EP3218535A1 - Verfahren zur gewinnung von fasern aus mindestens einem pflanzenstängel - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von fasern aus mindestens einem pflanzenstängel

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EP3218535A1
EP3218535A1 EP15734601.6A EP15734601A EP3218535A1 EP 3218535 A1 EP3218535 A1 EP 3218535A1 EP 15734601 A EP15734601 A EP 15734601A EP 3218535 A1 EP3218535 A1 EP 3218535A1
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EP
European Patent Office
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plant
speed
jet
fibers
velocity
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EP15734601.6A
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English (en)
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EP3218535B1 (de
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Egon Heger
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Mattes and Ammann GmbH and Co KG
Original Assignee
Mattes and Ammann GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Mattes and Ammann GmbH and Co KG filed Critical Mattes and Ammann GmbH and Co KG
Publication of EP3218535A1 publication Critical patent/EP3218535A1/de
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Publication of EP3218535B1 publication Critical patent/EP3218535B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
    • D01B1/14—Breaking or scutching, e.g. of flax; Decorticating
    • D01B1/30—Details of machines
    • D01B1/40—Arrangements for disposing of non-fibrous materials
    • D01B1/42—Arrangements for disposing of non-fibrous materials employing liquids
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
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    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
    • D01C1/00—Treatment of vegetable material
    • D01C1/02—Treatment of vegetable material by chemical methods to obtain bast fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
    • D01B1/14—Breaking or scutching, e.g. of flax; Decorticating
    • D01B1/22—Breaking or scutching, e.g. of flax; Decorticating with crushing or breaking rollers or plates

Definitions

  • the present invention relates to a method for obtaining fibers from at least one plant stem or from plant bast.
  • a biological pre-digestion can be carried out, for example, over a field roast or a water roast which is barely used due to its negative environmental impact.
  • the use of microorganisms from DE 10 2006 01 3 657 is also known.
  • chemical pre-digestions are known, for example from DE 1 1 2005 001 792 or DE 1 99 05 1 21 or WO 2006/01 0564 or DE 10 2007 030 576.
  • the object of the present invention is to provide a corresponding method which is superior to the conventional one and, with less energy input and reduced process waste, is suitable for obtaining fibers for further processing, even in the case of plant stalks which are difficult to break up. Particular importance is attached to the fact that the fibers have a certain length and in particular a certain fineness and are buoyant under certain conditions.
  • the production according to the invention is to be understood, in particular, as meaning at least partial digestion and at least partial separation of the fibers from other constituents.
  • the at least one plant stem or at least one unit of plant bast with or without cuticle is cultivated with at least one plant stem.
  • the at least one plant stem or the at least one unit of plantbast with or without cuticle has a moisture content of at least 25% and / or plant glues, in particular the pectin and the hemicelluloses, the plant stem or the unit of vegetable bud Begin treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet in the swollen state.
  • a unit of vegetable bast or a base unit is to be understood as meaning a coherent structure of vegetable bast which, in terms of its extent, corresponds in particular to a bark area extending over the majority, in particular at least 30%, in particular at least 50% of the plant length.
  • the high-speed jet causes, in particular, different, partially overlapping effects: a. Dissolving water-soluble (short-chain) sugars and / or b. Dissolving pectins and / or c. Suspending pectins by hydromechanical action and / or d. Destruction of cellulose / hemicellulose compound by hydromechanical action and in particular suspension of hemicellulose.
  • the high-speed jet in particular causes the supply of liquid whose solubility product has not yet been reached with regard to the compound in question.
  • the influence of temperature the warmer the solvent, the higher the solubility product.
  • the effect increases, since the high-speed jet initially only has to create a beginning of the separation in the bast cylinder and subsequently becomes simpler in the further course, especially in the longitudinal direction of the plant stem or unit continuous separation allows or a certain part of the bark does not need to be freed from pectin to peel off.
  • gelatinous pectins in particular of bark and / or of fiber material, are in particular sheared out and / or suspended by friction and suspended or entrained in the liquid or gas.
  • the high-speed jet in particular causes a hydromechanical rupture of cell and fiber structures by shear, Friction and traction induced by static friction.
  • the resulting fragments of cells and fibers are suspended and can be separated by sieves from the pulp.
  • the at least one plant stem or the at least one unit of bast with / without cuticle has a moisture content of at least 25%, since in this state plant glues, in particular pectin and hemicelluloses, are present and swollen or plant glues, in particular pectin and hemicelluloses of the plant stem or the unit of bast at the beginning of the treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet, are swollen or swollen.
  • the advantages of the invention use effectively and it can be a digestion and in particular an at least partial separation of plant fibers. In this case, a considerable effect can be achieved with comparatively little liquid and / or gas in the high-speed jet.
  • the energy input is low, especially when using a liquid jet due to the low compressibility, for example, of water.
  • the high-speed jet thereby advantageously results in a separation of woody constituents, fibers and cuticles as well as washed out and dissolved pectins and hemicelluloses.
  • the lignified component can be obtained in its entire length and so easily separated.
  • the cuticle and the bark parenchyma are in particular cut into small pieces.
  • Sieves or other separation methods allow the fibers to be separated from the other constituents, in particular in the wet or moist state.
  • a condition suitable for the invention may be present in particular in the case of fresh or green plant stems or units and / or plant stems or units pre-digested and / or soaked in liquid, in particular water, in particular in the presence of microorganisms.
  • the plant stems or units are preferably subjected to a water-roasting or to a moist or wet pre-digestion before the treatment and are not dried between the water-roasting or the pre-digestion and the beginning of the treatment. However, it may be a removal of the unbound liquid, for example by drying the surface or by pressing.
  • the water roasting or the pre-digestion can be cold or warm.
  • the high-speed jet is directed onto the plant stem at an angle in an angular range of 30-100 °, especially 30-95 °, between the longitudinal extent of the plant stem or the unit and main direction of movement or direction of movement of the liquid or gas in the high velocity jet.
  • the high-speed jet covers an angular range with an angular width of at least 20 °, and also an angle between 90 ° and 100 ° between the longitudinal extension of the plant stem or the unit and direction of movement of the liquid.
  • the plant stem or unit and the high velocity liquid jet or high velocity gas jet are moved relative to each other in the direction of the longitudinal extent of the plant stem or unit at a first rate.
  • either plant stem or the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet or both are moved to move relative to each other.
  • the second velocity represents the high speed.
  • the gas or liquid particles in the high velocity liquid jet or high velocity gas jet are at a second velocity within the high velocity liquid jet
  • the high velocity liquid jet or high velocity gas jet itself
  • High speed gas jet advances, moving at a first speed relative to the plant stem or unit. This can be done, for example, by moving the plant stem relative to the inherently high velocity liquid jet or high velocity gas jet.
  • the relative movement or first speed is in this case, in particular, parallel to the longitudinal extent of the plant stem or the unit plant bast.
  • the nozzle may rest and the plant stem or unit may be moved, particularly to be moved toward the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet, then the high-velocity liquid jet or high-velocity gas jet by agitation of the plant stem at least partially sweeps along the length of the plant stem, and in particular the plant stem then exits the high velocity liquid jet or high velocity gas jet on the other side of the high velocity liquid jet or high velocity gas jet.
  • the first speed is parallel to a speed component of the second speed, but in particular is not parallel to the second speed.
  • Parallelism is to be understood as orientation in the same direction. Otherwise, this would speak of antiparallel.
  • the first and the second speed are partly superimposed upon impact of the water on the plant stem and can be ensured by the corresponding angle approach a particularly effective peeling the plant stem.
  • the plant stem can be peeled effectively.
  • the cuticle and / or the wooden component is partially or completely peeled off by the high-speed liquid jet or high-speed gas jet and, in particular, the fibers are released from the bast.
  • the at least one plant stem is a stalk from the group of Eurosides I, in particular a hemp and / or nettle plant. Nettle, ramie, hemp, flax are particularly preferred. Likewise, other bast fiber plants with a pronounced wood part are successfully treatable by the method.
  • a pronounced wood part is to be understood as the state in which the wood part below the bark is so stably or physiologically old or in a wide mass ratio to the fiber part that it does not crumble under the influence of the HD beam but remains intact .
  • the method can be used very effectively and the fibers are particularly good reusable. It is preferred to use hemp and nettle plant stem or elongated sections thereof. For ramie, it is preferred to use raffle separate units from wood for particularly good fiber qualities. For inferior fiber qualities of the ramie or a rami growing of inferior quality advantageously also pre-broken intact stems are used.
  • the plant stems or units are undried plant stems or units.
  • these are young plant stems or units, in particular those which are not older than 9 months, in particular not older than 5 months. Under age, this is not a storage period but the duration of growth.
  • particular plants are harvested at least once a year, but preferably several times a year or at least twice, and fed to the process.
  • the plant stalk or the unit is a defoliated plant stem or base unit or includes the method before the high-pressure treatment and in particular also before an optionally
  • the method is a method for obtaining spinnable fibers from at least one plant stem.
  • a yarn can be spun from it and then a textile fabric can be produced.
  • the process is carried out as a wet process and thus the plant stems are not dried until the moist fibers are obtained.
  • the fibers are sorted in the wet state in length groups, in particular processed in the wet state to a band, stretched and / or spun.
  • the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet is at least 70%, in particular at least 90%, by a relative movement at the first speed in one operation over at least 40%, in particular overall, ie also using a plurality of high-speed jets or multiple treatments %, the length, in particular over the entire length of the convincedstän- gel or the base unit is performed. In such a procedure, a particularly effective peeling / unlocking of plant stem or the base unit can be achieved.
  • the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet is produced by passing a water volume under at least 1 bar, in particular at least 30 bar, in particular at least 50 bar pressure through a nozzle. It can a high water flow, a low pressure and a high pressure to compensate for a low water flow.
  • a cross-sectional tapering of the water volume, in particular by a factor of 2 to 20, is achieved by means of this nozzle.
  • a high-speed liquid jet or high-velocity gas jet can be generated from a pressurized volume of water.
  • the nozzle is one which has a clear width of at least 1 mm in one direction, in particular 1.5 mm.
  • the clear width in one direction is preferably 0.01 to 0.5 mm.
  • the shape of the nozzle can be formed both rectangular and circular or oval or have a different shape. It is particularly preferred, for example, to form a nozzle which has a circular arc section as a basic shape and in the radial direction has a clear width of 0.5 to 1, 5 mm. Particularly preferred is a rotating point-shaped high-speed jet.
  • Combinations of different high-speed jets are particularly preferred by using different nozzle types, for example at least one rotating nozzle, the beam or in an angular range between 30 ° and 95 °, at least at an angle between 70 ° and 95 °, to the longitudinal extension of the plant stem or the Bastvenez on the plant stem or the base unit acts, together with at least one fan nozzle, the or their beam in particular with an angle or angular range of 10 ° - 40 ° transverse to the longitudinal extent, ie in an angle or angle range of 50 ° to 80 ° Longitudinal extension, the plant stem or the base unit acts, and in particular at least one opposite to a direction of movement, which is selected parallel to the longitudinal extension of the plant stem or the base unit, and in particular with an angle or angular range of 1 0 ° to 30 ° to the longitudinal extension of the plant stem els or the base unit and in particular at an angle of 80 ° - 100 ° to the first high-speed jet acting discharge or purging jet of a nozzle
  • the high-speed jet contains water or water vapor. With particular advantage, it is a high- speed water jet. With particular advantage, the high-speed jet at a temperature of at least 40 ° C, in particular at least 70 ° C.
  • a water amount of 0, 1 to 4 cm 3 is particularly preferred to use per cm of plant stem length in centimeters, a water amount of 0, 1 to 4 cm 3 as a high-speed liquid jet or high-velocity gas jet.
  • the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet prefer a second water velocity in the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet, in particular at the point of contact with the plant stem, of more than 30 m per second, in particular more than 50 m per second of more than 100 m per second.
  • the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet in particular has an opening angle of at least in one spatial direction of less than 30 °, in particular less than 10 °, in particular in the direction of the radius of the plant stem.
  • the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet has, in particular at the point of contact with the plant stalk, a dimension in the cross section of at least in one direction perpendicular to the second velocity of less than 3 mm, in particular less than 1 mm, in particular in the direction parallel to the radius of the plant stem , For this, it is sufficient to consider the smallest cross section passing through 90% of the water of the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet. If the cross-section, as preferred, is bent, the distance in the radial direction from the cross-sectional boundaries to an outwardly extended radius of the plant stem is to be considered as an extension.
  • Particularly preferred is a first speed of 5 to 1 5 cm / s
  • the high velocity liquid jets or high velocity gas jets are at an angle of at least 90 °, more preferably at least 1 20 °, between their second speeds.
  • the plant stem can be treated on different sides with the high speed liquid jet or high velocity gas jets.
  • an angle of at least 90 °, in particular of at least 1 20 °, must be formed between their second speeds.
  • three high velocity liquid jets or high velocity gas jets with an included angle between their second speeds of 1 20 ° each, or four high speed liquid jets or high velocity gas jets having an angle of 90 ° each between their second speeds. It is also possible to use two high-speed liquid jet or high-speed gas jets whose angle between the second velocities is selected to be in particular 1 80 °.
  • the treatment can take place simultaneously, successively and / or temporally overlapping. It can also be done at the same position in the longitudinal direction of the plant stem but at different points on the circumference. However, it is preferred to perform the treatment at slightly offset points in the longitudinal direction, in particular by 1 to 1 5 mm offset points in the longitudinal direction temporally overlapping. In this case, we chose the temporal overlap as large as possible. In particular, it is preferable to use the high-speed liquid jets or high-speed gas jets to align so that they process a plant stalk guided past you at the intervals mentioned and processing takes place in each case while the plant stem passes through the respective high-speed liquid jet or high-speed gas jet.
  • the plant stem is treated multiple times by the same high-speed liquid jet or high-speed gas jet and rotated about its longitudinal axis between these treatments.
  • a rotation of at least 90 °, in particular of 1 20 ° is preferred. If more than two passages take place, the rotation as a whole must reach the aforementioned angle dimensions. So it is preferable to perform a rotation by 1 80 ° in a two-pass passage, by 1 20 ° in triple passage, by quadruple passage by 90 °, etc. Thus, the total is rotated by 360 °.
  • the plant stem is treated at least 1 80 ° of its circumference with the at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet.
  • This can be achieved by means of various segments over the circular arc, which together make 1 80 ° or take place on a continuous circular arc section, ie a semicircular section.
  • a division into several segments, which together result in at least 1 80 ° is preferred. So it is preferred, for example, to provide at least three or four segments, which together make 1 80 °, and in particular evenly distributed and each an equal circular arc portion are arranged overlapping.
  • covering the circumference of the plant stem over at least 270 ° is preferred for particularly complete recovery of fibers and pure fibers.
  • the plant stem or the unit at least temporarily during treatment with the at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet, in particular during the entire time of treatment with the at least one High-speed liquid jet or high-speed gas jet is guided and / or held. It has proved particularly advantageous to guide and / or hold the at least one plant stem or the unit individually or to provide a spacing, in particular transversely to the longitudinal extent of the plant stems or units, between a plurality of plant stalks or units. In particular, holding and / or guiding at least two sides and in particular fixing in all three spatial directions, for example by pressing on grids and / or sieving from two sides, is preferred.
  • Guiding or holding, whether individually or in droves, can be achieved, for example, by means of grippers, lateral boundaries, pinching, for example between several conveying means or via rollers.
  • a stalk can be grasped by a gripper and subjected to treatment.
  • a plant stem is held and guided by two or more rollers, in particular transported in its longitudinal direction and is thereby subjected to the treatment.
  • two or three rollers may be used, which are arranged so that they can promote a plant stems placed between them by rotation of the rollers.
  • the rollers are advantageously pressed against the plant stems and keep it safe.
  • the first speed or a part of the first speed can be achieved. It is also possible to insert plant stems into corresponding boundaries, in particular lateral boundary elements.
  • a plurality of elevations which run parallel, form corresponding grooves, in which the plant stems are inserted. These can also be pressed in whole or in part, in particular laterally, against the plant stem to hold it. These grooves can also have further limitations, which run in particular perpendicular to the grooves and prevent slippage of the plant stems in the direction of the grooves. It is also possible, by means of appropriate pressurizing agents, to act on the plant stems which are placed on a base and thus, for example, to produce a variety of plant stalks. number of plant stems fixed on a surface. Such a surface or base can also be a conveyor belt on which the plant stalks can be pressed on and fixedly moved.
