EP4752275A1 - Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner

Info

Publication number
EP4752275A1
EP4752275A1 EP24216573.6A EP24216573A EP4752275A1 EP 4752275 A1 EP4752275 A1 EP 4752275A1 EP 24216573 A EP24216573 A EP 24216573A EP 4752275 A1 EP4752275 A1 EP 4752275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
quality
speed
refiner
drive
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24216573.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Rupp
Thomas Grünstäudl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andritz AG
Original Assignee
Andritz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andritz AG filed Critical Andritz AG
Priority to EP24216573.6A priority Critical patent/EP4752275A1/de
Priority to CN202511709576.XA priority patent/CN122100285A/zh
Publication of EP4752275A1 publication Critical patent/EP4752275A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/08—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood fibres, e.g. produced by tearing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/002—Control devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D21D1/30—Disc mills
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0018—Paper-making control systems controlling the stock preparation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Refiners (1), wobei
Mahlplatten (2) mittels eines Antriebes relativ zueinander rotiert werden, um zwischen den Mahlplatten (2) befindliches organisches Fasermaterial zu zerkleinern und/oder Fasern zu vereinzelnen, wobei ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern gebildet wird. Um ein besonders effizientes Verfahren zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Qualität des Produktes, insbesondere eine Homogenität, erfasst und eine Relativdrehzahl der Mahlplatten (2) abhängig von der Qualität geändert wird.
Weiter betrifft die Erfindung einen Refiner (1) zum Zerfasern von organischem Fasermaterial, um ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern zu erhalten, wobei der Refiner (1) Mahlplatten (2) aufweist, welche durch einen Antrieb relativ zueinander rotierbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Refiners, wobei Mahlplatten mittels eines Antriebes relativ zueinander rotiert werden, um organisches Fasermaterial zu zerkleinern, wobei ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern gebildet wird.
  • Weiter betrifft die Erfindung einen Refiner zum Zerfasern von organischem Fasermaterial, um ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern zu erhalten, wobei der Refiner Mahlplatten aufweist, welche durch einen Antrieb relativ zueinander rotierbar sind.
  • Refiner sind aus dem Stand der Technik bekannt geworden, um in einem Gehäuse organisches Fasermaterial wie beispielsweise Holz, Gras oder andere Pflanzen zwischen Mahlplatten zu zerfasern oder Fasern zu vereinzelnen, beispielsweise im Rahmen des Recycelns von MDF-Fasern. Das dabei enthaltene Produkt aus zerfasertem Material oder vereinzelten Fasern kann in weiterer Folge zur Herstellung von Dämmstoffen, MDF-Platten oder dergleichen verwendet werden.
  • Das Produkt kann beispielsweise Holzwolle zur unmittelbaren Verwendung oder zur Weiterverarbeitung zu Dämmplatten sein oder durch vereinzelte, gegebenenfalls aus MDF-Platten recycelte, Fasern gebildet sein, welche anschließend neuen, sogenannten Virgin-Fasern beigemengt werden.
  • Bei Refinern des Standes der Technik ist üblicherweise ein als Mittelspannungsmotor mit einer Nennleistung von 1 MW bis 4 MW ausgebildeter Elektromotor vorgesehen, welcher in der Regel als Synchronmotor oder Asynchronmotor ausgebildet ist und bei einer von der Netzfrequenz abhängigen Drehzahl betrieben wird, je nach Polpaarzahl also üblicherweise 1500 U/min oder 3000 U/min bei einer Netzfrequenz von 50 Hz.
  • Zum Hochfahren des Refiners ist gemäß dem Stand der Technik ein sogenannter Pony-Motor vorgesehen, also üblicherweise ein Elektromotor, mit welchem der Hauptmotor auf Nenndrehzahl beschleunigt wird, wonach der Hauptmotor mit dem Netz gekoppelt bzw. synchronisiert wird, sodass der Refiner anschließend mit der Nenndrehzahl des Elektromotors betrieben wird, üblicherweise somit je nach Polpaarzahl und Netzfrequenz bei 3000 U/min oder 3600 U/min bzw. 1500 U/min oder 1800 U/min.
