EP2420616B1 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung mitteldichter Faserplatten - Google Patents
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
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- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
Definitions
- the invention relates to a method and a plant for the treatment of wood for the production of medium-density fiberboard (MDF), are first produced in the wood chips, which are then transported to a bunker and precooked there by means of superheated steam. From the bunker, the wood chips are conveyed by means of a plug screw into a digester, where they are dewatered when passing the plug screw. In the digester, the chips are then digested by means of superheated steam. The digested chips are discharged from the digester and placed in a refiner, where they are fiberized into wood fibers. The still wet wood fibers are then glued and fed to a dryer in which they are dried by means of hot gas. The dry wood fibers are then fed to a spreader, by means of which the fibers are scattered into a cake, which is then pressed under high pressure and high temperature to a fiberboard of desired thickness.
- MDF medium-density fiberboard
- Such a method is for example from the DE 197 46 383 A1 known.
- the DE 195 15 734 A1 discloses a process for producing wood fibers in which saturated steam is used to plasticize the wood-containing binders and to soften the wood fibers, to which unsaturated superheated steam is added in a cycle process. In this case, a partial flow of superheated superheated steam can be supplied to a hacker and serve there to preheat the wood chips.
- the EP 0 826 471 A2 describes a process for the treatment of fibreboard waste, in which the defibration of the waste is carried out after a pressureless heat treatment in a liquid medium and subsequent pressure treatment by steam expansion.
- the pressureless heat treatment in a liquid medium can be carried out in a process water-filled cooking screw conveyor.
- MDF boards The production and refinement of MDF boards is described in great detail in Deppe / Ernst “MDF medium density fiberboard", DRW-Verlag 1996, ISBN 2-87181-329-X ,
- the energy required for defibration and drying of the chips depends on discrete characteristics or properties and is also controlled by them. This energy is supplied in various process steps.
- pre-steaming the wood chips in the bunker the electric filling of the digester by means of the plug screw, dewatering the wood chips in a drain pipe, in the form of superheated steam during cooking, then in electrical form in the refiner during defibration and finally by drying with hot gases.
- the main energy source is in addition to the electrical energy superheated steam. Due to the production of purified water and as a result of the energy required for the evaporation of superheated steam is very expensive. Aggregates for steam generation are structurally elaborate and also costly. Losses due to leaks, temperature gradients and residual heat of the condensate are extremely high, and when steam is released, condensate is produced as waste water.
- the invention has for its object to optimize a wood chip processing plant on the production of less wastewater.
- the plant should also enable the entire process to be optimized in terms of energy and thus make the production of wood-based panels more ecological.
- the problem is solved in that in a generic method, the chips are preheated at the latest in the bunker by means of a heater.
- the bunker or the transport device, with which the wood chips are transported in the bunker be provided with a heater. Accordingly, in a generic system, either the bunker or the transport device can be provided with a heater, and the wood chips are preheated by this, before they are subjected to superheated steam.
- the preheating of the wood chips in the storage bunker or the transport device which is preferably a screw conveyor, preferably takes place by means of microwaves or by means of ultrasound.
- the wood chips are preheated to a temperature of 105 to 110 ° C, this results in a reduced hot steam requirement of about 50%.
- the chips are preferably digested at a temperature of about 170 ° C. for about 3.5 minutes by means of superheated steam. The dried in the dryer wood fibers can then be glued again.
- the hacked from the debarked tree trunk chips are conveyed through the provided with a heater 1 a screw conveyor 9 in the bunker 1 and preheated during transport to a temperature of 105 to 110 ° C. Thereafter, hot steam is introduced into bunker 1 to boil the chips. The thereby precipitated condensate is fed as waste A of wastewater treatment 8.
- the chips After precooking the chips are fed via a plug screw 2 a digester 3 and thereby drained via a drainage pipe not shown here.
- the wood chips can, as in FIG. 2 indicated by the viewing arrow P, done in the screw conveyor to the bunker 1 towards a pressing of the chips.
- the resulting wastewater A is also the wastewater treatment 8 fed.
- the majority of condensate accumulates in the material screw 2, before the wood chips are supplied to the digester 3.
- the chips are digested by means of superheated steam at a pressure of about 10 bar and a temperature of about 170 ° C for a period of about 3.5 minutes.