  • Fixation or retention can be achieved, for example, by means of elongate elements, for example strips or rods or tubes, which are pressed transversely to the longitudinal extensions of the plant stems. These have in the direction of the longitudinal extension of the plant stems, in particular an extent of less than 50 mm, in particular less than 10 mm. It is also possible to provide smaller Advicepressemia, which are for example L- or U-shaped, so as to plant stems, even individually, to press on a surface and hold accordingly. This surface can in turn be a conveying element. It is also possible, by pressing of funding or holding means such as gratings or screens, from two sides, for example by conveyor belts, which in particular have recesses, to get trapped plant stems. If a plurality of plant stems or units are held, gripped, guided and / or transported during the treatment with the at least one high-speed jet, they are aligned in particular in a common longitudinal direction before they are held or fixed accordingly.
  • elongate elements for example strips or rods or tubes,
  • a multiplicity of plant stems or units arranged in parallel, in particular on a conveyor belt, in particular held, is treated with the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet, in particular at the same time.
  • each plant stem or unit it is preferable to grip and / or guide each plant stem or unit individually.
  • a guide on corresponding roles is preferred.
  • this discharge stream or discharge flow has a direction which coincides with the longitudinal extent of the plant stem or encloses an angle of -25 ° to 25 °, preferably -10 ° to + 10 °, with the latter.
  • this discharge stream or discharge stream has an angle of at least one high-speed jet of 40 ° to 90 °.
  • the plant stem or the base unit is moved parallel to the longitudinal extension and counter to the discharge or flushing jet and / or a discharge or flushing flow.
  • the method includes a pre-digestion of the plant stems prior to treatment with the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet and / or post-digestion, in particular using, in particular exclusively, Pectinases and hemicellulases as such or microorganisms which form them and / or washing of the treated fibers.
  • a pre-digestion can be carried out for example by a water roasting and / or soaking in water.
  • a washing is advantageously carried out at at least 50 ° C, in particular at least 60 ° C with water, optionally with the addition of further ingredients such as soap extract. In another embodiment, however, it is preferred to use water alone for washing.
  • gases for example, nitrogen or carbon dioxide can be injected.
  • the blowing in of air is also conceivable. The then sorted by height fibers are skimmed off accordingly.
  • one or more equipped with needles or thin elongated elements upwards, in particular obliquely upward, in particular at an angle of 30-70 ° to the horizontal, moving conveyors are provided, which are flushed with a liquid against the conveying direction and in particular from a Promote bath with the fibers.
  • moving conveyors are provided, which are flushed with a liquid against the conveying direction and in particular from a Promote bath with the fibers.
  • promotion inclination and diameter of the elongate thin elements a different affinity of different fibers thus results, despite the counter-rinsing, remaining on the elongated thin elements and thus being transported.
  • different diameters of the elongated thin elements may result in different fiber lengths from a corresponding bath be removed.
  • the longitudinal axes of the thin elongated elements are aligned in particular perpendicular to the conveying direction of the conveyor or have to this particular angle of at least 60 ° and at most 1 20 °.
  • the water used in the various stages pre-digestion, high-speed liquid jet or high-speed gas jet, post-digestion and washing or sorting is reused, in such a way that water from the later process steps, possibly after appropriate treatment, such as filtration, in the upstream process steps for further plant stems is reused.
  • the water used for peeling by the high-speed liquid jet or high-speed gas jet is in particular sieved and possibly filtered. It is also conceivable to provide a drum within which the treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet takes place and which in particular rotates about the longitudinal extent of the plant stem and which is used for catching bark components.
  • vacuum may be applied to this drum to trap and hold the detached bark components and may be used to unload the drum, in particular in a dedicated portion of the circumference through which the drum rotates, such as vacuum and / or drum Overpressure are applied to remove the components held on the drum.
  • the recovered, in particular washed, fibers are cooked and / or bleached.
  • the method also includes the step of generating biogas.
  • biogas are first determined by the population of microorganisms normally present in the atmosphere sealed off from the atmosphere. containers for pre- and / or post-digestion.
  • biogas production is promoted in particular by using the liquid or the gas of the high-speed liquid jet or high-speed gas jet or the biomass dissolved and / or suspended therein and their introduction into the pre-and / or post-digestion vessel.
  • the materials obtained during filtering in the course of water treatment for the production of biogas. Solids that also occur, for example, on the filters for water treatment or peeling or arise during defoliation, can also be used for the production of biogas. But they can also be dried, in particular pressed and pelletized as fuel, feed or fertilizer can be used.
  • the object is also achieved by the use of at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet for obtaining plant fibers from at least one plant stem or from at least one unit of vegetable bast with or without cuticula separated from the wood, characterized in that the plant stem or unit of plant bast with or without cuticle by treatment with the at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet and the at least one plant stem or the at least one unit comprising plantbast with or without cuticle has a moisture content of at least 25% and / or plant glues, especially the pectin and the hemicelluloses of the plant stem or the unit of vegetable bast at the beginning of treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet is present swollen.
  • the features and advantages described with respect to the method can be transmitted accordingly.
  • the object is also achieved by a device for obtaining plant fibers from at least one plant stem or from at least one unit of vegetable bast with or without cuticula separated from the wood, thereby characterized in that a holder and / or guide for at least one plant stalk or at least one unit separated from wood comprising Debast with or without cuticle and a device for treating at least one plant stems and / or timber contained in the support and / or plant unit comprising plant bast with at least one high speed liquid jet or high velocity gas jet.
  • the device is in particular configured for carrying out a method according to the invention.
  • the features described in relation to the method can be transferred according to the device, in particular by providing corresponding devices for high speed jet production, discharge jet or discharge flow generation and / or holding and / or guiding the stem or unit, by devices, especially pre-digestion baths and / or or roasting and in particular means for transporting them for high-speed treatment.
  • FIG. 2 shows an arrangement for implementing the method according to the invention at a plurality of spaced plant stems.
  • a U-profile 1 which has a slot-shaped opening 3 in the lower region.
  • a flat jet nozzle 4 Arranged in this opening is a flat jet nozzle 4, which is arranged so that its high-speed water jet is arranged with its wide extension parallel to the bottom of the U-profile and with its beam direction at an angle of 10 ° to the longitudinal direction of a straight and in the U-profile.
  • 1 longitudinally inlaid plant stem 2 includes.
  • nozzle 5 which generates a rotating high-speed water jet which, with its jet direction, produces a winch. from 30 ° to 95 ° to the longitudinal extent of the inserted plant stem 2.
  • a third nozzle 6 which generates a flat jet high-speed water jet, which encloses with its jet direction an angle of 75 ° to the longitudinal extension of the inserted plant stem 2 and is arranged with its broad extent parallel to the first flat jet.
  • the plant stem 2 can be inserted by the user in the U-profile 1 and pulled in the upper left direction.
  • the jets of the above arranged nozzles detach bark together with the fibers.
  • the jet of the nozzle 3 arranged below supports the removal of the ab- and / or loosened components. To remove these components and the water, the U-profile 1 is inclined with its longitudinal extent against the horizontal.
  • the user can then return the plant stem 2 back towards the bottom right and turn and pull again to peel, especially on another side up to the left.
  • the user can invert the plant stem 2 and peel off at the previously untreated side as described above.
  • Figure 2 shows a plan view of a sieve 7, that on substantially parallel and spaced plant stems 9 are placed, which are held with a beam 8, which is pressed onto it. Furthermore, two flat-jet nozzles 10, each of which emit a wide, high-speed water jet and are moved away from the beam 8 from the inside to the outside, can be seen. So they peel the plant stem 2.
  • the water can escape through the sieve 7.
  • the detached material can also escape completely or partially through the screen 7. Otherwise it can be removed from the sieve 7 in a further operation, in particular separately from the remaining stems.
  • the fixation of the spaced plant stems 9 ensures that the plant stems 9 do not overlap and the high-speed water jet can not escape.
  • the remaining stems can then be clamped at another location and reworked with a high speed water jet, especially at the location of the first clamp, for peeling.
  • the stems can be turned over and reprocessed from another side for peeling with one or more high-speed water jets, in particular as described above.
  • the fibers obtained by this invention are treated directly or with the interposition of other treatments, such as washing, sorting, for example by fiber lengths, cleaning, bleaching, dyeing and / or banding with the following process that also represents an independent invention and independently to Example can be implemented with differently obtained fibers or slivers.
  • the stretching and spinning is limited by the ratio between the length and the thickness of the technical fibers given by the properties of the technical fibers. Also consume the used for combing Ma comparatively much energy. In addition, considerable energy is also expended for possibly upstream drying.
  • the object of the further invention is to provide a corresponding method, which is superior to the conventional and allows for the least possible use of energy a superior cleaning and / or allows the ratio between length and thickness of the technical fibers to increase.
  • This object is achieved by a method, a use and a device
  • plant fibers are treated with at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet and then wet-processed, in particular cleaned, refined and / or aligned.
  • the high-speed jet causes, in particular, different, partially overlapping effects: a. Dissolving water-soluble (short-chain) sugars and / or b. Dissolving pectins and / or c. Suspending pectins by hydromechanical action and / or d. Destruction of cellulose / hemicellulose compound by hydromechanical action and in particular suspension of hemicellulose. e. Rinse out impurities With regard to the dissolution of water-soluble sugars, the high-speed jet in particular causes the supply of liquid whose solubility product has not yet been reached with regard to the compound concerned. Added to this is the influence of temperature: the warmer the solvent, the higher the solubility product.
  • the effect increases because the high-speed jet initially only has to create a start of the separation and then later in the course, especially in the longitudinal direction of the plant fiber allows a simpler continuous separation or a certain part does not have to be freed from pectin to separate and / or release.
  • gelatinous pectins in particular are shaken out by shear and / or friction and suspended in or entrained in the liquid or gas.
  • the high-speed jet causes in particular hydro-mechanical rupture of cell and fiber structures by shearing, friction and by stiction-induced tensile forces.
  • the resulting fracture Pieces of cells and fibers are suspended and can be separated from the pulp.
  • the engineering fibers formed by elemental fibers may be partially disrupted, and a change in the properties of the engineering fibers may be made to increase their length to thickness ratio to increase their specific surface area and, in particular, increase their number.
  • the plant fibers are, in particular, plant fibers which have already been digested and / or largely of wood components and / or other impurities, such as bark constituents, detached and / or liberated vegetable fibers. In doing so, they are in particular at least 40%, in particular at least 70%, of the original amount of impurities or foreign constituents, such as lignified constituents or bark constituents, which have originally been released in the plant stalks. In particular, they have at most 20% by weight impurities or impurities, such as lignified components or bark components.
  • the plant fibers originate here in particular at least partially, in particular completely from plants of the group of the Eurosiden I, in particular of hemp plants and / or Nesselgewumblesen, in particular preference is nettle, ramie, hemp, flax, jute and kenaf.
  • the processing in particular cleaning, aligning and / or refining, in particular by combing, immediately after in the wet state the treatment with the at least one high-speed jet, at least within a maximum of 48 hours.
  • the processing in particular cleaning, aligning and / or refining, in particular by combing in particular carried out so that there is a stretching of the vegetable fibers, in particular in the form of a card, carding tape or combed train present.
  • This is achieved in particular by the clamping and transport of the fibers between two rotating rollers and / or rollers and the subsequent combing, wherein the speed of the devices for combing or their combs from the conveying speed by the rotating rollers and / or rollers deviates, in particular higher ,
  • the combing device can be formed in particular by rotating rollers and / or rollers, which are occupied by nails, needles, spikes, rods and / or rakes and which are arranged and rotate at such a speed that the nails, needles , Spikes, rods and / or Harken combing through the plant fibers, in particular in the form of a band, are guided.
  • the peripheral speed of the occupied rollers and / or rollers is chosen differently than the transport before her arranged rotating and clamping rollers and / or rollers.
  • the plant fibers have a moisture content of at least 25%, in particular at least 40%, prior to treatment with the at least one high-speed jet, since plant glues, in particular pectin and hemicelluloses, are present in this state and / or plant glues, in particular pectin and hemicelluloses , the plant fibers swollen or swollen before.
  • a state which is particularly suitable for the invention can be present in particular in vegetable fibers obtained without drying from fresh or green plant stems and / or in plant fibers which are pre-digested and / or soaked in liquid, in particular water, in particular in the presence of microorganisms.
  • Preference is given to subjecting the plant fibers to treatment before the treatment, in particular after the separation of wood components and in particular after a first cleaning, to a water roast or to a moist or wet pre-digestion and not dried, in particular at least not between the water roast or the pre-digestion and the beginning of the treatment Dried so that plant glues significantly, in particular no more than 50%, emanate.
  • it may be a removal of the non-bound in plant glue liquid, for example by pressing.
  • the water roasting or the pre-digestion can be cold or warm.
  • the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet preferably has a velocity of the liquid or gas in the high-velocity liquid jet or high-velocity gas jet, in particular at the point of contact with the vegetable fibers of more than 20 m / s, in particular more than 30 m / s, in particular more than 50 m / s, up.
  • the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet is produced by passing a water volume under at least at least 1 bar, in particular at least 30 bar, in particular at least 50 bar pressure through a nozzle.
  • a high water flow rate can compensate for a low pressure and a high pressure for a low water flow rate.
  • a cross-sectional tapering of the liquid volume, in particular by a factor of 2 to 20, is achieved by means of this nozzle.
  • a high-speed liquid jet or high-velocity gas jet can be generated from a pressurized volume of liquid.
  • the nozzle is one which has a clear width of at least 1 mm in one direction, in particular 1.5 mm.
  • the clear width in one direction is preferably 0.01 to 0.5 mm.
  • the shape of the nozzle can be formed both rectangular and circular or oval or have a different shape. It is particularly preferred, for example, to form a nozzle which has a circular arc section as a basic shape and in the radial direction has a clear width of 0.5 to 1, 5 mm. Particularly preferred is a rotating punctiform water jet.
  • nozzle for example those of a nozzle which is approximately perpendicular, for example at an angle of 70 ° to 100 °, to the sliver or the base unit, in particular a rotary nozzle, together with a 20 ° -40 ° transverse to the direction of movement Plant stem irradiating, but directed in the direction of movement of the sliver or the base unit nozzle, in particular flat jet nozzle.
  • the high-speed jet contains water or water vapor.
  • the high-speed jet at a temperature of at least 40 ° C, in particular at least 70 ° C.
  • a quantity of liquid or gas of from 10 to 30 cm 3 as high-velocity liquid jet or high-velocity gas jet.
  • the at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet has a second velocity of the liquid or gas in the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet, in particular at the point of contact with the plant fibers, of more than 30 m per second, in particular more than 50 m per Second, preferably of more than 1 00 m per second.
  • the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet in particular has an opening angle of at least in one spatial direction of less than 30 °, in particular less than 10 °, in particular in the direction of the radius of the fibers or of the fiber sliver.
  • the high-speed liquid jet or high-speed gas jet has in particular at the point of contact with the plant fibers has a dimension in the cross section of at least in one direction perpendicular to the velocity of the liquid or gas in the jet of less than 3 mm, in particular less than 1 mm. For this, it is sufficient to consider the smallest cross section which will pass through 90% of the liquid or the gas of the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet.
  • a punctiform, high rotational frequency for example, with 80 rotations per second, around the central axis rotating high-speed water or high-speed gas jet can be used.
  • the plant fibers are parallelized before, after and / or during, in particular before, the treatment with the at least one high-speed jet, or they are parallelized in the treatment and / or present in a card or carding belt.
  • the parallelization takes place, in particular, by using at least one alignment high-speed beam, for which in particular the features described as being advantageous in relation to the at least one high-speed beam are valid.
  • This can be done, for example, by driving the fibers with the at least one aligning high-speed jet, in particular uphill, into or over an area in which the liquid and / or gas removal is driven out of the area.
  • the liquid or gas / liquid removal is effected by applying a negative pressure in the area of the impact of the high-speed jet on the side of the fibers or the belt located away from the source of the high-speed jet or of the belt History is advantageously modulated or will.
  • a trough catch in particular in the form of a trough and a roller and / or roller, which clamps the fibers between the trough and the roller and / or roller and a device for removal and / or from the trough and / or or roller for guiding and uniformly presenting the plant fibers and for (further) parallelizing, especially after a parallelization by means of a Ausrichthochgeschwindig- keitsstrahl, preferably.
  • a preferred even presentation can be achieved.
  • the plant fibers are treated from at least two sides with at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet and then, in each case subsequently wet-combed.
  • the combing takes place from different sides.
  • wet fibers are treated in a layer having a layer thickness of less than 20mm, in particular of less than 1 0mm with the at least one high-speed jet.
  • Plant fibers are wet-stretched and / or relined using a special process. The stretching advantageously takes place at least partially by combing.