  • Nachteilig bei den genannten Verfahren zum Betreiben von Refinern des Standes der Technik ist insbesondere, dass nur eine geringe Effizienz erreicht wird bzw. ein Energieverbrauch vergleichbar hoch ist.
  • Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Refiners der eingangs genannten Art anzugeben, welches besonders effizient ist.
  • Darüber hinaus soll ein Refiner der eingangs genannten Art angegeben werden, welcher auf besonders effiziente Weise betreibbar ist.
  • Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem eine Qualität des Produktes, insbesondere eine Homogenität, erfasst und eine Relativdrehzahl der Mahlplatten abhängig von der Qualität geändert wird.
  • Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass eine Effizienzverbesserung möglich ist, wenn die Drehzahl des Refiners nicht wie im Stand der Technik unabhängig von sonstigen Betriebsparametern auf die Nenndrehzahl des Elektromotors fixiert ist, sondern die Antriebsdrehzahl vielmehr variabel ist und abhängig von der Qualität des Produktes angepasst wird. So kann eine Leistung des Antriebes im Rahmen des drehzahlvariablen Verfahrens zum Betreiben des Refiners reduziert werden, und zwar zumindest vielfach ohne Qualitätseinbußen. Die Erfassung der Qualität, basierend auf welcher die Drehzahländerung gegebenenfalls erfolgt, kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sowie automatisiert oder manuell, beispielsweise durch visuelle Inspektion des Produktes, erfolgen.
  • Die Qualität des Produktes kann auf verschiedenste Weisen beurteilt werden. Insbesondere kann als Kriterium zur Beurteilung der Qualität eine Homogenität des Produktes herangezogen werden, beispielsweise eine Homogenität in Bezug auf eine Dichte, eine Fluffigkeit, eine Größe von im Produkt enthaltenen Spänen und/oder oder einen Staubanteil im Produkt. Die Homogenität kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass eine Verteilung von einem oder mehreren der Parameter Dichte, Korngröße, Splitteranteil, Faserlänge und dergleichen erfasst wird. Ein Produkt kann dann beispielsweise als homogen beurteilt werden, wenn der entsprechende Parameter über einen vordefinierten Anteil des Produktes, beispielsweise über mehr als 90 % des Produktvolumens, innerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, beispielsweise eine Faserlänge von 1 mm bis 50 cm, insbesondere 1 mm bis 6 mm, oder eine Dichte von 35 kg/m3 bis 110 kg/m3.
  • Weiter kann die Qualität auch visuell über eine Gleichmäßigkeit einer Farbe des Produktes, beispielsweise mittels einer Digitalkamera, beurteilt werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Qualität mit einer Sollqualität, insbesondere einer Soll-Homogenität, verglichen und die Relativdrehzahl erhöht wird, wenn die Qualität geringer als die Sollqualität ist. Ergibt sich beispielsweise nach einer Reduktion der Drehzahl des Elektromotors ausgehend von der Nenndrehzahl eine Verschlechterung der Qualität des Produktes bzw. ein Abfall der Homogenität unter eine Soll-Homogenität, ein zu hoher Splitteranteil im Produkt, wird die Drehzahl bevorzugt erhöht, bis die Qualität wieder zumindest der Soll-Qualität entspricht, insbesondere höher als die Sollqualität ist.
  • Weiter ist es günstig, wenn die Qualität mit einer Sollqualität, insbesondere einer Soll-Homogenität, verglichen und die Relativdrehzahl reduziert wird, wenn die Qualität zumindest der Sollqualität entspricht. Auf diese Weise können ein Energieverbrauch reduziert und eine Effizienz erhöht werden, da sich gezeigt hat, dass vielfach eine konstante Produktqualität bzw. eine hohe Homogenität auch bei einer Drehzahl erreicht werden kann, welche unter der Nenndrehzahl liegt.
