oder einen Teil davon bilden kann, hat der Heizkanal (17) in beiden Varianten starre und ortsfest angeordnete Kanalwände (18), die den Strang (2) umlaufend dicht umschließen und in seiner Außenkontur formen, wobei in deren Bereich der Kanal ggf. eine leichte konische oder stufenförmige Erweiterung haben kann.
  • Im Bereich der Dampfzuführung (24) mit der Innen- und/oder Außenbedampfung (25,26) kann der Heizkanal (17) mindestens eine begrenzt bewegliche Kanalwand (19) aufweisen, die z.B. an der Oberseite angeordnet ist. Die Beweglichkeit kann in einer Schwenkbewegung bestehen, wobei das vordere Ende der Kanalwand (19) in Art eines Gelenks am anschließenden festen Wandbereich erhalten ist und das hintere Ende auf und ab schwenken kann. Für die Einstellung der Beweglichkeit und der Kanalwandstellung ist eine Stelleinrichtung (20) vorhanden, die einen geeigneten steuerbaren Antrieb, z.B. einen hydraulischen Zylinder, aufweist. Alternativ können die bewegliche Kanalwand (19) und die Stelleinrichtung (20) zu Gunsten durchgehender fester Kanalwände (18) entfallen.
  • Die bewegliche Kanalwand (19) kann im Strangpressbetrieb mit einer solchen Stellkraft festgehalten und arretiert werden, dass sie unter normalen Betriebsbedingungen nicht ausweicht und erst bei Auftreten eines abnormalen Überdrucks im hohlen Kanalinnenraum ausweicht.
  • Alternativ kann die bewegliche Kanalwand (19) als Strangbremse benutzt werden, um den zur Erzielung der Strangverdichtung benötigten Gegendruck gegenüber der Vorschubkraft des Pressorgans (8) zu erzeugen. Beim Pressvorschub wird hierfür die bewegliche Kanalwand (19) von der Stelleinrichtung (20) mit gesteuerter Kraft und ggf. einem gesteuerten Weg an den Strang (2) angepresst und bremst diesen durch Reibkraft. Diese Bremswirkung ist nur über einen Teilbereich des Strangpresshubs vorhanden, bis die erforderliche Verdichtung erreicht ist und der Strang (2) dann auf der ganzen Länge vorgeschoben werden kann. In diesem Zeitabschnitt wird die Kanalwand (19) gelüftet und die Bremswirkung aufgehoben.
  • Figur 2 zeigt die an die Heizstrecke (12) anschließende Auskühlstrecke (13). Diese ist ebenfalls rohr- oder kanalartig ausgebildet und besteht aus mindestens einem Auskühlkanal (30), der in Figur 9 und 10 dargestellt ist. Mehrere solcher z.B. modulartig ausgebildeter Auskühlkanäle (30) können gemäß Figur 2 hintereinander angeordnet werden und eine Auskühlstrecke (13) mit der gewünschten Länge bilden. Die Modul- oder Kanallänge kann z.B. ca. 3 m betragen, so dass z.B. durch zwei oder drei Module eine Streckenlänge von 6 m oder 9 m erzielbar ist.
  • Der Auskühlkanal (30) kann von starren und ortsfesten Kanalwänden (31) und von beweglichen Kanalwänden (32) oder Wandungsabschnitten gebildet werden, die ggf. an den benachbarten Längsrändern unter Bildung von Freiräumen distanziert sind. Die beweglichen Kanalwände (32) sind mit ein oder mehreren Stelleinrichtungen (33) verbunden, die gesteuert zum Zustellen und Abheben der beweglichen Kanalwände (32) vom Strang (2) gesteuert werden können. Die Teile sind gemeinsam an einem mit der Strangpresse (5) ggf. verbundenen Maschinengestell (10) angeordnet und gelagert. Die Stelleinrichtungen (33) haben einen geeigneten Antrieb, z.B. Hydraulikzylinder, die mit der eingangs genannten Steuerung der Strangpresse (5) verbunden sind. Die Stelleinrichtungen (33) werden im Strangpresstakt betätigt. Während der Verdichtungsphase des eingefüllten Kleinteilmaterials werden die beweglichen Kanalwände (32) angestellt und klemmen den Strang (2) fest. Sobald die gewünschte Verdichtung erreicht ist, öffnen die beweglichen Kanalwände (32) und geben den Strangvorschub frei. Beim Rückhub des Strangpressorgangs (8) kann der Strang (2) wieder festgehalten werden.
  • Die Kanalwände (31,32) können die im Strang (2) enthaltene Wärmeenergie durch Wärmeleitung aufnehmen und durch Konvektion an die Umgebung abgeben. Ferner ist eine aktive Kühlung der Kanalwände (31,32) mit Wasser oder anderen geeigneten Medien möglich. Die Abstände oder Freiräume zwischen den Kanalwänden (31,32) erlauben ein Ausdunsten überschüssiger Feuchte aus dem Strang (2).