  • the liquid of the at least one high velocity jet or high velocity gas jet is exhausted such that there is no liquid jamming impeding the high velocity liquid jet or high velocity gas jet or embedding the plant fibers in a liquid bed or allowing the plant fibers to float.
  • This can be done, for example, by a corresponding drainage possibility, for example by placing the plant fibers on a grid and / or screen and / or a sufficiently thin and / or loose arrangement of the plant fibers during treatment with the at least one high-speed jet.
  • Particularly preferred is the application of a negative pressure below the above. Sieves / grids, which actively withdraws the liquid.
  • the plant fibers contained in a card sliver or carding belt are treated with the at least high-speed liquid jet or high-speed gas jet and then wet-combed. In this form, a leadership and processing is particularly efficient.
  • the high-speed jet at an angle of 30 ° - 70 °, in particular 40 ° - 60 °, between the longitudinal extent of the plant fibers and / or the band in which the fibers are present, and / or transport direction of the plant fibers and / or of the band in which the fibers are present, to which plant fibers are directed.
  • the plant fibers and the high-speed liquid jet or high-speed gas jet relative to each other in the direction of the longitudinal extent of the plant fibers and / or the band in which the fibers are present, and / or in the transport direction of the plant fibers and / or the band in the the fibers are present, are moved at a first speed.
  • a flat jet as a high-speed jet, which extends in particular the entire width of the sliver or the fibers.
  • the jet forming the high-speed jet is particularly reciprocated at a speed higher than the conveying speed of the fibers parallel thereto, but the high-speed jet is directed or generated only in the time windows on the fibers or sliver in which the velocities of the nozzle and positively superimpose the promotion to a greater relative speed.
  • either plant fibers and / or the belt in which the fibers are present, or the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet, or both are moved so as to be moved relative to each other.
  • the second velocity of the liquid and / or gas within the high velocity liquid jet or high velocity gas jet is to be distinguished.
  • the second speed As such, while the gas or liquid particles in the high velocity liquid jet or high velocity gas jet are progressing at a second velocity within the high velocity liquid jet or high velocity gas jet, the high velocity liquid jet or high velocity gas jet is at a first rate relative to the plant fibers and / or the belt, in which the fibers are present, moves.
  • the relative movement or first speed is, in particular, parallel to the longitudinal extent of the plant fibers and / or of the band in which the fibers are present and / or of the transport direction of the plant fibers and / or of the band in which the fibers are present.
  • the nozzle may rest and the plant fibers and / or the belt in which the fibers are present may be moved, in particular so that it first encounters the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet is moved, then the high-speed liquid jet or high-speed gas jet by movement of the plant fibers and / or the band in which the fibers are present, at least partially over the length of the plant fibers and / or the band in which the fibers are present, and especially the sweeps Plant fibers and / or the band in which the fibers are present, then leave the high-speed liquid jet or high-speed gas jet on the other side of the high-speed liquid jet or high-speed gas jet.
  • the first speed is parallel to a speed component of the second speed, but in particular is not parallel or antiparallel to the second speed.
  • Parallelism is to be understood as orientation in the same direction. If the orientation is opposite, this would be antiparallel.
  • the first and second velocities partially overlap upon impact of the liquid or gas on the plant fibers and / or the band in which the fibers are present, so that there is a lower relative velocity than the addition of the velocities. Thereby an increase of the ratio of length to thickness of the fibers and / or a stretching is supported and / or effected.
  • the plant fibers are not present as a band and / or when the plant fibers are loose or present as a flake or ball, it is preferred to carry out the treatment with the at least one high-speed jet in a rotating and fiber-promoting drum screen.
  • an orientation of the at least one high-speed jet is preferred such that it reduces the conveying speed, that is, it is in particular at least partially opposite.
  • the plant fibers are not present as a ribbon and / or when the plant fibers are loose or flake or nodular, it is preferred to treat them with the at least one high velocity jet while the fibers are disposed in an elongated trough.
  • This can be formed, in particular, an elongated sieve or grid bent in particular across the longitudinal extent, in particular a semicircular sieve or grid.
  • the use of at least one rotating high-speed beam is particularly preferred, thereby promoting band formation.
  • a plant fiber band can be effected by the at least one high-speed jet.
  • This band can then be combed damp.
  • it is first treated in the belt with at least one further high-speed jet and then and / or in each case after treatment with a
  • the plant fibers are cooked after the treatment with at least one high-speed jet and in particular after hiding and / or bleached, in particular by exposure of the plant fibers with a liquid flow for further washing, in particular dissolved and / or suspendable, impurities.
  • the object is also achieved by the use of at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet for cleaning and / or increasing the ratio of fiber length to fiber thickness of vegetable fibers.
  • the plant fibers are treated with at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet and then wet-combed.
  • the aspects and advantageous features described in relation to the method can be transferred accordingly.
  • the object is also achieved by a device for cleaning and / or increasing the ratio of fiber length to fiber thickness of plant fibers.
  • At least one guide and / or holder for plant fibers and a device for treating the plant fibers held and / or guided with the guide and / or holder are provided with at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet and at least one device for moistly combing the vegetable fibers.
  • the device is set up to carry out an inventive A method according to the invention, in particular under the provision of appropriate means and / or in particular a controller for carrying out the method according to the invention.
  • the device for wet combing is in particular a card.
  • the apparatus has a plurality of apparatus for treating the plant fibers held and / or guided by the at least one guide and / or holder with at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet and a plurality of devices for moist cutting of the plant fibers.
  • At least one guide and / or transport device is provided, which is set up to transport the fibers from a first device for treating the plant fibers held and / or guided by the at least one guide and / or holder to at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet Apparatus for moistly combing the plant fibers to transport and in particular to at least one further device for treating the at least one guide and / or holder held and / or guided plant fibers with at least one high-speed liquid jet or high-velocity gas jet and, in particular subsequently, in particular to at least one further device to transport the wet combing of the plant fibers.
  • the transport speed is increased toward the end, thereby achieving a stretching.
  • the transport device is part of the at least one guide and / or holder or includes this.
  • the transport device, guide and / or holder is adapted to transport the fibers, in particular in the form of carding or carding, especially in the fiber or tape longitudinal direction, and at least partially in at least one direction, in particular perpendicular to the high-speed beam direction to fix
  • the fibers in particular in the form of carding or carding, especially in the fiber or tape longitudinal direction, and at least partially in at least one direction, in particular perpendicular to the high-speed beam direction to fix
  • the surface in particular has openings for discharging the Liquid and / or the gas of the high-speed jet, is in particular designed as a grid or sieve.
  • the transport device, guide and / or holder is formed, the fibers between passing different, in particular two, to rotate and / or turn, in particular by 1 80 ° and / or the plurality of devices for treatment of the at least one Guided and / or holding held and / or guided plant fibers with at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet arranged so that they held with the at least one guide and / or holder and / or guided plant fibers from different directions, in particular opposite or at least 90 ° the fiber or tape longitudinal direction twisted directions, act on at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet.
  • the device has a device or arrangement for the continuous cleaning of at least one device for combing.
  • This may be, for example, flushed, in particular by a liquid bath and / or a liquid or gas flow or a liquid or gas jet, which is directed to the device for combing that he / she removes impurities trapped therein.
  • the combing device can be formed in particular by rotating rollers and / or rollers, which are occupied by nails, needles, spikes, rods and / or rakes and which are arranged and rotate at such a speed that the nails, needles , Spikes, rods and / or Harken combing through the plant fibers, in particular in the form of a band, are guided.
  • FIG. 3 shows a treatment line for carrying out the method according to the invention.
  • a sliver 1 which is formed at the top left and processed in the further course to the bottom right, cleaned, stretched and refined.
  • a pre-metering device 36 which pre-moist fibers 35 and metered flushes with a water nozzle 37 via a raise 38.
  • the fibers 35 are clamped by a tray feeder between a trough 39 and a first roller 1 1 and withdrawn by a nails provided, on the circumference at the speed V2 faster than the first running at the speed V1 roller second role.
  • the resulting sliver 1 3 is passed through a sieve 14 and treated from above at an angle of 80 ° with a first high-speed water jet from a first high-speed nozzle 1 second
  • the water and dissolved and / or flushed components can pass through the sieve 1 4 into a basin 29 located underneath.
  • the sliver 1 3 is guided so that it is exposed down and is supported upwardly by a second sieve 1 9. In this position, it is treated by a second high-speed water jet from a second high-speed nozzle 18 at an angle of 80 °. The water and dissolved and / or flushed components may pass through the second screen 19 and subsequently or alternatively drip into the basin 29 below.
  • the sliver 1 3 is passed over a third wire 24 and treated by a third high-speed water jet from a third high-speed nozzle 23 at an angle of 80 °.
  • the water and dissolved and / or flushed components may pass through the third screen 24 and drip below the basin 29 located below.
  • the sliver 1 3 is withdrawn and further processed, transferred here into a cooking vessel 28.
  • the peripheral speed V 1, V 2, V 3, V 4, V 5, V 6, V 7, V 8 increases from the first roller 10 to the second 1 1, to the third 1 5 and fourth 1 6 roller, to the fifth 1 7 roller, to the sixth 20 and seventh 21 roll, to the eighth roll 22, to the ninth 25 and tenth 26 roll, and to the eleventh roll 27, respectively.
  • a process for purifying and / or increasing the ratio of fiber length to fiber thickness of plant fibers (35, 13), characterized in that the plant fibers are treated with at least one high-speed liquid jet (1 2, 18, 21) or high-speed gas jet and then wet to be combed.
  • the above method wherein pectin and hemicelluloses of the plant fibers are at least (at) swollen when started with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet.
  • the plant fibers have a moisture content of at least 25% or the plant fibers having a moisture content of at least 25% before starting treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet and to a moisture content of at least 25% before treatment with the high-speed liquid jet or high-speed gas jet minimum 25% dried.
  • the plant fibers are treated multiple times with the at least one high velocity liquid jet and high speed gas jet and then wet combed and / or the plant fibers are treated from at least two sides with at least one high speed liquid jet or high velocity gas jet and then wet combed.
  • liquid of the at least one high-velocity jet or high-velocity gas jet is discharged so as not to result in liquid jamming impeding the high-speed liquid jet or high-velocity gas jet or embedding the plant fibers in a liquid bed or allowing the vegetable fibers to float.
  • plant fibers in a sliver, card sliver, carded sliver or staple include the at least one high speed liquid jet or sliver High-speed gas jet treated and then wet combed.
  • plant fibers before, after and / or during the treatment with the at least one high velocity liquid jet or high velocity gas jet using the at least one high speed liquid jet or high velocity gas jet and / or at least one high velocity liquid jet or orientational high speed air - Gas jet are parallelized.
  • At least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet for cleaning and / or reducing the ratio of fiber thickness to fiber length of plant fibers, characterized in that the plant fibers are treated with at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet and then wet-combed.
  • Device for cleaning and / or reducing the ratio of fiber thickness to fiber length of plant fibers characterized in that a guide and / or holder for plant fibers is provided and a device for treating the held and / or guided with the guide and / or holding plant fibers at least one high-speed liquid jet or high-speed gas jet, as well as at least one device for wet combing of the plant fibers is provided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus Pflanzenbast. Es sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt, aus Pflanzenstängeln Fasern zu gewinnen. Dabei werden sie üblicherweise mechanisch entholzt, teils nachdem sie biologisch voraufgeschlossen wurden. Prinzipiell ist es auch bekannt, die gewonnenen Fasern anschließend zu waschen und von Fremdresten zu befreien. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein entsprechendes Verfahren anzugeben, das den herkömmlichen überlegen ist und bei weniger Energieeinsatz und verringerten Prozessabfällen auch bei schwer aufzuspaltenden Pflanzenstängeln geeignet ist, Fasern für die weitere Bearbeitung zu gewinnen. Erfindungsgemäß wird der mindestens eine Pflanzenstängel mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt, wobei der mindestens eine Pflanzenstängel einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweist und/oder Pflanzenleime, insbesondere das Pektin und die Hemicellulosen,des Pflanzenstängels zu Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl in gequollenem Zustandvorliegen.

Description

Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus mindestens einem Pflanzenstängel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus Pflanzenbast.
Es sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt, aus Pflan- zenstängeln Fasern zu gewinnen. Dabei werden sie üblicherweise mechanisch entholzt, teils nachdem sie biologisch voraufgeschlossen wurden. Auch sind Verfahren über scherende Kräfte und anderes bekannt. Üblicherweise werden dazu getrocknete Pflanzenstängel verwenden, die zuvor entblättert wurden. Ihr Feuchtigkeitsgehalt beträgt bei der Entholzung 1 7 % oder weniger, in der Regel bei 14%. Es handelt sich also um getrocknetes Material. Darüber stellen sich negative Auswirkungen bei der Entholzung ein, wie beispielsweise Faserschädigungen durch mechanischen Stress.
Ein biologischer Voraufschluss kann beispielsweise über eine Feldröste oder eine auf Grund Ihrer negativen Umweltbilanz kaum noch angewandte Wasserröste durchgeführt werden. Auch ist die Verwendung von Mikroorganismen aus der DE 10 2006 01 3 657 bekannt. Auch sind chemische Voraufschlüsse bekannt, wie beispielsweise aus der DE 1 1 2005 001 792 oder DE 1 99 05 1 21 oder WO 2006/01 0564 oder DE 10 2007 030 576.
Zur Entholzung werden beispielsweise Flachsschwingen oder Brechwalzen eingesetzt. Dabei wird der Holzteil in Stücke zerbrochen. Ein ähnliches Verfahren ist aus der DE 1 96 26 557 bekannt. Auch ist es bekannt, den Ramiebast mecha- nisch vom Holzteil abzuziehen, beispielsweise unter Einsatz von Messern. Auch ist ein vergleichsweise wirkungsarmer Aufschluss unter Verwendung von Ultraschall aus der DE 1 97 03 634 bekannt.
Prinzipiell ist es auch bekannt, die gewonnenen Fasern anschließend zu waschen und von Fremdresten zu befreien. Dies geschieht teilweise durch Besprühen mit durch Druck durch Düsen gedrücktes Wasser, wie beispielsweise aus der DE 1 97 03 634.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein entsprechendes Verfahren anzugeben, das den herkömmlichen überlegen ist und bei weniger Energieeinsatz und verringerten Prozessabfällen auch bei schwer aufzuspaltenden Pflanzenstän- geln geeignet ist, Fasern für die weitere Bearbeitung zu gewinnen. Dabei wird besonderer Wert darauf gelegt, dass die Fasern eine gewisse Länge und insbesondere eine gewisse Feinheit aufweisen sowie unter bestimmten Voraussetzungen schwimmfähig sind .
Somit ist es insbesondere Ziel des Verfahrens aus entsprechenden Pflanzenstän- geln Fasern zu gewinnen, die spinnbar sind und somit ein entsprechenden Garn bereitzustellen.
In einer Weiterführung ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Karden- und/oder Krempelband, das zum Verspinnen geeignet ist, hergestellt werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , eine Verwendung gemäß Anspruch 9 und eine Vorrichtung nach Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 geben vorteilhafte Weiterbildungen an.
Unter der erfindungsgemäßen Gewinnung ist insbesondere ein zumindest teilweiser Aufschluss und eine zumindest teilweise Abtrennung der Fasern von übrigen Bestandteilen zu verstehen.
Erfindungsgemäß wird der mindestens eine Pflanzenstängel oder mindestens eine Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula mit mindestens einem Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt, wobei der mindestens eine Pflanzenstängel oder die mindestens eine Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25 % aufweist und/oder Pflanzenleime, insbesondere das Pektin und die Hemicel- lulosen, des Pflanzenstängels oder der Einheit von Pflanzenbast zu Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl in gequollenem Zustand vorliegen.
Unter einer Einheit von Pflanzenbast bzw. einer Basteinheit ist ein zusammenhängendes Gebilde aus Pflanzenbast zu verstehen, welches hinsichtlich seiner Ausdehnung insbesondere einem sich über den Großteil, insbesondere mindestens 30%, insbesondere mindestens 50% der Pflanzenlänge erstreckenden Rindenbereich entspricht.
Der Hochgeschwindigkeitsstrahl (Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl) bewirkt dabei insbesondere verschiedene, teilweise ineinander übergehende Effekte: a. Lösen von wasserlöslichen (kurzkettigen) Zuckern und/oder b. Lösen von Pektinen und/oder c. Suspendieren von Pektinen durch hydromechanische Wirkung und/oder d . Zerstörung der Verbindung Cellulose/Hemicellulose durch hydromechanische Wirkung und insbesondere Suspendierung der Hemicellulose.