  • Abhängig von der Drehzahl ergeben sich an den Mahlplatten Relativgeschwindigkeiten von beispielsweise 20 m/s bis 40 m/s. Hohe Relativgeschwindigkeiten an den Mahlplatten bewirken abhängig von der Menge an Material zwischen den Mahlplatten einerseits Reibung und andererseits ein Zerfasern des Materials. Wünschenswert ist eine Zerfaserung des Materials, während Reibung im Wesentlichen nur Wärme und damit einen Energieverlust bewirkt. Durch Reduktion der Drehzahl unter gleichzeitiger Einhaltung der Zerfaserungsqualität wird die Reibung reduziert und somit der Energieverbrauch minimiert.
  • Das Verfahren kann somit als Regelkreis umgesetzt werden, wobei die Qualität des Produktes, welche der Sollqualität entsprechen soll, die Regelgröße und die veränderbare Drehzahl und gegebenenfalls ein Mahlspalt die Stellgrößen bilden.
  • Es versteht sich, dass unterschiedliche Schwellwerte für ein Absenken der Drehzahl und für ein Anheben der Drehzahl vorgesehen sein können, sodass beispielsweise eine obere Sollqualität, ab deren Erreichen die Drehzahl reduziert wird, höher sein kann als eine untere Sollqualität, ab welcher die Drehzahl angehoben wird. Dadurch werden zu häufige Änderungen der Drehzahl des Antriebes auf einfache Weise vermieden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Antrieb einen Motor mit variabler Drehzahl aufweist, wobei eine Variabilität der Drehzahl insbesondere durch einen Frequenzumrichter erreicht wird, durch welchen der Motor gespeist wird. Auf diese Weise kann die Drehzahl des Antriebs auf besonders einfache Weise verändert werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Antrieb mehrere parallel wirkende Motoren aufweist, wobei zumindest ein Motor mit veränderbarer Drehzahl und zumindest ein Motor ohne Möglichkeit zur elektrischen Drehzahländerung vorgesehen sind, wobei zur Veränderung der Drehzahl ausgehend von einer Nenndrehzahl alle Motoren im Leerlauf betrieben oder ausgekuppelt werden, bei welchen eine Änderung der Drehzahl, insbesondere durch einen Frequenzumrichter, nicht möglich ist.
  • Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, für sämtliche Motoren vergleichsweise kostenintensive Frequenzumrichter zu beschaffen, sondern können beispielsweise zwei oder drei von insgesamt beispielsweise vier Motoren als herkömmliche, an das elektrische Netz ankoppelbare Synchron- oder Asynchronmotoren vorgesehen sein, während nur ein oder zwei Motoren mit Frequenzumrichtern zur Drehzahländerung ausgestattet sind, sodass das System mit nur einem oder zwei der vier Motoren auf Drehzahl gebracht werden kann, wonach die Motoren, welche ohne Frequenzumrichter ausgebildet sind und somit keine Möglichkeit zur elektrischen Drehzahländerung aufweisen, an das Netz gekoppelt werden. Durch die Drehzahlreduktion ist ein Teillastbetrieb möglich, wenn also die Leistung nur eines Motors ausreichend sein kann, um eine gewünschte Produktqualität zu erreichen. In dem Fall können somit beispielsweise jene Motoren, welche keine Möglichkeit zur elektrischen Drehzahländerung aufweisen, im Leerlauf betrieben, spannungslos mit angetrieben oder ausgekuppelt werden, sodass diese im Wesentlichen für einen Volllastbetrieb vorgesehen sind.
  • Eine Aufteilung der Antriebsleistung auf mehrere Motoren kann somit energetisch vorteilhaft sein, da in einem Teillastbetrieb einzelne Motoren gänzlich weggeschaltet werden können.