  • In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet die Strangpressanlage (1) die beschriebene Trocknungseinrichtung (3), die Zerkleinerungen (52,53) und die Strangpresseinrichtung (4). Diese Bestandteile haben jeweils eigenständige erfinderische Bedeutung. Die Trocknungseinrichtung (3) und insbesondere der gezeigte Bandtrockner (34) kann alternativ in Verbindung mit einer anders ausgestalteten Strangpresseinrichtung (4) eingesetzt werden, die z.B. entsprechend der W02002/034489 A1 ausgebildet ist. Entsprechendes gilt für die Zerkleinerungen (52,53) und deren Kopplung mit anderen Trocknungseinrichtungen (3) und/oder Strangpresseinrichtungen (4). Die Strangpresaeinrichtung (4) und insbesondere die Strangpresse (5) mit der beschriebenen Bedampfungstechnik zur Erzielung eines formstabilen Strangs (2) nach der Bedampfung kann andererseits in Verbindung mit einer anderen Trocknungseinrichtung (3) oder ohne eine solche Trocknungseinrichtung (3) eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, pflanzliche Kleinteile mit einem natürlichen Feuchtegehalt zu verarbeiten, die bei der Holzbearbeitung anfallen, z.B. als Hackschnitzel, Hobelspäne oder dgl. Derartige Kleinteile werden nicht noch einmal separat getrocknet, sondern können nach der Vermengung mit Bindemittel direkt dem Strangpressvorgang zugeführt werden. Die beschriebene Strangpress- und Bedampfungstechnik lässt sich außerdem mit pflanzlichen Kleinteilen verwenden, die einen geringeren Feuchtegehalt haben.
  • Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Dies betrifft zum einen die konstruktive Gestaltung der Strangpresse (5) und ihrer Komponenten, die beliebig wählbar ist. Das Pressorgan (8) kann z.B. eine Schnecke sein und auch für einen kontinuierlichen Vorschub sorgen. Auch die Ausgestaltung der Bedampfungseinrichtung (21) und ihrer Komponenten ist beliebig veränderbar. Das Gleiche gilt für die konstruktive Gestaltung des Pressdorns (29) und des Dampfrohrs. Der gezielte und lokal begrenzte Dampfaustritt am Pressdorn (29) kann auch mit einer anderen konstruktiven Gestaltung erreicht werden. Ferner kann mit anderen Dampfarten, z.B. überhitztem Dampf, gearbeitet werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Strangpressanlage
    2
    Strang
    3
    Trocknungseinrichtung
    4
    Strangpresseinrichtung
    5
    Strangpresse
    6
    Kleinteilzuführung
    7
    Antrieb, Zylinder
    8
    Pressorgan, Pressstempel
    9
    Pressrichtung
    10
    Maschinengestell
    11
    Füllstation
    12
    Heizstrecke
    13
    Auskühlstrecke
    14
    Trennvorrichtung, Säge
    15
    Förderstrecke
    16
    Rezipient
    17
    Heizkanal
    18
    Kanalwand fest
    19
    Kanalwand beweglich
    20
    Stelleinrichtung
    21
    Bedampfungseinrichtung
    22
    Dampferzeuger
    23
    Dampfleitung
    24
    Dampfzuführung
    25
    Außenzuführung, Außenbedampfung
    26
    Innenzuführung, Innenbedampfung
    27
    Zuführbereich, Dampfaustrittsbereich
    28
    Zuführöffnung
    29
    Pressdorn, Dorn
    30
    Auskühlkanal
    31
    Kanalwand fest
    32
    Kanalwand beweglich
    33
    Stelleinrichtung
    34
    Siebtrockner, Bandtrockner
    35
    Maschinengestell
    36
    Kleinteilträger, Sieb, Band
    37
    Führung, Bandführung
    38
    Antrieb
    39
    Aufgabestelle
    40
    Abgabestelle
    41
    Rolle
    42
    Luftzufuhr
    43
    Abluft
    44
    Heizeinrichtung
    45
    Heizregister
    46
    Umwälzeinrichtung
    47
    Gebläse
    48
    Kammer
    49
    Luftschacht
    50
    Beleimeinrichtung
    51
    Kleinteilerzeuger, Sägewerk
    52
    Vorzerkleinerung
    53
    Nachzerkleinerung

Claims (30)

  1. Strangpressanlage zum Herstellen von Strangpressprodukten aus mit Bindemittel versehenen pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, wobei die Strangpressanlage (1) eine Strangpresseinrichtung (4) aufweist, dadurch
    gekennzeichnet, dass der Strangpresseinrichtung (4) eine Trocknungseinrichtung (3) für die pflanzlichen Kleinteile und eine Kleinteilzuführung (6) vorgeschaltet sind.
  2. Strangpressanlage nach Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (3) einen Feuchtegrad am Ende der Trocknung von ca. 2 - 20 % atro, insbesondere 6 - 14 % atro, erzeugt.
  3. Strangpressanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (3) als Siebtrockner, insbesondere als Bandtrockner (34), ausgebildet ist.
  4. Strangpressanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebtrockner oder Bandtrockner (34) mindestens einen bewegten, luftdurchlässigen Kleinteilträger (36), insbesondere ein umlaufendes Band, sowie mindestens eine Umwälzeinrichtung (46) und mindestens eine Heizeinrichtung (44) für eine Trockenluftströmung aufweist.