In Bezug auf das Lösen wasserlöslicher Zucker bewirkt der Hochgeschwindigkeitsstrahl insbesondere die Zuführung von Flüssigkeit, deren Löslichkeitsprodukt hinsichtlich der betreffenden Verbindung noch nicht erreicht ist. Hinzu kommt der Einfluss Temperatur: Je wärmer das Lösungsmittel, desto höher das Löslichkeitsprodukt.
In Bezug auf das Lösen von Pektinen, was insbesondere bei der Verwendung von warmer/heißer Flüssigkeit oder heißem Gas auftritt, insbesondere von über 50°C, insbesondere über 70°C, das die hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit /des Gases, insbesondere unmittelbar nach Auftreffen auf das Pflanzenmaterial, verbunden mit der mechanischen Scher- und Friktionswirkung die Lösung von Pektinen.
Bei der Behandlung mit einer Relativgeschwindigkeit zwischen Hochgeschwindigkeitsstrahl und Längserstreckung des Basts oder des Pflanzenstängels erhöht sich der Effekt, da der Hochgeschwindigkeitsstrahl zunächst nur einen Anfang der Auftrennung im Bastzylinder schaffen muss und sich anschließend im weiteren Verlauf, insbesondere in Längsrichtung des Pflanzenstängels oder der Einheit eine einfachere fortlaufende Auftrennung ermöglicht bzw. ein gewisser Teil der Rinde nicht vom Pektin befreit werden muss um sich abschälen zu lassen.
In Bezug auf das Suspendieren von Pektinen durch hydromechanische Wirkung werden insbesondere durch Scherung und/oder Friktion gelartige Pektine insbesondere aus Rinde und/oder aus Fasermaterial herausgeschlagen und in der Flüssigkeit oder dem Gas suspendiert bzw. von diesem mitgerissen.
In Bezug auf die Zerstörung der Cutikula durch Desintegration des Zellverbandes so wie Zerstörung der Verbindung Cellulose/Hemicellulose durch hydromechanische Wirkung und insbesondere nachfolgende Suspendierung der Cutikula, Pa- renchymzellen sowie der Hemicellulose bewirkt der Hochgeschwindigkeitsstrahl insbesondere ein hydromechanisches Zerreißen von Zell- und Faserstrukturen durch Scherung, Friktion und durch von Haftreibung bedingten Zugkräften. Die dabei entstandenen Bruchstücke von Zellen und Fasern werden suspendiert und können durch Siebe hindurch von der Fasermasse getrennt werden.
Dabei kommt es entscheidend darauf an, dass der mindestens eine Pflanzenstän- gel oder die mindestens eine Einheit von Bast mit/ohne Cuticula einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweist , da in diesem Zustand Pflanzenleime, insbesondere Pektin und Hemicellulosen, (an)gequollen vorliegen und/oder Pflanzenleime, insbesondere Pektin und Hemicellulosen des Pflanzenstängels oder der Einheit von Bast bei Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüs- sigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl gequollen oder aufgequollen vorliegen. Nur in einem solchen Zustand lassen sich die Vorteile der Erfindung effektiv nutzen und es kann ein Aufschluss und insbesondere eine zumindest teilweise Separierung von Pflanzenfasern erfolgen. Dabei kann mit vergleichsweise wenig Flüssigkeit und/oder Gas im Hochgeschwindigkeitsstrahl eine beachtliche Wirkung erzielt werden. Auch der Energieeinsatz ist, insbesondere bei Einsatz eines Flüssigkeitsstrahls aufgrund der geringen Kompressionsfähigkeit, beispielsweise von Wasser, gering .
Darüber hinaus kann auf die Trocknung des feucht voraufgeschlossenen Pflan- zenstängels oder Basts verzichtet werden, da auch wesentliche weitere Aufbereitungsschritte in feuchtem oder nassem Zustand erfolgen. Darüber hinaus kann der verholzte Teil weitgehend als Einheit abgetrennt und ausgesondert werden. Darüber hinaus ist es, was insbesondere bei Hanf und Flachs von Bedeutung ist, möglich, die aus Elementarfasern zusammengesetzten technischen Fasern, in ihrer Gesamtlänge zu erhalten. Insbesondere bei Hanf und Ramie ist es dabei zudem möglich, die technischen Fasern bzw. Faserbündel in der gesamten Länge des Stängels oder Basts zu erhalten und in dieser Länge vom Holzteil zu zu separieren.
Der Hochgeschwindigkeitsstrahl bewirkt dabei vorteilhafterweise eine Auftrennung von verholztem Bestandteil, Fasern und Cuticula sowie ausgeschwemmten und gelösten Pektinen und Hemicellulosen. Der verholzte Bestandteil kann dabei in seiner gesamten Länge erhalten und so einfach separiert werden. Die Cuticula und das Rindenparenchym werden insbesondere in kleine Stücke zerteilt.
Durch Siebe oder andere Trennverfahren lassen sich so die Fasern von den anderen Bestandteilen, insbesondere im feuchten oder nassen Zustand, separieren.
Insbesondere wird es bevorzugt wenn alle oder 80%, zumindest 50%, der Pektine und Hemicellulosen bei Begin der Behandlung (an)gequollen vorliegen.
Ein für die Erfindung geeigneter Zustand kann insbesondere bei frischen oder grünen Pflanzenstängeln oder Einheiten und/oder bei in Flüssigkeit, insbesondere Wasser, insbesondere in Anwesenheit von Mikroorganismen, voraufgeschlossenen und/oder eingeweichten Pflanzenstängeln oder Einheiten vorliegen. Bevorzugt werden die Pflanzenstängel oder Einheiten vor der Behandlung einer Wasserröste oder einem feuchten oder nassen Voraufschluss unterzogen und zwischen der Wasserröste bzw. dem Voraufschluss und dem Beginn der Behandlung nicht getrocknet. Es kann jedoch eine Entfernung der nicht gebundenen Flüssigkeit, beispielsweise durch Abtrocknen der Oberfläche oder durch Abpressen erfolgen. Die Wasserröste oder der Voraufschluss kann kalt oder warm erfolgen.
Weiter wird es bevorzugt, wenn der Hochgeschwindigkeitsstrahls mit einem Winkel in einem Winkelbereich von 30- 100°, insbesondere 30-95 °, zwischen Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Einheit und Hauptbewegungsrichtung oder Bewegungsrichtung der Flüssigkeit oder des Gases im Hochgeschwindigkeitsstrahls auf den Pflanzenstängel gerichtet wird. Dabei wird es bevorzugt, wenn der Hochgeschwindigkeitsstrahls einen Winkelbereich mit einer Winkelbreite von mindestens 20° abdeckt, und darin auch ein Winkel zwischen 90 und 100° zwischen Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Einheit und Bewegungsrichtung der Flüssigkeit liegt.
Darüber hinaus wird es bevorzugt, wenn der Pflanzenstängel oder die Einheit und der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl relativ zueinander in Richtung der Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Einheit mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt werden.
Somit werden entweder Pflanzenstängel bzw. Einheit Pflanzenbast oder der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl o- der beide so bewegt, dass sie relativ zueinander bewegt werden. Von der ersten Geschwindigkeit ist die zweite Geschwindigkeit des Wassers innerhalb des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls zu unterscheiden. Die zweite Geschwindigkeit stellt die Hochgeschwindigkeit dar. Der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl an sich wird aber, während die Gas oder Flüssigkeitsteilchen im Hochgeschwin- digkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl mit einer zweiten Geschwindigkeit innerhalb des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls fortschreiten, mit einer ersten Geschwindigkeit relativ zum Pflanzenstängel oder der Einheit bewegt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Pflanzenstängel relativ zu dem an sich ruhenden Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl bewegt wird. Die Relativbewegung oder erste Geschwindigkeit ist dabei insbesondere Parallel zur Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Einheit Pflanzenbast. Wird die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl beispielsweise durch eine entsprechende Düse erzeugt, kann beispielsweise die Düse ruhen und der Pflanzenstängel oder die Einheit bewegt werden, insbesondere so, dass er zunächst auf den Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zu bewegt wird, dann der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch Bewegung des Pflanzenstängels zumindest teilweise über die Länge des Pflanzenstängels streicht und insbesondere der Pflanzenstängel sodann auf der anderen Seite des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl verlässt.
Dabei ist insbesondere die erste Geschwindigkeit parallel zu einer Geschwindigkeitskomponente der zweiten Geschwindigkeit, jedoch insbesondere nicht parallel zur zweiten Geschwindigkeit. Unter Parallelität ist dabei die Orientierung in die gleiche Richtung zu verstehen. Ansonsten wäre hier von antiparallel zu sprechen.
Somit überlagern sich die erste und die zweite Geschwindigkeit teilweise beim Auftreffen des Wassers auf den Pflanzenstängel und kann durch den entsprechenden Winkelansatz ein besonders effektives Abschälen des Pflanzenstängels gewährleistet werden.
Durch eine solche Anordnung kann der Pflanzenstängel entsprechend effektiv geschält werden. Dabei wird durch den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl insbesondere die Cuticula und/oder der hölzerne Bestandteil teilweise oder ganz abgeschält und insbesondere die Fasern aus dem Bast gelöst. Mit besonderem Vorteil ist der mindestens eine Pflanzenstängel ein Stängel aus der Gruppe der Eurosiden I, insbesondere eines Hanf- und/oder Nesselgewächs. Insbesondere bevorzugt werden Nessel, Ramie, Hanf, Flachs. Ebenso sind andere Bastfaserpflanzen mit ausgeprägtem Holzteil mit dem Verfahren erfolgreich behandelbar. Unter einem ausgeprägter Holzteil ist der Zustand zu verstehen, bei dem der unter der Rinde befindliche Holzteil so stabil bzw. physiologisch alt bzw. in einem weiten Massenverhältnis zum Faserteil steht, dass er unter dem Ein- fluss des HD Strahls nicht zerbröselt, sondern integer bleibt. Bei Pflanzenstängeln aus der Gruppe der Eurosiden I kann das Verfahren besonders effektiv angewandt werden und sind die Fasern besonders gut weiter verwendbar. Dabei wird es bevorzugt, bei Hanf und Nessel einen Pflanzenstängel oder längliche Abschnitte davon zu verwenden. Bei Ramie wird es bevorzugt, für besonders gute Faserqualitäten vom Holz getrennte Einheiten von Bast zu verwenden. Für mindere Faserqualitäten der Ramie bzw. einen Ramieaufwuchs minderer Qualität werden vorteilhaft auch voraufgeschlossene intakte Stängel verwendet.
Mit besonderem Vorteil handelt es sich bei den Pflanzenstängeln oder Einheiten um ungetrocknete Pflanzenstängel oder Einheiten. Mit weiterem Vorteil handelt es sich dabei um junge Pflanzenstängel oder Einheiten, insbesondere solche, die nicht älter als 9 Monate, insbesondere nicht älter als 5 Monate sind . Unter dem Alter ist damit nicht eine Lagerungsdauer, sondern die Zeitdauer des Wachstums zu verstehen. Somit werden entsprechende Pflanzen insbesondere mindestens jedoch einmal pro Jahr, bevorzugt jedoch unterjährig mehrfach oder zumindest zweifach, geerntet und dem Verfahren zugeführt.
Mit besonderem Vorteil handelt es sich bei dem Pflanzenstängel oder die Einheit um einen entblätterten Pflanzenstängel oder Basteinheit oder beinhaltet das Verfahren vor der Hochdruckbehandlung und insbesondere auch vor einem ggf.
durchgeführten Voraufschluss oder der Röste den Verfahrensschritt des Entblät- terns des mindestens einen Pflanzenstängels oder der Einheit. Mit besonderem Vorteil ist der Pflanzenstängel oder die Einheit ansonsten unbearbeitet. Mit besonderem Vorteil ist das Verfahren ein Verfahren zur Gewinnung von spinnfähigen Fasern aus mindesten einem Pflanzenstängel.
Spinnfähige Fasern sind besonders wertvoll und können auf die verschiedensten Arten weiterverwandt werden. So kann daraus beispielsweise ein Garn gesponnen und anschließend ein textiler Stoff erzeugt werden.
Mit besonderem Vorteil wird das Verfahren als Nassverfahren durchgeführt und werden somit die Pflanzenstängel bis zur Gewinnung der feuchten Fasern nicht getrocknet. Dabei entstehen vorteilhafterweise keine Stäube und sind ein besonders effektiver Aufschluss und Auftrennung der Fasern möglich. Mit weiterem Vorteil werden die Fasern im feuchten Zustand in Längengruppierungen sortiert, insbesondere auch im nassen Zustand zu einem Band verarbeitet, verstreckt und/oder gesponnen.
Bevorzugt wird es, wenn der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch eine relative Bewegung mit der ersten Geschwindigkeit in einem Arbeitsgang über mindestens 40%, insbesondere insgesamt, also auch unter Verwendung mehrerer Hochgeschwindigkeitsstrahlen oder mehrfacher Behandlung, über mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, der Länge, insbesondere über die gesamte Länge des Pflanzenstän- gels oder der Basteinheit geführt wird. Bei einem solchen Vorgehen lässt sich ein besonders wirksames Schälen/Aufschließen der Pflanzenstängel oder der Basteinheit erreichen. Allerdings kann es aufgrund der Verfahrensführung, beispielsweise aufgrund des Haltens, Greifens oder Führens der Pflanzenstängel schwer möglich sein, die gesamte Länge des Pflanzenstängels bei jeder der mindestens einen Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl zu erreichen, sodass auch geringere Abdeckungen, insbesondere abhängig von der Art des Pflanzenstängels und der Vorbehandlung ausreichen.
Mit besonderem Vorteil wird der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch Durchführen eines unter mindestens 1 5 Bar, insbesondere mindestens 30 Bar, insbesondere mindestens 50 Bar Druck stehenden Wasservolumens durch eine Düse erzeugt. Dabei kann ein hoher Wasserdurchsatz einen geringen Druck und ein hoher Druck einen geringen Wasserdurchsatz kompensieren. Durch diese Düse wird insbesondere eine Querschnittsverjüngung des Wasservolumens, insbesondere um einen Faktor von 2 bis 20 erreicht. Dadurch lässt sich aus einem unter Druck stehenden Wasservolumen ein Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl erzeugen. Bei der Düse handelt es sich insbesondere um eine solche, die zumindest in eine Richtung eine lichte Weite bis 2 mm, insbesondere 1 ,5 mm aufweist. Die lichte Weite in eine Richtung liegt bevorzugt bei 0,01 bis 0,5 mm. Die Form der Düse kann dabei sowohl rechteckig als auch kreisrund oder oval ausgebildet sein oder eine andere Form aufweisen. Besonders bevorzugt wird es dabei beispielsweise eine Düse auszubilden, die einen Kreisbogenabschnitt als Grundform aufweist und in der radialen Richtung eine lichte Weite von 0,5 bis 1 ,5 mm aufweist. Besonders bevorzugt wird ein rotierender punktförmiger Hochgeschwindigkeitsstrahl. Besonders bevorzugt werden Kombinationen von verschiedenen Hochgeschwindigkeitsstrahlen durch Verwendung verschiedener Düsentypen, beispielsweise mindestens einer Rotationsdüse, die bzw. deren Strahl in einem Winkelbereich zwischen 30° und 95 ° , zumindest auch in einem Winkel zwischen 70° und 95 °, zur Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Basteinheit auf den Pflanzenstängels bzw. die Basteinheit einwirkt, zusammen mit mindestens einer Flachstrahldüse, die bzw. deren Strahl insbesondere mit einem Winkel oder Winkelbereich von 10° - 40° quer zur Längserstreckung, also in einem Winkel oder Winkelbereich von 50° bis 80° zur Längserstreckung, des Pflanzenstängels oder der Basteinheit einwirkt, sowie insbesondere mindestens einem entgegen einer Bewegungsrichtung, die parallel zur Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Basteinheit gewählt ist, und insbesondere mit einem Winkel oder Winkelbereich von 1 0° bis 30° zur Längserstreckung des Pflanzenstängels oder der Basteinheit und insbesondere in einem Winkel von 80° - 100° zum ersten Hochgeschwindigkeitsstrahl einwirkenden Abfuhr- oder Spülstrahl einer Düse, insbesondere Flachsstrahldüse oder Spüldüse.
Mit besonderem Vorteil handelt es sich um einen Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl. Mit besonderem Vorteil enthält der Hochgeschwindigkeitsstrahl Wasser oder Wasserdampf. Mit besonderem Vorteil handelt es sich um einen Hoch- geschwindigkeitswasserstrahl. Mit besonderem Vorteil weist der Hochgeschwindigkeitsstrahl eine Temperatur von mindestens 40°C, insbesondere mindestens 70°C auf.