  • Ein besonders einfacher Aufbau wird erreicht, wenn die Motoren als Flanschmotoren ausgebildet sind.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Drehzahl des Antriebes reduziert wird, wenn ein Volumen- oder Massenstrom von zugeführtem Fasermaterial sinkt und/oder eine Drehzahl des Antriebes angehoben wird, wenn ein Volumen- oder Massenstrom von zugeführtem Fasermaterial steigt. Ein Volumen- bzw. Massenstrom von zugeführtem Fasermaterial kann abhängig von vorgelagerten Aggregaten sein, sodass auf diese Weise automatisiert eine Drehzahlanpassung erfolgen kann, zumal sich gezeigt hat, dass bei geringerem Volumenstrom eine hohe Qualität des erzeugten Produktes auch mit reduzierter Drehzahl erreicht werden kann. Auf diese Weise kann auch bei reduziertem Volumenstrom von zugeführtem Material eine gleichbleibend günstige spezifische Energie, die üblicherweise in kWh/kg Produkt angegeben wird, erreicht werden.
  • Bei einem Verfahren zum Erzeugen von Platten aus Fasermaterial, insbesondere zur Herstellung von MDF-Platten, wobei ein Produkt aus zerfasertem Material, welches in einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, in einer Presse zu Platten verpresst wird, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drehzahl der Mahlplatten erhöht wird, wenn sich aufgrund einer unzureichenden Qualität des Produktes, insbesondere unzureichenden Homogenität, eine Abweichung in Betriebsparametern der Presse ergeben, insbesondere Fehler beim Verpressen.
  • Hier wird somit die Qualität nicht anhand eines Laborparameters wie einer Verteilung in Bezug auf Korngröße, Dichte oder dergleichen ermittelt, sondern in Bezug darauf, wie ein nachgelagertes Aggregat, nämlich hier die Presse, betrieben werden kann, bzw. ob die Qualität des Produktes ausreichend für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Presse ist. Es versteht sich, dass dabei auch eine Steuerung vorgesehen sein kann, welche sowohl mit dem nachgelagerten Aggregat als auch mit dem Refiner verbunden ist, sodass beispielsweise Fehler an der Presse automatisiert erfasst werden und die Drehzahl des Antriebes automatisiert erhöht werden kann, wenn sich ein Anstieg von Fehlern an der Presse ergibt.
  • Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Refiner der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem eine Drehzahl des Antriebes änderbar ist, um eine Relativgeschwindigkeit der Mahlplatten im Betrieb während der Zerfaserung des organischen Fasermaterials abhängig von der Qualität des Produktes ändern zu können. Der Refiner ermöglicht somit insbesondere in einem Teillastbereich eine besonders energieeffiziente Herstellung eines Produktes, welches beispielsweise für eine Weiterverarbeitung zu Dämmplatten, unmittelbar als Dämmmaterial, beispielsweise Holzwolle, oder dergleichen eingesetzt werden kann.
  • Bevorzugt wird ein erfindungsgemäßes Verfahren mit einem erfindungsgemäßen Refiner umgesetzt.
  • Üblicherweise erfolgt die Änderung der Drehzahl über einen Frequenzumrichter, welcher auch für den Hochlauf des Refiners genutzt werden kann. Somit kann bei diesem Refiner ein aus dem Stand der Technik bekannter Pony-Motor entfallen, wodurch ein Einbauraum reduziert werden kann.
  • Bevorzugt wird dies erreicht, indem der Antrieb ein Getriebe aufweist, wobei mehrere Elektromotoren auf eine Ausgangswelle wirken, welche direkt oder indirekt mit einem Rotor des Refiners verbunden ist, wobei zumindest einem Elektromotor ein Frequenzumrichter vorgeschaltet ist, sodass eine Drehzahl dieses Elektromotors mittels des Frequenzumrichters änderbar ist. Die Ausgangswelle kann direkt, über ein weiteres Getriebe und/oder eine Kupplung mit dem Rotor des Refiners verbunden sein, welcher Rotor üblicherweise Mahlplatten aufweist und mit einem Stator des Refiners zusammenwirkt, welcher ebenfalls Mahlplatten trägt.