  5. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenluftströmung eine Temperatur von kleiner gleich 120° C aufweist.
  6. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungseinrichtung (3) eine Zerkleinerungseinrichtung (53) nachgeschaltet ist, in der eine vorgegebene maximale Partikelgröße der getrockneten pflanzlichen Kleinteile eingestellt wird.
  7. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungseinrichtung (3) eine Zerkleinerungseinrichtung (52) vorgeschaltet ist, in der die pflanzlichen Kleinteile grob vorzerkleinert werden.
  8. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpresseinrichtung (4) eine Strangpresse (5) und eine Heizstrecke (12) mit einer Bedampfungseinrichtung (21) für den Strang (2) aufweist.
  9. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpresseinrichtung (4) eine der Heizstrecke (12) in Pressrichtung (9) nachgeordnete Auskühlstrecke (13) aufweist.
  10. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrecke (12) und die Bedampfungseinrichtung (21) derart ausgebildet sind, dass die zum Abbinden der Kleinteile im Strang (2) erforderliche Wärmeenergie im wesentlichen durch Dampf einbringbar ist.
  11. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrecke (12) und die Bedampfungseinrichtung (21) derart ausgebildet sind, dass der Strang (2) am Ende der Bedampfungseinrichtung (21) formstabil ist.
  12. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrecke (12) mindestens einen Heizkanal (17) mit einer Dampfzuführung (24) für den Strang (2) aufweist.
  13. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuführung (24) als Außenzuführung (25) zum Strangmantel und/oder als Innenzuführung (26) zu mindestens einem Innenkanal im Strang (2) ausgebildet ist.
  14. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedampfungseinrichtung (21) einen Dampferzeuger (22) für Dampf, insbesondere gesättigten Dampf aufweist, wobei die Dampfzuführung (24) derart gesteuert ist, dass dem Strang (2) Dampf in einer gesteuerten Dampfmenge zugeführt wird, wobei die Dampfmenge und der Dampfdruck auf die Wärmeaufnahmekapazität des beaufschlagten Strangbereichs abgestimmt und derart bemessen sind, dass sie einerseits für die Querdurchdringung und das Abbinden des Strangs (2) ausreichen und andererseits die Dampfmenge im Strang (2) im wesentlichen vollständig kondensieren kann.
  15. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuführung (24) im strangformgebenden Kanalbereich mit im wesentlichen starren Kanalwänden (18) angeordnet ist.
  16. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuführung (24) im Rezipienten (16) der Strangpresse (5) oder in dem in Pressrichtung (9) anschließenden Kanalbereich angeordnet ist.
  17. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführbereich (27) der Dampfzuführung (24) eine axiale Länge aufweist, die kleiner oder gleich der Strangvorschublänge von ein bis zwei Strangpresshüben ist.
  18. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführbereich (27) eine axiale Länge bis zu ca. 0,5 m aufweist
  19. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkanal (17) eine Länge von kleiner oder gleich 1,5 m aufweist.
  20. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkanal (17) eine begrenzt bewegliche Kanalwand (19) und eine steuerbare Stelleinrichtung (20) aufweist.
  21. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskühlstrecke (13) einen Auskühlkanal (30) aufweist, der an den Heizkanal (17) anschließt.
  22. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskühlkanal (30) feste und bewegliche Kanalwände (31,32) und mindestens eine steuerbare stelleinrichtung (33) für die beweglichen Kanalwände (32) aufweist.
  23. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskühlstrecke (13) eine axiale Länge von bis zu ca. 9 m aufweist.
  24. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskühlstrecke (13) eine Trennvorrichtung (14) für den Strang (2) nachgeordnet ist.
  25. Strangpressanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpresse (5) eine Füllstation (11), einen Antrieb (7) und mindestens ein bewegliches Pressorgan (8), insbesondere einen Pressstempel, aufweist.
  26. Verfahren zum Herstellen von Strangpressprodukten aus mit Bindemittel versehenen pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, wobei die Strangpressanlage (1) eine Strangpresse (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Kleinteile vor dem Strangpressen in einer Trocknungseinrichtung (3) getrocknet werden.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch
    gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Kleinteile auf einen Feuchtegrad im Endprodukt von ca. 2 - 20 % atro, insbesondere 6 - 14 % atro, getrocknet werden.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch
    gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Kleinteile in einem Siebtrockner, insbesondere einem Bandtrockner (34), während des Transports mit einer erwärmten Trockenluftströmung getrocknet werden.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, 27 oder 28, dadurch
    gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Kleinteile in der Strangpresseinrichtung (4) zum Abbinden im Strang (2) erwärmt werden, wobei die zum Abbinden erforderliche Wärmeenergie im wesentlichen durch Dampf, vorzugsweise gesättigten Dampf, eingebracht wird, wobei der Strang (2) am Ende der Bedampfung formstabil ist.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (2) taktweise mit einem Pressorgan (9) verdichtet und vorgeschoben wird, wobei der Dampf kontinuierlich zugeführt wird.
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