Besonders bevorzugt wird es, pro Länge des Pflanzenstängels in Zentimetern eine Wassermenge von 0, 1 bis 4 cm3 als Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl einzusetzen.
Bevorzugt wird es, wenn der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl eine zweite Geschwindigkeit des Wassers im Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere am Ort des Kontaktes mit dem Pflanzenstängel, von mehr als 30 m pro Sekunde, insbesondere von mehr als 50 m pro Sekunde, bevorzugt von mehr als 100 m pro Sekunde aufweist.
Der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl weist insbesondere einen Öffnungswinkel von zumindest in einer Raumrichtung weniger als 30° auf, insbesondere von weniger als 1 0° , insbesondere in der Richtung des Radius des Pflanzenstängels. Der Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl weist insbesondere am Ort des Kontaktes mit dem Pflanzenstängel eine Abmessung im Querschnitt von zumindest in einer Richtung senkrecht zur zweiten Geschwindigkeit von weniger als 3 mm, insbesondere weniger als 1 mm auf, insbesondere in der Richtung parallel zum Radius des Pflanzenstängels. Dafür ist es ausreichend den kleinsten Querschnitt, der von 90% des Wassers des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls durchtreten wird, zu betrachten. Ist der Querschnitt, wie bevorzugt, gebogen, ist als Ausdehnung in radialer Richtung der Abstand der Querschnittsbegrenzungen auf einem nach außen verlängerten Radius des Pflanzenstängels zu betrachten.
Besonders bevorzugt wird eine erste Geschwindigkeit von 5 bis 1 5 cm/s
Mit besonderem Vorteil und zur besonders hochwertigen Gewinnung von Fasern wird es bevorzugt, mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen einzusetzen und/oder den mindestens einen Pflanzenstängel oder die Einheit mehrmals, insbesondere mindestens zweimal mit dem Hochdruckwasserstrahl zu behandeln.
Im ersten Fall weisen die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen ein Winkel von mindestens 90°, insbesondere von mindestens 1 20° zwischen ihren zweiten Geschwindigkeiten auf. Somit kann der Pflanzenstängel in unterschiedlichen Seiten mit den Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen behandelt werden. Es ist auch denkbar, mehr als zwei Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen einzusetzen. Hier muss mindestens zwischen zweier dieser Hochgeschwindigkeitsstrahlen ein Winkel von mindestens 90° , insbesondere von mindestens 1 20° , zwischen ihren zweiten Geschwindigkeiten ausgebildet sein.
Insbesondere wird es bevorzugt, drei Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen mit einem eingeschlossenen Winkel zwischen deren zweiten Geschwindigkeiten von jeweils 1 20° zu verwenden, oder vier Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen einzusetzen, die einen Winkel von jeweils 90° zwischen ihren zweiten Geschwindigkeiten aufweisen. Auch ist es möglich zwei Hochgeschwindig- keitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen einzusetzen, deren Winkel zwischen den zweiten Geschwindigkeiten insbesondere mit 1 80° gewählt wird .
Dabei kann die Behandlung gleichzeitig, nacheinander und/oder zeitlich überschneidend erfolgen. Sie kann dabei auch an der gleichen Position in Längsrichtung des Pflanzenstängels aber an unterschiedlichen Punkten des Umfangs erfolgen. Bevorzugt wird es jedoch, die Behandlung an leicht gegeneinander versetzten Punkten in Längsrichtung, insbesondere um 1 bis 1 5 mm versetzten Punkten in Längsrichtung zeitlich überschneidend vorzunehmen. Dabei wir die zeitliche Überschneidung möglichst groß gewählt. Insbesondere wird es bevorzugt, die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen so auszurichten, dass sie einen an Ihnen vorbei geführten Pflanzenstängel in den genannten Abständen bearbeiten und die Bearbeitung jeweils stattfindet, während der Pflanzenstängel den jeweiligen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl passiert.
In der zweiten Ausgestaltung wird der Pflanzenstängel mehrfach durch den gleichen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und zwischen diesen Behandlungen um seine Längsachse rotiert. Dabei wird insbesondere eine Rotierung von mindestens 90°, insbesondere von 1 20° bevorzugt. Finden mehr als zwei Passagen statt, muss insgesamt die Rotation die genannten Winkelmaße erreichen. So wird es bevorzugt, bei einer zweifachen Passage eine Rotation um 1 80° durchzuführen, bei dreifacher Passage um 1 20° , bei vierfacher Passage um 90° usw. Somit wird in der Summe um 360° gedreht.
Mit besonderem Vorteil wird der Pflanzenstängel an mindestens 1 80° seines Umfanges mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl o- der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt. Dies kann durch verschiedene Segmente über den Kreisbogen erreicht werden, die zusammen 1 80° ergeben oder an einem zusammenhängenden Kreisbogenabschnitt, also einem halbkreisförmigen Abschnitt, erfolgen. Bevorzugt wird aber eine Aufteilung in mehrere Segmente, die zusammen mindestens 1 80° ergeben. Also wird es beispielsweise bevorzugt, mindestens drei oder vier Segmente vorzusehen, die zusammen 1 80° ergeben, und insbesondere gleich verteilt und jeweils einen gleichgroßen Kreisbogenabschnitt überdeckend angeordnet sind .
Bevorzugt wird aber zur besonders vollständigen Gewinnung von Fasern und reiner Fasern ein Abdecken des Umfanges des Pflanzenstängels über mindestens 270° .
Besonders bevorzugt wird es, wenn der Pflanzenstängel oder die Einheit zumindest zeitweise während der Behandlung mit dem mindestens einen Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere während der gesamten Zeit der Behandlung mit den mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl geführt und/oder gehalten wird. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den mindestens einen Pflanzenstängel oder die Einheit einzeln zu führen und/oder zu halten oder einen Abstand, insbesondere quer zur Längserstreckung der Pflanzenstängel bzw. Einheiten, zwischen mehreren gehaltenen Pflanzen- stängeln oder Einheiten vorzusehen. Insbesondere wird ein Halten und/oder Führen von mindestens zwei Seiten und insbesondere eine Fixierung in alle drei Raumrichtung, beispielsweise durch Andrücken von Gittern und/oder Sieben von zwei Seiten bevorzugt.
Ein Führen oder Halten, ob einzeln oder in Scharen, kann beispielsweise über Greifer, seitliche Begrenzungen, Einklemmen, beispielsweise zwischen mehreren Fördermitteln oder über Rollen erreicht werden.
So kann beispielsweise ein Stängel durch einen Greifer ergriffen und der Behandlung unterzogen werden. Auch ist es denkbar, dass ein Pflanzenstängel durch zwei oder mehrere Rollen gehalten und geführt, insbesondere in seiner Längsrichtung transportiert wird und dabei der Behandlung unterzogen wird. So können beispielsweise zwei oder drei Rollen eingesetzt werden, die so angeordnet sind, dass sie einen zwischen ihnen platzierten Pflanzenstängel durch Rotation der Rollen fördern können. Dabei werden die Rollen vorteilhafterweise an den Pflanzenstängel angepresst und halten ihn so sicher. Durch die Bewegung der Rollen oder des Greifers oder der Fördermittel kann die erste Geschwindigkeit oder ein Teil der ersten Geschwindigkeit erzielt werden. Auch ist es möglich, Pflanzenstängel in entsprechende Begrenzungen, insbesondere seitliche Begrenzungselemente einzulegen. So kann beispielsweise eine Vielzahl von Erhebungen, die parallel verlaufen, entsprechende Rillen ausbilden, in die die Pflanzenstängel eingelegt werden. Diese können auch ganz oder teilweise, insbesondere seitlich, gegen den Pflanzenstängel gedrückt werden, um ihn zu halten. Diese Rillen können auch weitere Begrenzungen aufweisen, die insbesondere senkrecht zu den Rillen verlaufen und ein Verrutschen der Pflanzenstängel in Richtung der Rillen verhindern. Auch kann durch entsprechende Aufpressmittel, die auf eine Unterlage aufgelegte Pflanzenstängel wirken aufgepresst werden und so beispielsweise eine Viel- zahl von Pflanzenstängeln auf einer Fläche fixiert werden. Eine solche Fläche o- der Unterlage kann auch ein Förderband darstellen, auf dem die Pflanzenstängel aufgepresst und fixiert bewegt werden können. Eine Fixierung oder ein Halten kann beispielsweise durch lang gestreckte Elemente, beispielsweise Leisten oder Stäbe oder Rohre, die quer zu den Längserstreckungen der Pflanzenstängel aufgedrückt werden erfolgen. Diese weisen in Richtung der Längserstreckung der Pflanzenstängel insbesondere eine Ausdehnung von weniger als 50 mm, insbesondere weniger als 10 mm, auf. Auch ist es möglich, kleinere Aufpresselemente vorzusehen, die beispielsweise L- oder U-förmig ausgebildet sind, um damit Pflanzenstängel, auch einzeln, auf eine Fläche anzupressen und entsprechend zu halten. Diese Fläche kann wiederum ein Förderelement sein. Auch ist es möglich, durch Anpressen von Fördermitteln oder Haltemitteln, wie Gittern oder Sieben, von zwei Seiten, beispielsweise durch Förderbänder, die insbesondere Aussparungen aufweisen, ein Einklemmen der Pflanzenstängel zu erreichen. Werden mehrere Pflanzenstängel oder Einheiten während der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl gehalten, ergriffen, geführt und/oder transportiert, so werden diese insbesondere in eine gemeinsame Längsrichtung ausgerichtet, bevor sie entsprechend gehalten oder fixiert werden.
Mit besonderem Vorteil wird so eine Vielzahl parallel gelegter Pflanzenstängel oder Einheiten, insbesondere auf einem Förderband, insbesondere gehalten, mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere zeitgleich behandelt.
In einer Ausgestaltung wird es bevorzugt, jeden Pflanzenstängel oder jede Basteinheit einzeln zu greifen und/oder zu führen. Hier wird beispielsweise eine Führung über entsprechende Rollen bevorzugt.
Dem steht es nicht entgegen, zeitlich mehrere Pflanzenstängel jeweils einzeln zu führen und zeitgleich mit jeweils mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüs- sigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zu behandeln.
Mit besonderem Vorteil wird für eine ausreichende Abfuhr der durch den Hochgeschwindigkeitsstrahl zugeführten Flüssigkeit oder Gases gesorgt. Diese ist ins- besondere dann ausreichend, wenn sich Flüssigkeit oder Gas nicht derart staut, dass der Pflanzenstängel oder die Einheit und/oder deren Bestandteile aufschwimmen oder vollständig umgeben werden und/oder der Hochgeschwindigkeitsstrahl wesentlich gebremst und/oder beeinflusst wird.
Dies kann beispielsweise durch Vorsehen von Sieben oder Gittern als Auflage und/oder Haltemitteln oder durch freies Führen des Stängels oder der Einheit am Ort der Hochgeschwindigkeitsstrahlbehandlung erfolgen. Bevorzugt wird es bei der Behandlung von mehreren nebeneinander und/oder übereinander liegender Pflanzenstängel oder Einheiten, für eine geringe Schichtdicke, insbesondere einlagig, und insbesondere einen Abstand zwischen den Pflanzenstängeln oder Einheiten zu sorgen. Besonders bevorzugt wird das Anlegen eines Unterdrucks unter den genannten Sieben, durch entsprechende Vorrichtungen, um den Abtransport der Flüssigkeit über das durch die Schwerkraft bedingte Maß hinaus zu fördern.
Besonders bevorzug wird es, insbesondere bei der Verarbeitung von Nesseln, einen Abfuhr- oder Spülstrahl und/oder eine Abfuhr- oder Spülströmung, insbesondere Abfuhrflüssigkeits- oder Abfuhrgasstrahl und/oder -Strömung, insbesondere ebenfalls in der Form eines Hochgeschwindigkeitsstrahls, vorzusehen, der die in der Rinde angelösten und/oder abgelösten Bestandteile des Pflanzenstän- gels abführt. Dieser Abfuhrstrahl oder diese Abfuhrströmung weisen dabei insbesondere eine Richtung auf, die mit der Längserstreckung des Pflanzenstängels übereinstimmt oder mit dieser einen Winkel von -25 ° bis 25 °, vorzugsweise - 10° bis + 1 0° einschließt. Dieser Abfuhrstrahl oder diese Abfuhrströmung weisen dabei insbesondere einen Winkel zum mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl von 40° bis 90° auf. Insbesondere wird der Pflanzenstängel bzw. die Basteinheit parallel zur Längsterstreckung und entgegen dem Abfuhr- oder Spülstrahl und/oder eine Abfuhr- oder Spülströmung bewegt.
Mit besonderem Vorteil beinhaltet das Verfahren einen Voraufschluss der Pflanzenstängel vor der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl und/oder einen Nachauf- schluss, insbesondere unter Verwendung von, insbesondere ausschließlich von, Pektinasen und Hemicellulasen als solche oder von diese bildenden Mikroorganismen und/oder ein Waschen der behandelten Fasern. Ein Voraufschluss kann beispielsweise durch eine Wasserröste und/oder Einweichen in Wasser durchgeführt werden.
Ein Waschen erfolgt vorteilhafterweise bei mindestens 50 °C, insbesondere mindestens 60 °C mit Wasser, ggf. unter Zusatz weiterer Bestandteile wie beispielsweise Seifenkrautextrakt. In einer anderen Ausgestaltung wird es jedoch bevorzugt, allein Wasser zum Waschen zu verwenden.
Mit besonderem Vorteil findet nach der Behandlung mit dem Hochgeschwindig- keitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, nach dem Nachauf- schluss und/oder nach dem Waschen eine Sortierung der gewonnenen Fasern in verschiedene Längengruppierungen statt. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erzielt werden. Denkbar ist beispielsweise eine Auftrennung durch
Schwerkraftauftrennung in einem entsprechenden Bad oder eine Auftrennung in einem Bad, bei dem am Untergrund Gase eingeblasen werden, die eine unterschiedliche Höhenlage der Fasern je nach Länge im Bad bewirken. Hier kann beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid eingeblasen werden. Auch das Einbläser« von Luft ist denkbar. Die dann nach Höhen sortierten Fasern werden entsprechend abgeschöpft.
Auch ist es möglich, mit Nadelbrettern oder Nadelförderern eine Sortierung zu erreichen. So können beispielsweise eine oder mehrere mit Nadeln oder dünnen länglichen Elementen bestückte aufwärts, insbesondere schräg aufwärts, insbesondere in einem Winkel von 30-70° gegen die Horizontale, bewegte Fördervorrichtungen vorgesehen werden, die mit einer Flüssigkeit entgegen der Förderrichtung gespült werden und insbesondere aus einem Bad mit den Fasern fördern. Je nach Spülstärke, Förderneigung und Durchmesser der länglichen dünnen Elemente ergibt sich so eine unterschiedliche Affinität verschiedener Fasern trotz des Gegenspülens an den länglichen dünnen Elementen zu verharren und so transportiert zu werden. So können durch unterschiedliche Durchmesser der länglichen dünnen Elemente unterschiedliche Faserlängen aus einem entsprechenden Bad entnommen werden. Dabei werden insbesondere zunächst, insbesondere in zeitlicher Hinsicht oder in Hinsicht auf den Strömungsweg der Fasern, längere Fasern entnommen und nach und nach Fasern mit kürzeren Längen durch längliche Elemente mit geringeren Durchmessern entnommen. Dabei sind die Längsachsen der dünnen länglichen Elemente insbesondere senkrecht zur Förderrichtung des Fördermittels ausgerichtet oder weisen zu dieser insbesondere einen Winkel von mindestens 60° und maximal 1 20° auf.
Mit besonderem Vorteil wird das in den verschiedenen Stufen Voraufschluss, Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl , Nachaufschluss und Waschung bzw. Sortierung verwendete Wasser erneut verwendet, und zwar in der Art, dass Wasser aus den späteren Verfahrensschritten, ggf. nach entsprechender Aufbereitung, wie beispielsweise Filtrierung, in den vorgelagerten Verfahrensschritten für weitere Pflanzenstängel erneut verwendet wird . Das durch den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zum Schälen verwendete Wasser wird insbesondere gesiebt und ggf. gefiltert. Auch ist es denkbar eine Trommel vorzusehen, innerhalb derer die Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl erfolgt und die insbesondere um die Längserstreckung des Pflanzenstängels rotiert und die zum Auffangen von Rindenbestandteilen genutzt wird. Diese Trommel kann beispielsweise mit Unterdruck beaufschlagt werden, um die abgelösten Rindenbestandteile aufzufangen und zu halten und kann zum Entladen der Trommel, insbesondere in einem dafür vorgesehenen Abschnitt des Umfangs, durch den die Trommel hindurch rotiert, beispielsweise der Unterdruck entfernt und/oder die Trommel mit Überdruck beaufschlagt werden, um die an der Trommel gehaltenen Bestandteile abzunehmen.