- the resulting condensate A is also fed to the wastewater treatment 8. If the chips are sufficiently digested, they are fed to a refiner 4 for defibration. In this case, too, condensate or wastewater A accumulates, which is fed to wastewater treatment 8.
- the wood fibers obtained in the refiner 4 are glued in the still wet state at the point L with an adhesive and then fed to a dryer 5, in which the glued fibers by means of hot gas at a temperature of about 160 ° C to a residual moisture content of about 10 - % dried become.
- the resulting steam and / or corresponding condensate A is fed to the wastewater treatment 8.
- the dried in the dryer 5 fibers are then transported to a spreader 6 and before they reach the spreader 6 again glued at the point L 1 with a glue.
- About the spreader 6 a fiber cake is scattered on an endlessly circulating conveyor belt, which is then fed to the hot press 7. In the hot press 7, the scattered fiber cake is then pressed into a medium density fiberboard (MDF) of desired thickness.
- MDF medium density fiberboard
- the heater 1 a in the bunker 1 or the screw conveyor 9 is a device for irradiating the chips by means of microwaves or by means of ultrasound.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), bei dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, die anschließend in einen Bunker transportiert und dort mittels Heißdampfs vorgekocht werden. Aus dem Bunker werden die Hackschnitzel mittels einer Stopfschnecke in einen Kocher gefördert, wobei sie beim Passieren der Stopfschnecke entwässert werden. Im Kocher werden die Hackschnitzel anschließend mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die aufgeschlossenen Hackschnitzel werden aus dem Kocher ausgefördert und in einen Refiner gegeben, wo sie zu Holzfasern zerfasert werden. Die noch nassen Holzfasern werden anschließend beleimt und einem Trockner zugeführt, in dem sie mittels Heißgas getrocknet werden. Die trockenen Holzfasern werden dann einer Streuvorrichtung zugeführt, mittels der die Fasern zu einem Kuchen gestreut werden, der anschließend unter hohem Druck und hoher Temperatur zu einer Faserplatte gewünschter Dicke verpresst wird.
- Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 197 46 383 A1 bekannt. - Aus der
WO 2009/134764 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Cellulose- oder Lignocellulosematerials für die Papierherstellung bekannt, bei dem das Rohmaterial mit ionisierender Strahlung behandelt wird, um so das Molekulargewicht des Rohstoffs zu beeinflussen und die Eigenschaften des fertigen Papiers zu verbessern. - Die
DE 195 15 734 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Holzfasern, bei dem zur Plastifizierung der holzeigenen Bindemittel und zur Erweichung der Holzfasern Sattdampf verwendet wird, dem in einem Kreislaufprozess ungesättigter Heißdampf zugesetzt wird. Dabei kann ein Teilvolumenstrom von überhitztem Heißdampf einem Hacker zugeführt werden und dort zur Vorwärmung der Hackschnitzel dienen. - Die
EP 0 826 471 A2 beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung von Faserplattenabfällen, bei dem die Zerfaserung der Abfälle nach einer drucklosen Wärmebehandlung in einem flüssigen Medium und anschließender Druckbehandlung durch Dampfexpansion erfolgt. Die drucklose Wärmebehandlung in einem flüssigen Medium kann dabei in einer mit Prozesswasser gefüllten Koch-Transportschnecke erfolgen. - Beim Einsatz von Wald- oder Restholz ist die Entrindung von hoher Bedeutung hinsichtlich der späteren Plattenqualität. Je intensiver die Rinde entfernt wird, desto heller in der Farbe wird später die Platte und desto problemloser lässt sie sich lackieren bzw. beschichten. Für eine kontinuierliche Entrindung werden in der Regel Rotorenentrinder verwendet. Um ein zu rasches Austrocknen des Holzes zu verhindern, erfolgt die Entrindung möglichst unmittelbar vor der Holzaufbereitung bzw. ist Bestandteil des kontinuierlichen Prozessablaufes. In der ersten Stufe der Zerfaserung wird das Holz vorbereitet, in dem es sortiert und gereinigt wird. Eine Verwendung von Metallsuchgeräten verhindert eine Beschädigung der Werkzeuge und erhöht die Standzeiten. Das so gereinigte Holz wird dann einem Scheiben- oder Trommelhacker zugeführt in dem der Baumstamm dann zu Hackschnitzeln verarbeitet wird. Die erzielbare Hackschnitzellänge ist bei Trommelhackern direkt abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit und umgekehrt proportional der Rotordrehzahl und der Messeranzahl. Bei der späteren Zerfaserung bereitet feuchtes Holz an sich keine Schwierigkeiten, sondern allenfalls bei der nachfolgenden Trocknung. Trockenes Holz hingegen ist aufgrund des damit verbundenen höheren Staub- bzw. Feingutanfalls für den Zerfaserungsvorgang sehr ungünstig.