  • Günstig ist es, wenn die Motoren über ein Stirnradgetriebe verbunden sind, wobei bevorzugt alle Motoren auf ein mit der Ausgangswelle verbundenes Stirnrad wirken.
  • Durch eine Verbindung der einzelnen Motoren über ein Getriebe, welches grundsätzlich auch als beliebiges Getriebe ausgebildet sein kann, wird erreicht, dass auch die ohne Frequenzumrichter betriebenen Motoren ohne Pony-Motor auf Nenndrehzahl gebracht werden können, nämlich mittels des zumindest einen Motors, welchem ein Frequenzumrichter vorgeschaltet ist. Für ein Hochfahren der Motoren werden das Getriebe und die weiteren Elektromotoren somit mittels des zumindest einen drehzahlvariablen Motors auf Nenndrehzahl, im Fall von Synchronmotoren auf Synchrondrehzahl, gebracht, wonach auch die weiteren Motoren an das Netz geschaltet werden. Auf diese Weise ist ein Verfahren zum drehzahlvariablen Betrieb eines Refiners auf besonders einfache Weise umsetzbar.
  • Bevorzugt werden mehrere gleichartige Motoren eingesetzt, welche parallel betrieben werden. Besonders bevorzugt sind sämtliche Motoren gleichartig ausgebildet, insbesondere als Flanschmotoren.
  • Durch Einsatz mehrerer Motoren ergeben sich einerseits Vorteile in Bezug auf ein Ersatzteilmanagement, zumal es üblicherweise ausreichend ist, Ersatzteile für einen von mehreren gleichartigen Motoren vorzuhalten, wobei Ersatzteile für beispielsweise vier Motoren mit einer Nennleistung von 400 kW kostengünstiger sind, als Ersatzteile für einen einzigen Elektromotor mit einer Nennleistung von 1,5 MW.
  • Andererseits werden Motoren mit geringerer Leistung üblicherweise auch mit einer geringeren Nennspannung betrieben, sodass beispielsweise auf eine Mittelspannungsebene gänzlich verzichtet werden kann, welche kostenintensiv ist und höhere Sicherheitsstandards erforderlich macht.
  • Es ist daher bevorzugt vorgesehen, dass sämtliche Motoren des Antriebes eine Nennspannung von maximal 1000 Volt aufweisen. Bevorzugt weisen die Motoren eine Nennspannung von 400 V oder 690 V auf.
  • Günstig ist es, wenn die Drehzahl des Antriebes automatisch änderbar ist, insbesondere abhängig von einem Volumenstrom von zugeführtem Material und/oder einer Qualität des Produktes.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
    • Fig. 1 einen Refiner in Schnittdarstellung;
    • Fig. 2 ein Getriebe eines erfindungsgemäßen Refiners;
    • Fig. 3 ein Ausgangsmaterial für ein Verfahren;
    • Fig. 4 ein mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Produkt.
  • Fig. 1 zeigt einen Refiner 1 in Schnittdarstellung. Ersichtlich sind Mahlplatten 2, wobei einerseits Mahlplatten 2 an einem Stator 4 angeordnet sind, welche somit bei einem Betrieb stillstehen. Andererseits sind Mahlplatten 2 an einem um eine Rotationsachse 5 drehbaren Rotor 3 befestigt, sodass sich zwischen den Mahlplatten 2 des Rotors 3 und den Mahlplatten 2 des Stators 4 bei Antrieb des Rotors 3 eine Relativbewegung um die Rotationachse ergibt. Zwischen den Mahlplatten 2 befindliches organisches Material, beispielsweise Hackschnitzel, wird somit durch die Relativbewegung der Mahlplatten 2 zerfasert, sodass die Fasern in einem nachfolgenden Prozessschritt weiterverarbeitet werden können, beispielsweise zu MDF-Platten.