Insbesondere werden die gewonnen, insbesondere gewaschenen, Fasern gekocht und/oder gebleicht.
Mit besonderem Vorteil weist das Verfahren auch den Schritt der Erzeugung von Biogas auf. Diese werden zunächst durch die dort üblicherweise vorhandene Population an Mikroorganismen in den gegen die Atmosphäre verschlossenen Be- hältern für Vor- und/oder Nachaufschluss erzeugt. Daneben werden insbesondere durch Nutzung der Flüssigkeit oder des Gases des Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls bzw. der in diesem gelösten und/oder suspendierten Biomasse und deren Einleitung in den Vor- und/oder Nachaufschlussbehälter die Biogaserzeugung gefördert. Auch ist es möglich, die beim Filtern im Zuge der Wasseraufbereitung anfallenden Stoffe zur Gewinnung von Biogas zu nutzen. Feststoffe, die beispielsweise ebenfalls an den Filtern zur Wasseraufbereitung oder beim Schälen anfallen oder schon bei der Entblätterung entstehen, können ebenfalls zur Gewinnung von Biogas benutzt werden. Sie können aber auch getrocknet, insbesondere gepresst und pelletiert als Brennstoff, Futtermittel oder Dünger eingesetzt werden.
Dadurch erhält das Verfahren eine besonders positive Energie- und Ökobilanz.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch die Verwendung mindestens eines Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls zur Gewinnung von Pflanzenfasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus mindestens einer vom Holz getrennten Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula, dadurch gekennzeichnet dass der Pflanzenstängel oder die Einheit aus Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula durch Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls aufgetrennt wird und der mindestens eine Pflanzenstängel oder die mindestens eine Einheit umfassend Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweisen und/oder Pflanzenleime, insbesondere das Pektin und die Hemicellulosen, des Pflanzenstängels oder der Einheit von Pflanzenbast bei Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl gequollen vorliegt. Dabei lassen sich die bezüglich des Verfahren geschilderten Merkmale und Vorteile entsprechend übertragen.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Vorrichtung zur Gewinnung von Pflanzenfasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus mindestens einer vom Holz getrennten Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula, dadurch ge- kennzeichnet dass eine Halterung und/oder Führung für mindestens einen Pflanzenstängel oder mindestens eine von Holz getrennten Einheit umfassend Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula und eine Vorrichtung zur Behandlung mindestens eines in der Halterung und/oder Führung aufgenommen Pflanzenstängel und/oder von Holz getrennten Einheit umfassend Pflanzenbast mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl.
Dabei ist die Vorrichtung insbesondere eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch lassen sich die in Bezug auf das Verfahren geschilderten Merkmale vorrichtungsgemäß übertragen, insbesondere durch Vorsehen entsprechender Vorrichtungen zur Hochgeschwindigkeitsstrahlerzeugung, Abfuhrstrahl- oder Abfuhrströmungerzeugung und/oder zum Halten und/oder Führen des Stängels oder der Einheit, durch Vorrichtungen, insbesondere Bäder zum Voraufschluss und/oder Röste und insbesondere Mittel zum Transport von diesen zur Hochgeschwindigkeitsbehandlung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen sollen anhand der schematischen Figuren exemplarisch beschrieben werden. Dabei zeigen die Figuren:
Fig. 1 : einen Handarbeitsstand zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2: eine Anordnung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens an mehreren beabstandet gelagerten Pflanzenstängel.
Zu erkennen ist in Fig. 1 ein U-Profil 1 , das im unteren Bereich eine schlitzförmige Öffnung 3 aufweist. In dieser Öffnung angeordnet ist eine Flachstrahldüse 4, die so angeordnet ist, dass ihr Hochgeschwindigkeitswasserstrahl mit seiner breiten Erstreckung parallel zum Boden des U-Profils angeordnet ist und mit seiner Strahlrichtung einen Winkel von 10° zu Längsrichtung eines geraden und in das U-Profil 1 in Längsrichtung eingelegten Pflanzenstängels 2 einschließt.
Des Weiteren zu erkennen ist eine weitere Düse 5, die einen rotierenden Hochgeschwindigkeitswasserstrahl erzeugt, der mit seiner Strahlrichtung einen Win- kelbereich von 30° bis 95 ° zur Längserstreckung des eingelegten Pflanzenstän- gels 2 abdeckt.
Des Weiteren zu erkennen ist eine dritte Düse 6, die einen Flachstrahl- Hochgeschwindigkeitswasserstrahl erzeugt, der mit seiner Strahlrichtung einen Winkel von 75 ° zur Längserstreckung des eingelegten Pflanzenstängels 2 einschließt und mit seiner breiten Erstreckung parallel zum ersten Flachstrahl angeordnet ist.
Der Pflanzenstängel 2 kann vom Benutzer in das U-Profil 1 eingelegt und in Richtung links oben gezogen werden. Dabei lösen die Strahlen der oberhalb angeordneten Düsen Rinde mitsamt den Fasern ab. Der Strahl der unterhalb angeordneten Düse 3 unterstützt den Abtransport der ab- und/oder angelösten Bestandteile. Zum Abtransport dieser Bestandteile und des Wassers ist das U-Profil 1 mit seiner Längserstreckung gegen die Horizontale geneigt.
Der Benutzer kann sodann den Pflanzenstängel 2 wieder in Richtung rechts unten zurückführen und drehen und erneut zum Schälen, insbesondere an einer anderen Seite nach oben links ziehen.
Alternativ und/oder anschließend kann der Benutzer den Pflanzenstängel 2 umdrehen und wie oben beschrieben an der zuvor nicht behandelten Seite abschälen.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf ein Sieb 7, auf dass weitgehend parallel und von einander beabstandet Pflanzenstängel 9 aufgelegt sind, die mit einem Balken 8, der auf sie angepresst ist, gehalten sind. Zu erkennen sind des Weiteren zwei Flachstrahldüsen 10, die jeweils einen breiten Hochgeschwindigkeitswasserstrahl abgeben und von innen nach außen vom Balken 8 weg bewegt werden. So schälen sie den Pflanzenstängel 2. Das Wasser kann durch das Sieb 7 entweichen. Je nach Ausbildung des Siebes 7 kann das abgelöste Material vollständig oder zum Teil ebenfalls durch das Sieb 7 entweichen. Anderenfalls kann es in einem weiteren Arbeitsgang, insbesondere getrennt von den verbleibenden Stängeln, vom Sieb 7 entfernt werden. Die Fixierung der voneinander beabstandeten Pflanzenstängel 9 gewährleistet, dass sich die Pflanzenstängel 9 nicht überlagern und dem Hochgeschwindigkeitswasserstrahl nicht ausweichen können.
Die verbleibenden Stängel können anschließend an einer anderen Stelle geklemmt und erneut mit einem Hochgeschwindigkeitswasserstrahl, insbesondere an der Stelle der ersten Klemmung, zum Schälen bearbeitet werden.
Anschließend und/oder alternativ können die Stängel gewendet und erneut von einer anderen Seite zum Schälen mit einem oder mehreren Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen bearbeitet werden, insbesondere wie oben beschrieben.
Mit besonderem Vorteil werden die durch diese Erfindung gewonnen Fasern unmittelbar oder unter Zwischenschaltung weiterer Behandlungen, wie Waschen, Sortieren zum Beispiel nach Faserlängen, Reinigen, Bleichen, Färben und/oder Bandbildung mit dem nachfolgenden Verfahren behandelt, dass auch eine eigenständige Erfindung darstellt und eigenständig zum Beispiel mit anders gewonnen Fasern oder Faserbändern umgesetzt werden kann.
Prinzipiell ist es auch bekannt, die gewonnenen Fasern anschließend zu waschen und von Fremdbestandteilen zu befreien. Dies geschieht teilweise durch Besprühen mit durch Druck durch Düsen gedrücktes Wasser, wie beispielsweise aus der DE 1 97 03 634.
Auch ist es bekannt, die Fasern zu kämmen und dadurch ebenfalls zu reinigen. Ebenfalls ist es bekannt, die Fasern zu doublieren und/oder zu verstrecken. Dies erfolgt trocken und in der Regel nachdem die Fasern zu einem Karden-, Krempelband oder Kammzug verarbeitet wurden. Auch ist es bekannt, die Fasern, insbesondere in Form eines Bandes, zu Kochen und/oder Bleichen und dabei, beispielsweise durch eine entsprechende Strömung, beispielsweise in einem
Kochapparat weiter zu reinigen und aufzuhellen.
Dem Verstrecken und Verspinnen ist das durch die Eigenschaften der technischen Fasern gegeben Verhältnis zwischen Länge und Dicke der technischen Fasern eine Grenze gesetzt. Auch Verbrauchen die zum Kämmen verwendeten Ma- schinen vergleichsweise viel Energie. Darüber hinaus wird auch zur ggfs. vorgeschalteten Trocknung erhebliche Energie aufgewendet.
Die Aufgabe der weiteren Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren anzugeben, das den herkömmlichen überlegen ist und bei möglichst weniger Energieeinsatz eine überlegene Reinigung ermöglicht und/oder es erlaubt das Verhältnis zwischen Länge und Dicke der technischen Fasern zu vergrößern.
Somit ist es insbesondere Ziel des Verfahrens aus entsprechenden Pflanzenfasern Fasern zu gewinnen, die gereinigt und spinnbar sind und somit insbesondere ein entsprechendes Garn bereitzustellen. Insbesondere wird dabei auch das Verhältnis von Länge zu Dicke der technischen Fasern vergrößert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, eine Verwendung und eine Vorrichtung
Gemäß dieser weiteren Erfindung werden Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht bearbeitet, insbesondere gereinigt, verfeinert und/oder ausgerichtet.
Der Hochgeschwindigkeitsstrahl (Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl) bewirkt dabei insbesondere verschiedene, teilweise ineinander übergehende Effekte: a. Lösen von wasserlöslichen (kurzkettigen) Zuckern und/oder b. Lösen von Pektinen und/oder c. Suspendieren von Pektinen durch hydromechanische Wirkung und/oder d . Zerstörung der Verbindung Cellulose/Hemicellulose durch hydromechanische Wirkung und insbesondere Suspendierung der Hemicellulose. e. Ausspülen von Verunreinigungen In Bezug auf das Lösen wasserlöslicher Zucker bewirkt der Hochgeschwindigkeitsstrahl insbesondere für die Zuführung von Flüssigkeit, dessen Löslichkeits- produkt hinsichtlich der betreffenden Verbindung noch nicht erreicht ist. Hinzu kommt der Einfluss der Temperatur: Je wärmer das Lösungsmittel, desto höher das Löslichkeitsprodukt.
In Bezug auf das Lösen von Pektinen, was insbesondere bei der Verwendung von warmer/heißer Flüssigkeit oder heißem Gas auftritt, insbesondere von über 50°C, insbesondere über 70°C, das die hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit /des Gases, insbesondere unmittelbar nach Auftreffen auf das Pflanzenmaterial, verbunden mit der mechanischen Scher- und Friktionswirkung die Lösung von Pektinen.
Bei der Behandlung mit einer Relativgeschwindigkeit zwischen Hochgeschwindigkeitsstrahl und Längserstreckung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, und/oder Transportrichtung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, erhöht sich der Effekt, da der Hochgeschwindigkeitsstrahl zunächst nur einen Anfang der Auftrennung schaffen muss und sich anschließend im weiteren Verlauf, insbesondere in Längsrichtung der Pflanzenfaser eine einfachere fortlaufende Auftrennung ermöglicht bzw. ein gewisser Teil nicht vom Pektin befreit werden muss um sich abtrennen und/oder lösen zu lassen.
In Bezug auf das Suspendieren von Pektinen durch hydromechanische Wirkung werden insbesondere durch Scherung und/oder Friktion gelartige Pektine herausgeschlagen und in der Flüssigkeit oder dem Gas suspendiert bzw. von diesem mitgerissen.
In Bezug auf die Zerstörung der Cutikula durch Desintegration des Zellverbandes so wie Zerstörung der Verbindung Cellulose/Hemicellulose durch hydromechanische Wirkung und insbesondere nachfolgende Suspendierung der Cutikula sowie der Hemicellulose bewirkt der Hochgeschwindigkeitsstrahl insbesondere hydro- mechanisches Zerreißen von Zell- und Faserstrukturen durch Scherung, Friktion und durch von Haftreibung bedingten Zugkräfte. Die dabei entstandenen Bruch- stücke von Zellen und Fasern werden suspendiert und können von der Fasermasse getrennt werden.
Durch solche Effekte können die durch Elementarfasern gebildeten technischen Fasern teilweise aufgeschlossen und kann eine Veränderung der Eigenschaften der technischen Fasern dahin bewirkt werden, dass ihr Verhältnis von Länge zu Dicke erhöht wird, damit ihre spezifische Oberfläche anwächst und insbesondere Ihre Anzahl erhöht wird.
Durch das Bearbeiten, beispielsweise Kämmen oder Behandeln mit einem weiteren Hochgeschwindigkeitsstrahl, im feuchten Zustand können nicht nur angelöste Verunreinigungen effektiv und effizient ausgeschieden werden, sondern kann auch eine positive Veränderung der geometrischen Eigenschaften der technischen Fasern besonders ausgeprägt realisiert werden, insbesondere wenn beim Bearbeiten, beispielsweise Kämmen, verstreckende Kräfte eingebracht werden.
Bei den Pflanzenfasern handelt es sich insbesondere um bereits aufgeschlossene Pflanzenfasern und/oder weitgehend von Holzbestandteilen und/oder anderen Verunreinigungen, wie Rindenbestandteile, abgelöste und/oder befreite Pflanzenfasern auf. Dabei sind sie insbesondere von mindestens 40%, insbesondere mindestens 70%, der ursprünglich im Pflanzenstängel prozentual auf sie entfallenden Verunreinigungen oder Fremdbestandteile, wie verholzte Bestandteile oder Rindenbestandteile, bereits befreit. Insbesondere weisen sie maximal 20 Gewichtsprozent Verunreinigungen oder Fremdbestandteile, wie verholzte Bestandteile oder Rindenbestandteile auf.
Die Pflanzenfasern stammen dabei insbesondere zumindest teilweise, insbesondere vollständig von Pflanzen der Gruppe der Eurosiden I, insbesondere von Hanf- und/oder Nesselgewächsen, insbesondere bevorzugt werden Nessel, Ramie, Hanf, Flachs, Jute und Kenaf.
Insbesondere erfolgt das Bearbeiten, insbesondere Reinigen, Ausrichten und/oder Verfeinern, insbesondere durch Kämmen, im feuchten Zustand unmittelbar nach der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl, zumindest innerhalb von maximal 48 Stunden.
Dabei wird das Bearbeiten, insbesondere Reinigen, Ausrichten und/oder Verfeinern, insbesondere durch Kämmen insbesondere so durchgeführt, dass dabei eine Verstreckung der Pflanzenfasern, insbesondere in Form eines Karden-, Krempelbandes oder Kammzugs vorliegend, erfolgt. Dies wird insbesondere durch das Klemmen und Transportieren der Fasern zwischen zwei rotierenden Walzen und/oder Rollen und das anschließende Kämmen erreicht, wobei die Geschwindigkeit der Vorrichtungen zum Kämmen oder deren Kämme von der Fördergeschwindigkeit durch die rotierenden Walzen und/oder Rollen abweicht, insbesondere höher ist.
Die Vorrichtung zum Kämmen kann dabei insbesondere durch rotierende Walzen und/oder Rollen gebildet werden, die mit Nägel, Nadeln, Stacheln, Stäben und/oder Harken besetzt sind und die so angeordnet sind, und mit einer solchen Geschwindigkeit rotieren, dass die Nägel, Nadeln, Stacheln, Stäben und/oder Harken kämmend durch die Pflanzenfasern, insbesondere in Form eines Bandes, geführt werden. Dabei wird dann die Umfangsgeschwindigkeit der besetzten Walzen und/oder Rollen anders gewählt als die im Transport vor ihr angeordneten rotierenden und klemmenden Walzen und/oder Rollen.