- Die Herstellung und Veredelung von MDF-Platten ist sehr ausführlich beschrieben in Deppe/Ernst "MDF-Mitteldichte Faserplatten", DRW-Verlag 1996, ISBN 2-87181-329-X.
- Die für die Zerfaserung und Trocknung der Hackschnitzel benötigte Energie richtet sich nach diskreten Merkmalen bzw. Eigenschaften und wird über diese auch gesteuert. Diese Energie wird in verschiedenen Prozessschritten zugeführt. Beim Vordämpfen der Hackschnitzel in dem Bunker, beim elektrischen Befüllen des Kochers mittels der Stopfschnecke, beim Entwässern der Hackschnitzel in einem Entwässerungsrohr, in Form von Heißdampf beim Kochen, anschließend in elektrischer Form im Refiner beim Zerfasern und schließlich durch Trocknung mittels heißer Gase.
- Hauptenergieträger ist neben der elektrischen Energie Heißdampf. Durch die Erzeugung aus gereinigtem Wasser und in Folge des für die Verdampfung benötigten Energieaufwandes ist Heißdampf sehr teuer. Aggregate für die Dampferzeugung sind konstruktiv aufwendig gestaltet und ebenfalls kostenintensiv. Verluste in Folge von Undichtigkeiten, Temperaturgefällen und Restwärme des Kondensates sind extrem hoch, und bei der Entspannung von Dampf entsteht Kondensat als Abwasser.
- Von dieser Problemstellung ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hackschnitzelaufbereitungsanlage auf die Erzeugung weniger Abwasser hin zu optimieren. Die Anlage soll neben des geringer entstehenden Abwassers zudem ermöglichen, den Gesamtprozess energetisch zu optimieren und damit die Herstellung von Holzwerkstoffplatten ökologischer zu gestalten.
- Die Problemlösung erfolgt dadurch, dass bei einem gattungsgemäßen Verfahren die Hackschnitzel spätestens im Bunker mittels einer Heizung vorgewärmt werden. Hierzu kann der Bunker oder die Transporteinrichtung, mit der die Hackschnitzel in den Bunker transportiert werden, mit einer Heizung versehen sein. Entsprechend kann bei einer gattungsgemäßen Anlage entweder der Bunker oder die Transporteinrichtung mit einer Heizung versehen sein, und die Hackschnitzel dadurch vorgewärmt werden, bevor sie mit Heißdampf beaufschlagt werden.
- Die Vorwärmung der Hackschnitzel im Vorratsbunker oder der Transporteinrichtung, die bevorzugt eine Förderschnecke ist, erfolgt vorzugsweise mittels Mikrowellen oder mittels Ultraschalls.
- Wenn die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden, ergibt sich ein um ca. 50 % verringerter Heißdampfbedarf. Im Kocher werden die Hackschnitzel bei einer Temperatur von etwa 170°C vorzugsweise für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die im Trockner getrockneten Holzfasern können anschließend nochmals beleimt werden.
- Durch die erfindungsgemäße Lösung entsteht beim Ausquetschen der Hackschnitzel im Entwässerungsrohr bzw. der Stopfschnecke weniger Abwasser. Mittels der Heizung erfolgt eine gezielte Erwärmung der Hackschnitzel ohne gravierende Umgebungsverluste, wodurch anschließend dann auch die Last des Trockners für die Fasern reduziert wird.
- Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigt:
- Figur 1 -
- ein Flussdiagramm des Verfahrensablaufs,
- Figur 2 -
- eine schematisierte Darstellung der Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
- Die aus dem entrindeten Baumstamm gehackten Hackschnitzel werden über die mit einer Heizung 1 a versehene Förderschnecke 9 in den Bunker 1 gefördert und während des Transports auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt. Anschließend wird in den Bunker 1 Heißdampf eingegeben, um die Hackschnitzel vorzukochen. Das dabei ausfallende Kondensat wird als Abwasser A der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Nach dem Vorkochen werden die Hackschnitzel über eine Stopfschnecke 2 einem Kocher 3 zugeführt und dabei über ein hier nicht näher dargestelltes Entwässerungsrohr entwässert. Zum Entwässern der Hackschnitzel kann, wie in
Figur 2 mit dem Sichtpfeil P angedeutet, in der Förderschnecke zum Bunker 1 hin eine Pressung der Hackschnitzel erfolgen. Das dabei anfallende Abwasser A wird auch der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Der Hauptanteil an Kondensat fällt in der Stoffschnecke 2 an, bevor die Hackschnitzel dem Kocher 3 zugeführt werden. Im Kocher 3 werden die Hackschnitzel mittels Heißdampfs bei einem Druck von etwa 10 bar und einer Temperatur von etwa 170°C für eine Dauer von etwa 3,5 Minuten aufgeschlossen. Das dabei anfallende Kondensat A wird ebenfalls der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Wenn die Hackschnitzel ausreichend aufgeschlossen sind, werden sie zur Zerfaserung einem Refiner 4 zugeführt. Auch dabei fällt Kondensat bzw. Abwasser A an, das der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt wird. Die im Refiner 4 gewonnenen Holzfasern werden in dem noch nassen Zustand an der Stelle L mit einem Klebstoff beleimt und dann einem Trockner 5 zugeführt, in dem die beleimten Fasern mittels Heißgas bei einer Temperatur von etwa 160°C auf eine Restfeuchte von etwa 10 - 15% getrocknet werden. Der dabei entstehende Dampf und/oder entsprechendes Kondensat A wird der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Die im Trockner 5 getrockneten Fasern werden anschließend zu einer Streuvorrichtung 6 transportiert und bevor sie die Streuvorrichtung 6 erreichen nochmals an der Stelle L1 mit einem Leim beleimt. Über die Streuvorrichtung 6 wird auf ein endlos umlaufendes Transportband ein Faserkuchen gestreut, der dann der Heißpresse 7 zugeführt wird. In der Heißpresse 7 wird der gestreute Faserkuchen dann zu einer mitteldichten Faserplatte (MDF) gewünschter Dicke verpresst. - Die Heizung 1 a im Bunker 1 oder der Förderschnecke 9 ist eine Vorrichtung zur Bestrahlung der Hackschnitzel mittels Mikrowellen oder mittels Ultraschalls.
-
- 1
- Bunker
- 1 a
- Heizung
- 2
- Stopfschnecke
- 3
- Kocher
- 4
- Refiner
- 5
- Trockner
- 6
- Streuvorrichtung
- 7
- Heißpresse
- 8
- Abwasseraufbereitung
- 9
- Förderschnecke/Transporteinrichtung
- A
- Abwasser/Kondensat
- L
- Beleimstelle
- L1
- Beleimstelle
Claims (8)
- Verfahren zur Aufbereitung von Holz, aus dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit folgenden Schritten:a) Transportieren der Hackschnitzel in einen Bunker (1),b) Vorkochen der Hackschnitzel in dem Bunker (1) mittels Heißdampfs,c) Austragen und Entwässern der Hackschnitzel aus dem Bunker (1) mittels einer Stopfschnecke (2) in einen Kocher (3),d) Aufschließen der Hackschnitzel im Kocher (3) mittels Heißdampfs,e) Ausfördern der aufgeschlossenen Hackschnitzel in einen Refiner (4) und Zerfasern der Hackschnitzel zu Holzfasern,f) Beleimen der nassen Holzfasern undg) Trocknen der beleimten Holzfasern in einem Trockner (5) mittels Heißgas,
dadurch gekennzeichnet, dassh) die Hackschnitzel spätestens im Bunker (1) mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel während des Transports in den Bunker (1) mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel im Kocher (3) bei einer Temperatur von etwa 170°C für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Trockner (5) getrockneten Holzfasern nochmals beleimt werden.
- Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), mit einem Bunker (1), in dem die Hackschnitzel vorgekocht werden, einem Kocher (3), in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Bunker (1) mit einer Heizung versehen ist, die eine Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung ist.
- Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit einer Transporteinrichtung (9), mit der die Hackschnitzel in einen Bunker (1) transportiert werden, in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) mit einer Heizung versehen ist, die eine Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung (1a) ist.
- Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) eine Förderschnecke ist.
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