  • Fig. 2 zeigt ein Getriebe 7 eines Refinerantriebes. Wie ersichtlich, weist dieses Getriebe 7 vier als Elektromotoren ausgebildete Motoren 6 auf, welche auf eine Ausgangswelle 8 wirken, die mit dem in Fig. 1 dargestellten Rotor 3 verbunden ist. Die Ausgangswelle 8 kann dabei direkt, über ein weiteres Getriebe 7 oder eine Kupplung mit dem Rotor 3 des Refiners 1 verbunden sein. Es versteht sich, dass auch weniger als vier Motoren 6 oder wesentlich mehr Motoren 6 vorgesehen sein können.
  • Durch Einsatz von mehreren Motoren 6 werden einerseits Vereinfachungen in Bezug auf Ersatzteile erreicht. Andererseits kann auch ein separater Pony-Motor 6 entfallen, wenn zumindest einer dieser vier Motoren 6 über einen Frequenzumrichter angesteuert wird, sodass zumindest die Drehzahl dieses Elektromotors durch den Frequenzumrichter stufenlos ausgehend vom Stillstand auf Nenndrehzahl verändert werden kann. Weiter ergibt sich durch einen Entfall eines Pony-Motors ein reduzierter Platzbedarf.
  • Bei einem Betrieb kann eine Drehzahl des Refiners 1 ausgehend von der Nenndrehzahl von beispielsweise 1500 U/min reduziert werden, wenn eine Qualität eines Produktes aus zerfasertem Material, welches im Refiner 1 gebildet wird, zumindest einer Soll-Qualität entspricht bzw. über einer Soll-Qualität liegt. Wird die Soll-Qualität nicht erreicht bzw. eine untere Soll-Qualität unterschritten, kann die Drehzahl mittels des Frequenzumrichters wieder angehoben werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Drehzahl mit steigendem Volumenstrom von zugeführtem Fasermaterial angehoben und mit sinkendem Volumenstrom von organischem Fasermaterial reduziert wird, um die Drehzahl an den Volumenstrom anzugleichen, sodass ein effizientes Verfahren auch in einem Teillastbereich erreicht wird, in welchem der Refiner mit geringerem Volumenstrom von Fasermaterial betrieben wird als möglich wäre.
  • Bei einer Anlage zur Herstellung von MDF-Platten ist an den Refiner 1 anschließend eine Presse vorgesehen. Die Qualität des Produktes des Refiners 1 kann auch danach beurteilt werden, wie gut das Produkt für die Weiterverarbeitung in der Presse geeignet ist, sodass die Drehzahl beispielsweise dann reduziert wird, wenn über einen vordefinierten Zeitraum Fehler unter einer vordefinierten Fehleranzahl auftreten und die Drehzahl erhöht wird, wenn an der Presse vermehrt Fehler auftreten, insbesondere mehr Fehler als durch die definierte Fehleranzahl definiert. Somit wird die Drehzahl solange reduziert, wie die Reduktion der Drehzahl keine Verschlechterung der Qualität bewirkt, wodurch eine höhere Effizienz erreicht wird.
  • In einem in Fig. 1 dargestellten Refiner 1 herrscht üblicherweise ein Überdruck, insbesondere ein Überdruck von 1 bar bis 12 bar, insbesondere 5 bar bis 9 bar. Eine Drehzahl des Rotors 3 beträgt bei Nenndrehzahl der Motoren 6 beispielsweise 1500 U/min bzw. bei Betrieb in einem 60-Hz-Netz 1800 U/min und es ergibt sich am Umfang des Rotors 3 eine Geschwindigkeit der Mahlplatten 2 von beispielsweise 20 m/s bis 40 m/s.
  • Um eine Zerkleinerung von organischem Fasermaterial, insbesondere Holz, Pflanzen bzw. Einjahrespflanzen zu erreichen, werden die Mahlplatten 2 des Rotors 3 üblicherweise mit einer Axialkraft in Richtung der Rotationsachse 5 von etwa 1 kN bis 900 kN gegen den Stator 4 gepresst.