Beim Vorsehen mehrerer solcher Kombinationen aus klemmenden und besetzten Rollen und/oder Walzen, auch als Karden bekannt, hintereinander wird insbesondere die Transportgeschwindigkeit von einer zur nächsten Karde erhöht und dadurch ein (weiteres) Verstrecken erreicht.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen den Karden eine Behandlung mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsstrahl erfolgt, bei der die technischen Fasern teilweise gelockert und/oder aufgeschlossen und/oder ihr Verhältnis von Länge zu Dicke erhöht wird. Durch die Verstreckung kann dann eine Vergrößerung des Verhältnisses von Länge zu Dicke in den teilweise gelockerten und/oder aufgeschlossenen Fasern erfolgen und/oder kann die Erhöhung dieses Verhältnisses zum Verstrecken genutzt werden. Mit besonderem Vorteil weisen die Pflanzenfasern vor der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25%, insbesondere mindestens 40% auf, da in diesem Zustand Pflanzenleime, insbesondere Pektin und Hemicellulosen, gequollen vorliegen und/oder liegen Pflanzenleime, insbesondere Pektin und Hemicellulosen, der Pflanzenfasern gequollen oder angequollen vor. Dies kann auch erreicht werden, wenn übermäßig feuchte Pflanzenfasern, beispielsweise solche mit einem hohen Anteil an Haftwasser, kurz oder unmittelbar vor der Behandlung insbesondere oberflächlich, von diesem Haftwasser befreit werden, beispielsweise durch Ausquetschen. Dadurch wird zwar der Feuchtigkeitsgehalt reduziert, den Pflanzenleimen wird dadurch jedoch nicht in erheblichem Maß Feuchtigkeit entzogen. Das Trocknen muss somit derart gestaltet sein, dass auch danach gequollene Pflanzenleime vorliegen. Insbesondere in einem solchen, feuchten und/oder gequollenen Zustand lassen sich die Vorteile der Erfindung effektiv nutzen und es kann ein Aufschluss und insbesondere eine zumindest teilweise Separierung von Pflanzenfasern besonders effektiv und effizient erfolgen. Dabei kann mit vergleichsweise wenig Flüssigkeit und/oder Gas im Hochgeschwindigkeitsstrahl eine beachtliche Wirkung erzielt werden. Auch der Energieeinsatz ist, insbesondere bei Einsatz eines Flüssigkeitsstrahls, gering .
Insbesondere wenn auch die Gewinnung der Pflanzenfasern aus Stängeln im feuchten Zustand erfolgt, kann auch auf eine zwischenzeitliche Trocknung, beispielsweise nach einem feuchten Voraufschluss oder einer Wasserröste, verzichtet werden.
Insbesondere wird es bevorzugt wenn alle oder 80%, zumindest 50%, der Pektine und Hemicellulosen bei Begin der Behandlung gequollen vorliegen.
Ein für die Erfindung besonders geeigneter Zustand kann insbesondere bei aus frischen oder gründen Pflanzenstängeln ohne Trocknung gewonnen Pflanzenfasern und/oder bei in Flüssigkeit, insbesondere Wasser, insbesondere in Anwesenheit von Mikroorganismen, voraufgeschlossenen und/oder eingeweichten Pflanzenfasern vorliegen. Bevorzugt werden die Pflanzenfasern vor der Behandlung, insbesondere nach der Abtrennung von hölzernen Bestandteilen und insbesondere nach einer ersten Reinigung, einer Wasserröste oder einem feuchten oder nassen Voraufschluss unterzogen und zwischen der Wasserröste bzw. dem Voraufschluss und dem Beginn der Behandlung nicht getrocknet, insbesondere zumindest nicht so getrocknet, dass Pflanzenleime signifikant, insbesondere nicht mehr als um 50%, entquellen. Es kann jedoch eine Entfernung der nicht in Pflanzenleimen gebundenen Flüssigkeit, beispielsweise durch Abpressen erfolgen. Die Wasserröste oder der Voraufschluss können kalt oder warm erfolgen.
Bevorzugt weist der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl eine Geschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Gases im Hoch- geschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere am Ort des Kontaktes mit den Pflanzenfasern von mehr als 20 m/s, insbesondere von mehr als 30 m/s, insbesondere von mehr als 50 m/s, auf.
Mit besonderem Vorteil wird der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch Durchführen eines unter mindestens mindestens 1 5 bar, insbesondere mindestens 30 bar, insbesondere mindestens 50 bar Druck stehenden Wasservolumens durch eine Düse erzeugt. Dabei kann ein hoher Wasserdurchsatz einen geringen Druck und ein hoher Druck einen geringen Wasserdurchsatz kompensieren. Durch diese Düse wird insbesondere eine Querschnittsverjüngung des Flüssigkeitsvolumens, insbesondere um einen Faktor von 2 bis 20 erreicht. Dadurch lässt sich aus einem unter Druck stehenden Flüssigkeitsvolumen ein Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl erzeugen. Bei der Düse handelt es sich insbesondere um eine solche, die zumindest in eine Richtung eine lichte Weite bis 2 mm, insbesondere 1 ,5 mm aufweist. Die lichte Weite in eine Richtung liegt bevorzugt bei 0,01 bis 0,5 mm . Die Form der Düse kann dabei sowohl rechteckig als auch kreisrund oder oval ausgebildet sein oder eine andere Form aufweisen. Besonders bevorzugt wird es dabei beispielsweise eine Düse auszubilden, die einen Kreisbogenabschnitt als Grundform aufweist und in der radialen Richtung eine lichte Weite von 0,5 bis 1 ,5 mm aufweist. Besonders bevorzugt wird ein rotierender punktförmiger Wasserstrahl. Besonders bevorzugt werden Kombinationen von verschiedenen Düsentypen, beispielsweise die einer etwa senkrecht, zum Beispiel in einem Winkel von 70° bis 100° , auf das Faserband oder die Basteinheit wirkenden Düse, insbesondere Rotationsdüse, zusammen mit einer 20° - 40° quer zur Bewegungsrichtung der Pflanzenstängel abstrahlenden, jedoch in Bewegungsrichtung des Faserbandes oder der Basteinheit gerichteten Düse, insbesondere Flachstrahldüse.
Mit besonderem Vorteil handelt es sich um einen Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl. Mit besonderem Vorteil enthält der Hochgeschwindigkeitsstrahl Wasser oder Wasserdampf. Mit besonderem Vorteil handelt es sich um einen Hochgeschwindigkeitswasserstrahl. Mit besonderem Vorteil weist der Hochgeschwindigkeitsstrahl eine Temperatur von mindestens 40°C, insbesondere mindestens 70°C auf.
Besonders bevorzugt wird es, pro Gramm Pflanzenfaser oder verunreinigter Pflanzenfaser eine Flüssigkeits- oder Gasmenge von 10 bis 30 cm3 als Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl einzusetzen.
Bevorzugt wird es, wenn der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl eine zweite Geschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Gases im Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere am Ort des Kontaktes mit den Pflanzenfasern, von mehr als 30 m pro Sekunde, insbesondere von mehr als 50 m pro Sekunde, bevorzugt von mehr als 1 00 m pro Sekunde aufweist.
Der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl weist insbesondere einen Öffnungswinkel von zumindest in einer Raumrichtung weniger als 30° auf, insbesondere von weniger als 1 0° , insbesondere in der Richtung des Radius der Fasern bzw. des Faserbandes auf. Der Hochgeschwin- digkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl weist insbesondere am Ort des Kontaktes mit den Pflanzenfasern eine Abmessung im Querschnitt von zumindest in einer Richtung senkrecht zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Gases im Strahl von weniger als 3 mm, insbesondere weniger als 1 mm auf. Dafür ist es ausreichend den kleinsten Querschnitt, der von 90% der Flüssigkeit oder des Gases des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls durchtreten wird, zu betrachten. Mit besonderem Vorteil kann ein punktförmiger, mit hoher Rotationsfrequenz, beispielsweise mit 80 Rotationen je Sekunde, um die Mittelachse rotierender Hochgeschwindigkeitswasser- oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl eingesetzt werden.
Mit besonderem Vorteil werden die Pflanzenfasern vor, nach und/oder während, insbesondere vor, der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl parallelisiert oder liegen sie bei der Behandlung parallelisiert und/oder in einem Karden- oder Krempelband vor.
Dabei erfolgt die Parallelisierung insbesondere unter Verwendung mindestens eines Ausrichthochgeschwindigkeitsstrahl, für den insbesondere die in Bezug auf den mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl als vorteilhaft geschilderten Merkmale gelten. Dies kann beispielsweise durch ein Treiben der Fasern mit dem mindestens einen Ausrichthochgeschwindigkeitsstrahl, insbesondere Bergauf o- der in/über einen Bereich in dem die Flüssigkeits- und/oder Gasabfuhr gegenüber dem Bereich aus dem heraus getrieben wird, reduziert ist, erfolgen.
Mit besonderem Vorteil wird die Flüssigkeits- bzw. Gas/Flüssigkeitsabfuhr dadurch bewirkt, dass ein im Bereich des Auftreffens des Hochgeschwindigkeitsstrahls auf der von der Quelle des Hochgeschwindigkeitsstrahls abgelegenen Seite der Fasern oder des Bandes befindliches Sieb ein Unterdruck angelegt wird bzw. ist, der im zeitlichen Verlauf vorteilhaft moduliert ist bzw. wird .
Darüber hinaus wird das Vorsehen eines Muldeneinzugs, insbesondere in Form einer Mulde und einer darein greifenenden Walze und/oder Rolle, die die Fasern klemmend zwischen Mulde und Rolle und/oder Walze führt und einer Vorrichtung zum Abziehen aus und/oder von der Mulde und/oder Walze zur Führung und zum gleichmäßigen Vorlegen der Pflanzenfasern und zum (weiteren) Parallelisieren, insbesondere nach einer Parallelisierung mittels eines Ausrichthochgeschwindig- keitsstrahl, bevorzugt. Dadurch kann ein an sich bevorzugtes gleichmäßiges Vorlegen erzielt werden.
Mit besonderem Vorteil werden die Pflanzenfasern mehrfach mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend, insbesondere jeweils anschließend, feucht gekämmt Insbesondere werden die Pflanzenfasern von mindestens zwei Seiten mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend, insbesondere jeweils anschließend, feucht gekämmt. Dabei erfolgt insbesondere auch das Kämmen von unterschiedlichen Seiten.
Generell wird es bevorzugt, insbesondere bei nur einmaliger und/oder einseitiger Behandlung mit einem Hochgeschwindigkeitsstrahl, wenn die feuchten Fasern in einer Schicht mit einer Schichtdicke von weniger als 20mm, insbesondere von weniger als 1 0mm mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl behandelt werden. Mit besonderem Verfahren werden Pflanzenfasern feucht verstreckt und/oder doubliert. Dabei erfolgt das Verstrecken vorteilhafterweise zumindest auch teilweise durch Kämmen.
Vorteilhafterweise wird die Flüssigkeit des mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl so abgeführt wird, dass sich kein Flüssigkeitsstau ergibt, der den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl beeinträchtigt oder der die Pflanzenfasern in ein Flüssigkeitsbett bettet oder der die Pflanzenfasern aufschwimmen lässt. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Abflussmöglichkeit, beispielsweise durch Auflage der Pflanzenfasern auf einem Gitter und/oder Sieb und/oder eine ausreichend dünne und/oder lockere Anordnung der Pflanzenfasern während der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl erfolgen. Besonders bevorzugt wird das Anlegen eines Unterdrucks unterhalb des o.g . Siebes/Gitters, welcher die Flüssigkeit aktiv abzieht. Mit besonderem Vorteil werden die Pflanzenfasern in einem Kardenband oder Krempelband beinhaltet mit dem mindestens Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt. In dieser Form ist eine Führung und Weiterverarbeitung besonders effizient.
Weiter wird es bevorzugt, wenn der Hochgeschwindigkeitsstrahls mit einem Winkel von 30° - 70° , insbesondere 40° - 60°, zwischen Längserstreckung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, und/oder Transportrichtung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, auf die Pflanzenfasern gerichtet wird .
Besonders bevorzugt wird es, wenn die Pflanzenfasern und der Hochgeschwin- digkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl relativ zueinander in Richtung der Längserstreckung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, und/oder in Transportrichtung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt werden.
Besonders bevorzugt wird es, einen Flachstrahl als Hochgeschwindigkeitsstrahl zu verwenden, der sich insbesondere die gesamte Breite des Faserbandes bzw. der Fasern erstreckt. Die den Hochgeschwindigkeitsstrahl ausbildende Düse wird insbesondere mit einer höheren Geschwindigkeit als die Fördergeschwindigkeit der Fasern parallel zu dieser hin und her bewegt, jedoch der Hochgeschwindigkeitsstrahl nur in den Zeitfenstern auf die Fasern bzw. das Faserband gerichtet oder dazu erzeugt, in denen sich die Geschwindigkeiten der Düse und der Förderung zu einer größeren Relativgeschwindigkeit positiv überlagern.
Somit werden entweder Pflanzenfasern und/oder das Band, in dem die Fasern vorliegen, oder der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl oder beide so bewegt, dass sie relativ zueinander bewegt werden. Von der ersten Geschwindigkeit ist die zweite Geschwindigkeit der Flüssigkeit und/oder Gases innerhalb des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls zu unterscheiden. Die zweite Geschwindigkeit stellt die Hochgeschwindigkeit dar. Der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl an sich wird aber, während die Gas oder Flüssigkeitsteilchen im Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl mit einer zweiten Geschwindigkeit innerhalb des Hoch- geschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls fortschreiten, mit einer ersten Geschwindigkeit relativ zu den Pflanzenfasern und/oder dem Band, in dem die Fasern vorliegen, bewegt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Pflanzenfasern und/oder das Band, in dem die Fasern vorliegen, relativ zu dem an sich ruhenden Hochgeschwindigkeitsflüs- sigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl bewegt werden. Die Relativbewegung oder erste Geschwindigkeit ist dabei insbesondere jene parallel zur Längserstreckung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen und/oder der Transportrichtung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen. Wird die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl beispielsweise durch eine entsprechende Düse erzeugt, kann beispielsweise die Düse ruhen und die Pflanzenfasern und/oder das Band, in dem die Fasern vorliegen, bewegt werden, insbesondere so, dass die/es zunächst auf den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zu bewegt wird, dann der Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch Bewegung der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, zumindest teilweise über die Länge der Pflanzenfasern und/oder des Bandes, in dem die Fasern vorliegen, streicht und insbesondere die Pflanzenfasern und/oder das Band, in dem die Fasern vorliegen, sodann auf der anderen Seite des Hochgeschwin- digkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls den Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl verlassen.
Dabei ist insbesondere die erste Geschwindigkeit parallel zu einer Geschwindigkeitskomponente der zweiten Geschwindigkeit, jedoch insbesondere nicht parallel oder antiparallel zur zweiten Geschwindigkeit. Unter Parallelität ist dabei die Orientierung in die gleiche Richtung zu verstehen. Bei entgegengerichteter Orientierung wäre hier von antiparallel zu sprechen. Somit überlagern sich die erste und die zweite Geschwindigkeit teilweise derart beim Auftreffen der Flüssigkeit oder Gases auf die Pflanzenfasern und/oder das Band, in dem die Fasern vorliegen, sodass sich eine geringere Relativgeschwindigkeit gibt als die Addition der Geschwindigkeiten. Dadurch wird eine Vergrößerung des Verhältnisses von Länge zu Dicke der Fasern und/oder ein Verstrecken unterstützt und/oder bewirkt.
In einer anderen Ausgestaltung, insbesondere wenn die Pflanzenfasern nicht als Band vorliegen und/oder wenn die Pflanzenfasern lose oder als Flocke oder Knäul vorliegen, wird es bevorzugt die Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl in einem rotierenden und die Fasern fördernden Trommelsieb vorzunehmen. In diesem Fall wird eine Ausrichtung des mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl derart bevorzugt, dass er die Fördergeschwindigkeit reduziert, ihr also insbesondere zumindest teilweise entgegengesetzt ist.
Durch eine Behandlung in einem fördernden Trommelsieb kann erreicht werden, dass die Fasern durch Herunterfallen, beim Transport nach oben gedreht und gewendet werden. Dadurch ist eine gleichmäßige und allseitige Behandlung möglich, insbesondere wenn mehrere oder mindestens ein breiter Hochgeschwindigkeitsstrahl zur Behandlung ein einem oder mehreren aufeinander folgenden, ebenfalls jeweils mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsstrahl ausgestatteten rotierenden und fördernden Trommelsieben vorgesehen sind .