  • Die Qualität kann neben der Eignung des erzeugten Produktes für nachgelagerte Aggregate auch anhand von direkt messbaren Parametern erfasst werden. Beispielsweise anhand einer Anzahl von Splittern im Produkt oder anhand eines Staubgehaltes, welcher ungünstig ist. Weiter kann das Produkt in Fraktionen unterschiedlicher Dichte oder unterschiedlicher Faserlängen eingeteilt werden und die Qualität des Produktes anhand einer Homogenität erfasst werden, sodass also beispielsweise die Fraktionen, welche Dichten oder Faserlängen außerhalb eines bevorzugten Bereiches aufweisen, ausreichend gering sind, beispielsweise weniger als 10 Vol.-% Dichten oder Faserlängen außerhalb der bevorzugten Bereiche aufweisen.
  • Es wurde beobachtet, dass bei höheren Durchsätzen und Betrieb des Refiners bei Nenndrehzahl eine höhere Effizienz, also eine geringere Energiemenge je kg von hergestelltem Produkt, erreicht werden kann. Diese Beobachtung wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt, indem bei geringeren Durchsätzen die Drehzahl reduziert wird, sodass sich ein günstiges Verhältnis von eingesetzter Energie zu erhaltenem Produkt ergibt. Die Anpassung der Drehzahl abhängig von der Qualität und gegebenenfalls dem Durchsatz, also dem Volumen- oder Massenstrom, kann automatisiert oder manuell erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Refiners 1 kann nicht nur zur energieeffizienten Herstellung von einem Produkt aus zerkleinertem Fasermaterial eingesetzt werden, sondern auch zum Betreiben eines Refiners 1 zum Vereinzelnen von Fasern, sodass diese flugfähig gemacht werden. Dies erfolgt beispielsweise zu dem Zweck, MDF-Fasern zu recyceln und diese anschließend mit Frischdampf aus dem Refiner 1 in eine Blowline zu fördern und dort mit sogenannten Virgin-Fasern zu vermengen. Auch bei dieser Anwendung kann eine Drehzahlregelung zweckmäßig sein, wobei hier die Qualität des mit dem Refiner 1 hergestellten Produktes anhand der Flugfähigkeit der Fasern und/oder der Qualität des Endproduktes beurteilt und wiederum zur Drehzahlregelung genutzt werden kann.
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft Hackschnitzel 9 als Rohmaterial für einen Refiner 1, während Fig. 4 eine aus einem solchen Material hergestellte Faser in Form von Holzwolle 10 zeigt, welche zudem getrocknet wurde. Wie ersichtlich ist die Holzwolle 10 homogen und weist keine Späne oder dergleichen auf, sodass diese Holzwolle 10 gut für die Weiterverarbeitung, beispielsweise die Herstellung von Dämmplatten genutzt werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht einen besonders effizienten Betrieb eines Refiners 1 ohne qualitative Einschränkungen und erlaubt daher insbesondere eine besonders ressourcenschonende Herstellung von Holzwolle 10 und dergleichen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Refiners (1), wobei Mahlplatten (2) mittels eines Antriebes relativ zueinander rotiert werden, um zwischen den Mahlplatten (2) befindliches organisches Fasermaterial zu zerkleinern und/oder Fasern zu vereinzelnen, wobei ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Qualität des Produktes, insbesondere eine Homogenität, erfasst und eine Relativdrehzahl der Mahlplatten (2) abhängig von der Qualität geändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität mit einer Sollqualität, insbesondere einer Soll-Homogenität, verglichen und die Relativdrehzahl erhöht wird, wenn die Qualität geringer als die Sollqualität ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität mit einer Sollqualität, insbesondere einer Soll-Homogenität, verglichen und die Relativdrehzahl reduziert wird, wenn die Qualität zumindest der Sollqualität entspricht, insbesondere höher als die Sollqualität ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Motor (6) mit variabler Drehzahl aufweist, wobei eine Variabilität der Drehzahl insbesondere durch einen Frequenzumrichter erreicht wird, durch welchen der Motor (6) gespeist wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mehrere parallel wirkende Motoren (6) aufweist, wobei zumindest ein Motor (6) mit veränderbarer Drehzahl und zumindest ein Motor (6) ohne Möglichkeit zur elektrischen Drehzahländerung vorgesehen sind, wobei zur Veränderung der Drehzahl ausgehend von einer Nenndrehzahl alle Motoren (6) im Leerlauf betrieben, spannungslos mit angetrieben oder ausgekuppelt werden, bei welchen eine Änderung der Drehzahl nicht möglich ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl des Antriebes reduziert wird, wenn ein Volumenstrom von zugeführtem Fasermaterial sinkt und/oder eine Drehzahl des Antriebes angehoben wird, wenn ein Volumenstrom von zugeführtem Fasermaterial steigt.