Auch ist, insbesondere wenn die Pflanzenfasern nicht als Band vorliegen und/oder wenn die Pflanzenfasern lose oder als Flocke oder Knäul vorliegen, bevorzugt, eine Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl vorzunehmen, während sich die Fasern in einer länglichen Mulde angeordnet befinden. Diese kann insbesondere lang gestrecktes und quer zur Längsterstre- ckung gebogenes, insbesondere halbrundes Sieb oder Gitter gebildet werden. Insbesondere ist es bevorzugt, die Pflanzenfasern zu behandeln, während sie so gelagert sind, dass eine Ausbreitung der Fasern zumindest und insbesondere in eine Raumrichtung reduziert und/oder verhindert wird . Dabei wird es bevorzugt, wenn durch die Lagerung eine Tendenz zum Zusammenrutschen zumindest in einer Raumrichtung gegeben ist. Dabei, wie generell bei der Erzeugung eines Pflanzenfaserbandes mit Hilfe eines Hochgeschwindigkeitsstrahls, wird insbesondere der Einsatz mindestens eines rotierenden Hochgeschwindigkeitsstrahls bevorzugt, dadurch die Bandbildung gefördert wird.
Durch eine solche Verfahrensführung kann die Bildung eines Pflanzenfaserbandes durch den mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahl bewirkt werden. Diese Band kann dann feucht gekämmt werden. Vorteilhafterweise wird es aber zunächst im Band mit mindestens einem weiteren Hochgeschwindigkeitsstrahl behandelt und anschließend und/oder jeweils nach der Behandlung mit einem
Hochgeschwindigkeitsstrahl feucht gekämmt und insbesondere verstreckt.
Mit besonderem Vorteil werden die Pflanzenfasern nach der Behandlung mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsstrahl und insbesondere nach dem Verstecken gekocht und/oder gebleicht, insbesondere unter Beaufschlagung der Pflanzenfasern mit einer Flüssigkeitsströmung zum weiteren Auswaschen, insbesondere gelöster und/oder suspendierbarer , Verunreinigungen.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch die Verwendung mindestens eines Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls zur Reinigung und/oder zur Erhöhung des Verhältnisses von Faserlänge zu Faserdicke von Pflanzenfasern. Dabei werden die Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt. Die in Bezug auf das Verfahren geschilderten Aspekte und vorteilhaften Merkmale können entsprechend übertragen werden.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder zur Vergrößerung des Verhältnisses von Faserlänge zu Faserdicke von Pflanzenfasern. Dabei ist mindestens eine Führung und/oder Halterung für Pflanzenfasern und eine Vorrichtung zur Behandlung der mit der Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochge- schwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl sowie mindestens eine Vorrichtung zum feuchten Kämmern der Pflanzenfasern vorgesehen. Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet zur Durchführung eines erfindungs- gemäßen Verfahrens, insbesondere unter Vorsehung entsprechender Mittel und/oder insbesondere einer Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung zum feuchten Kämmern ist insbesondere eine Karde. Insbesondere weist die Vorrichtung mehrere Vorrichtung zur Behandlung der mit der mindestens einen Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl sowie mehrere Vorrichtung zum feuchten Kämmern der Pflanzenfasern auf. Dabei ist insbesondere mindestens eine Führung und/oder eine Transportvorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, die Fasern von einer ersten Vorrichtung zur Behandlung der mit der mindestens einen Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zu einer ersten Vorrichtung zum feuchten Kämmern der Pflanzenfasern zu transportieren und insbesondere zu mindestens einer weiteren Vorrichtung zur Behandlung der mit der mindestens einen Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl und, insbesondere anschließend, insbesondere zu mindestens einer weiteren Vorrichtung zum feuchten Kämmern der Pflanzenfasern zu transportieren.
Insbesondere wird dabei die Transportgeschwindigkeit zum Ende hin erhöht und dadurch ein Verstrecken erreicht. Insbesondere ist die Transportvorrichtung Bestandteil der mindestens einen Führung und/oder Halterung oder beinhaltet diese.
Dabei ist die Transportvorrichtung, Führung und/oder Halterung eingerichtet, die Fasern, insbesondere in Form eines Krempel- oder Kardenbandes zu transportieren, insbesondere in Faser- oder Bandlängsrichtung, und zumindest teilweise in zumindest eine Richtung, insbesondere Senkrecht zur Hochgeschwindigkeits- strahlrichtung, zu fixieren, beispielsweise durch das Anpressen einer oder mehrerer Rollen und/oder Walzen, und insbesondere im Bereich der Beaufschlagung mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsstrahl auf einer Fläche zu Führen, sich sich in einem Winkel von 30 bis 90° zur Hochgeschwindigkeitsstrahlrichtung erstreckt. Dabei weist die Fläche insbesondere Öffnungen zur Abführung der Flüssigkeit und/oder des Gases des Hochgeschwindigkeitsstrahls auf, ist insbesondere als Gitter oder Sieb ausgebildet.
Mit besonderem Vorteil ist die Transportvorrichtung, Führung und/oder Halterung ausgebildet, die Fasern zwischen dem Passieren unterschiedlicher, insbesondere zweier, zu drehen und/oder wenden, insbesondere um 1 80° und/oder sind die mehreren Vorrichtungen zur Behandlung der mit der mindestens einen Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl so angeordnet, dass sie die mit der mindestens einen Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern von unterschiedlichen Richtungen, insbesondere entgegengesetzten oder um mindestens 90° um die Faser- oder Bandlängsrichtung verdrehten Richtungen, mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl beaufschlagen.
Insbesondere weist die Vorrichtung eine Vorrichtung oder Anordnung zur kontinuierlichen Reinigung mindestens einer Vorrichtung zum Kämmen auf. Dies kann beispielsweise durch ein Flüssigkeitsbad und/oder eine Flüssigkeits- oder Gasströmung oder einen Flüssigkeits- oder Gasstrahl, der so auf die Vorrichtung zum Kämmen gerichtet ist, dass es/er darin gefangene Verunreinigungen entfern, insbesondere ausspült. Die Vorrichtung zum Kämmen kann dabei insbesondere durch rotierende Walzen und/oder Rollen gebildet werden, die mit Nägel, Nadeln, Stacheln, Stäben und/oder Harken besetzt sind und die so angeordnet sind, und mit einer solchen Geschwindigkeit rotieren, dass die Nägel, Nadeln, Stacheln, Stäben und/oder Harken kämmend durch die Pflanzenfasern, insbesondere in Form eines Bandes, geführt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen sollen anhand der schematischen Figuren exemplarisch beschrieben werden. Dabei zeigt die Figur:
Fig. 3: einen Behandlungsstraße zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu erkennen ist in Fig. 3 ein Faserband 1 3, das oben links gebildet und im weiteren Verlauf nach unten rechts bearbeitet, gesäubert, gestreckt und verfeinert wird .
Gezeigt ist eine Vordosiereinrichtung 36, die feuchte Fasern 35 vorausrichtet und dosiert mit einer Wasserdüse 37 über eine Erhöhung 38 spült. Im Folgenden werden die Fasern 35 durch einen Muldeneinzug zwischen einer Mulde 39 und einer ersten Rolle 1 1 geklemmt und durch eine mit Nägeln versehende, am Umfang mit der Geschwindigkeit V2 schneller als die erste mit der Geschwindigkeit V1 laufende Rolle laufende zweite Rolle abgezogen. Sodann wird das entstandene Faserband 1 3 über ein Sieb 14 geführt und von oben unter einem Winkel von 80° mit einem ersten Hochgeschwindigkeitswasserstrahl aus einer ersten Hochgeschwindigkeitsdüse 1 2 behandelt. Das Wasser und gelöste und/oder ausgespülte Bestandteile können durch das Sieb 1 4 in ein darunter befindliches Becken 29 gelangen. Nachfolgend erfolgt im feuchten Zustand eine Verstreckung und Auskämmung des Faserbandes 1 3 durch eine dritte 1 5 und vierte 1 6 klemmende Rolle und eine mit Nägeln versehende fünfte Rolle 1 7, die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit V4 läuft als die Umfangsgeschwindigkeit V5 der untereinander synchronisierten dritten und vierten Rolle 1 5, 1 6. Dadurch können auch weitere Fremdstoffe gelockert und somit später leichter ausgespült werden.
Anschließend wird das Faserband 1 3 so geführt, dass es nach unten frei liegt und nach oben durch ein zweites Sieb 1 9 gestützt ist. In dieser Lage wird es von einem zweiten Hochgeschwindigkeitswasserstrahl aus einer zweiten Hochgeschwindigkeitsdüse 1 8 unter einem Winkel von 80° behandelt. Das Wasser und gelöste und/oder ausgespülte Bestandteile können das zweite Sieb 1 9 passieren und anschließend oder alternativ in das darunter angeordnete Becken 29 tropfen.
Daraufhin erfolgt im feuchten Zustand des Faserbandes 1 3 eine weitere Verstreckung und Auskämmung durch eine sechste 20 und siebte 21 klemmende Rolle und eine mit Nägeln versehende achte Rolle 24 , die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit V6 läuft als die Umfangsgeschwindigkeit V5 der untereinander synchronisierten sechsten und siebten Rolle 20, 21 . Dadurch können auch weitere Fremdstoffe gelockert und somit später leichter ausgespült werden.
Anschließend wird das Faserband 1 3 über ein drittes Sieb 24 geführt und von einem dritten Hochgeschwindigkeitswasserstrahl aus einer dritten Hochgeschwindigkeitsdüse 23 unter einem Winkel von 80° behandelt. Das Wasser und gelöste und/oder ausgespülte Bestandteile können das dritte Sieb 24 passieren und das darunter angeordnete Becken 29 tropfen.
Daraufhin erfolgt im feuchten Zustand eine weitere Verstreckung und Auskämmung durch eine neunte 25 und zehnte 26 klemmende Rolle und eine mit Nägeln versehende elfte Rolle27, die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit V8 läuft als die Umfangsgeschwindigkeit V8 der untereinander synchronisierten neunten und zehnten Rolle 25, 26. Die elfte Rolle 27 läuft unten durch das Wasserbad im Becken 29, wodurch sie ständig gereinigt wird .
Daraufhin wird das Faserband 1 3 abgezogen und weiter verarbeitet, hier in ein Kochbehältnis 28 überführt.
Die Umfangsgeschwindigkeit V1 , V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 steigt von der ersten Rolle 10 zur zweiten 1 1 , zu der dritten 1 5 und vierten 1 6 Rolle, zu der fünften 1 7 Rolle, zu der sechsten 20 und siebten 21 Rolle, zu der achten Rolle 22, zu der neunten 25 und zehnten 26 Rolle und zu der elften Rolle 27 jeweils an.
Verfahren zur Reinigung und/oder zur Vergrößerung des Verhältnisses von Faserlänge zu Faserdicke von Pflanzenfasern (35, 1 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl ( 1 2, 1 8, 21 ) oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt werden. Obiges Verfahren, wobei Pektin und Hemicellulo- sen der Pflanzenfasern bei Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zumindest (an)gequollen vorliegen. Eines der obigen Verfahren, wobei die Pflanzenfasern vor Beginn der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweisen oder die Pflanzenfasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% bereitgestellt und vor der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeits- strahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl auf einen Feuchtegehalt von minimal 25 % getrocknet werden. Eines der obigen Verfahren, wobei die Pflanzenfasern mehrfach mit dem mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl o- der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt werden und/oder wobei die Pflanzenfasern von mindestens zwei Seiten mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt werden.
Eines der obigen Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Pflanzenfasern feucht verstreckt werden.
Eines der obigen Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeit des mindestens einen Hochgeschwindigkeitsstrahls oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl so abgeführt wird, dass sich kein Flüssigkeitsstau ergibt, der den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl beeinträchtigt oder der die Pflanzenfasern in ein Flüssigkeitsbett bettet oder der die Pflanzenfasern aufschwimmen lässt.
Eines der obigen Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Pflanzenfasern in einem Faserband, Kardenband, Krempelband oder Kammzug beinhaltet mit dem mindestens Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt werden.
Eines der obigen Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Pflanzenfasern vor, nach und/oder während der Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl unter Verwendung des mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl und/oder mindestens eines Aus- richthochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Ausrichthochgesch windig keits- gasstrahl parallelisiert werden.
Verwendung von mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls o- der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zur Reinigung und/oder zur Verringerung des Verhältnisses von Faserdicke zu Faserlänge von Pflanzenfasern, dadurch gekennzeichnet dass die Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl behandelt und anschließend feucht gekämmt werden.
Vorrichtung zur Reinigung und/oder zur Verringerung des Verhältnisses von Faserdicke zu Faserlänge von Pflanzenfasern, dadurch gekennzeichnet dass eine Führung und/oder Halterung für Pflanzenfasern vorgesehen ist und eine Vorrichtung zur Behandlung der mit der Führung und/oder Halterung gehaltenen und/oder geführten Pflanzenfasern mit mindestens einem Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl sowie mindestens eine Vorrichtung zum feuchten Kämmern der Pflanzenfasern vorgesehen ist.

Claims

Ansprüche:
1 . Verfahren zur Gewinnung von Pflanzenfasern aus mindestens einem Pflan- zenstängel oder aus mindestens einer vom Holz getrennten Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula, dadurch gekennzeichnet dass der Pflanzenstängel oder die Einheit aus Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula durch Behandlung mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssig- keitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl aufgetrennt wird und der mindestens eine Pflanzenstängel oder die mindestens eine Einheit umfassend Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweisen und/oder Pflanzenleime, insbesondere das Pektin und die Hemicellulosen, des Pflanzenstängels oder der Einheit von Pflanzenbast bei Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeits- flüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl angequollen oder gequollen vorliegt.
2. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Pflanzenstängel oder die Einheit und der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl relativ zueinander in Richtung der Längserstreckung des Pflanzenstängels mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt werden.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Bezugssystem des Pflanzenstängels die erste Geschwindigkeit parallel zu einer Geschwindigkeitskomponente einer zweiten Geschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Gases innerhalb des Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls o- der Hochgeschwindigkeitsgasstrahls ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Pflanzenstängel ein Stängel oder die Einheit aus Bast aus der Gruppe der Eurosiden I, insbesondere eines Hanf- und/oder Nesselgewächse stammt und/oder eine Länge von mindestens 20 cm aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl durch Durchführen eines unter mindestens 1 5, insbesondere mindesten 30 bar stehenden Flüssigkeitsvolumens durch eine Düse erzeugt wird, insbesondere unter Querschnittsverjüngung um einen Faktor von 2 bis 20.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl eine zweite Geschwindigkeit des Wassers im Hochgeschwindig- keitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl, insbesondere am Ort des Kontaktes mit dem Pflanzenstängel von mehr als 20 m/s, insbesondere von mehr als 30 m/s, insbesondere von mehr als 50 m/s, aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Pflanzenstängel oder die Einheit mit mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsflüs- sigkeitsstrahlen und/oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen, deren erste Geschwindigkeiten einen Winkel von mindestens 60 Grad, insbesondere mindestens 90 Grad, insbesondere mindestens 1 20 Grad einschließen behandelt wird und/oder der Pflanzenstängel oder die Einheit den mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl mindestens zweifach passiert, wobei der Pflanzenstängel zwischen den Passagen um mindestens 90 Grad, insbesondere um mindestens 1 20 Grad, um seine Längsachse gedreht wird .
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei der Pflanzenstängel von dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl an mindestens 1 80 Grad seines Um- fangs behandelt wird.
9. Verwendung mindestens eines Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl o- der Hochgeschwindigkeitsgasstrahls zur Gewinnung von Pflanzenfasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus mindestens einer vom Holz getrennten Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula, dadurch gekennzeichnet dass der Pflanzenstängel oder die Einheit aus Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula durch Behandlung mit dem mindestens einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahls aufgetrennt wird und der mindestens eine Pflanzenstängel oder die mindestens eine Einheit umfassend Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25% aufweisen und/oder Pflanzenleime, insbesondere das Pektin und die Hemicellulosen, des Pflan- zenstängels oder der Einheit von Pflanzenbast bei Begin der Behandlung mit dem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl angequollen oder gequollen vorliegt.
10. Vorrichtung zur Gewinnung von Pflanzenfasern aus mindestens einem Pflanzenstängel oder aus mindestens einer vom Holz getrennten Einheit von Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula, dadurch gekennzeichnet dass eine Halterung und/oder Führung für mindestens einen Pflanzenstängel oder mindestens eine von Holz getrennten Einheit umfassend Pflanzenbast mit oder ohne Cuticula und eine Vorrichtung zur Behandlung mindestens eines in der Halterung und/oder Führung aufgenommen Pflanzenstängel und/oder von Holz getrennten Einheit umfassend Pflanzenbast mit mindestens einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl oder Hochgeschwindigkeitsgasstrahl.
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