  7. Verfahren zum Erzeugen von Platten aus Fasermaterial, insbesondere zur Herstellung von MDF-Platten, wobei ein Produkt aus zerfasertem Material, welches in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist, in einer Presse zu Platten verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Mahlplatten (2) erhöht wird, wenn sich aufgrund einer unzureichenden Qualität des Produktes, insbesondere einer unzureichenden Homogenität, eine Abweichung in Betriebsparametern der Presse ergeben, insbesondere Fehler beim Verpressen.
  8. Refiner (1) zum Zerfasern von organischem Fasermaterial, um ein Produkt aus zerfasertem Material und/oder vereinzelten Fasern zu erhalten, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Refiner (1) Mahlplatten (2) aufweist, welche durch einen Antrieb relativ zueinander rotierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl des Antriebs änderbar ist, um eine Relativgeschwindigkeit der Mahlplatten (2) im Betrieb während der Zerfaserung des organischen Fasermaterials abhängig von der Qualität des Produktes ändern zu können.
  9. Refiner (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Getriebe (7) aufweist, wobei mehrere als Elektromotoren ausgebildete Motoren (6) auf eine Ausgangswelle (8) wirken, welche direkt oder indirekt mit einem Rotor (3) des Refiners (1) verbunden ist, wobei zumindest einem Elektromotor ein Frequenzumrichter vorgeschaltet ist, sodass eine Drehzahl dieses Elektromotors mittels des Frequenzumrichters änderbar ist.
  10. Refiner (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren (6) über ein Stirnradgetriebe verbunden sind, wobei bevorzugt alle Motoren (6) auf ein mit der Ausgangswelle (8) verbundenes Stirnrad wirken.
  11. Refiner (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Motoren (6) des Antriebes eine Nennspannung von maximal 1000 V aufweisen.
  12. Refiner (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Antriebes automatisch änderbar ist, insbesondere abhängig von einem Volumenstrom von zugeführtem Material und/oder einer Qualität des Produktes.
EP24216573.6A 2024-11-29 2024-11-29 Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner Pending EP4752275A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24216573.6A EP4752275A1 (de) 2024-11-29 2024-11-29 Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner
CN202511709576.XA CN122100285A (zh) 2024-11-29 2025-11-20 一种精磨机的操作方法及精磨机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24216573.6A EP4752275A1 (de) 2024-11-29 2024-11-29 Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4752275A1 true EP4752275A1 (de) 2026-06-03

Family

ID=93742633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24216573.6A Pending EP4752275A1 (de) 2024-11-29 2024-11-29 Verfahren zum betreiben eines refiners sowie refiner

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4752275A1 (de)
CN (1) CN122100285A (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69107963T2 (de) * 1990-11-13 1995-10-05 Sunds Defibrator Jylha Oy Verfahren zum Kontrollieren der Zerkleinerungskarakteristiken eines Refiners und ein Flügel für den Refiner.
WO1999061696A1 (en) * 1998-05-27 1999-12-02 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Low speed low intensity chip refining
WO2011045090A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-21 Abb Research Ltd Procedure and system for refining a fibrous material with improved energy efficency and pulp quality
WO2018234167A1 (de) * 2017-06-22 2018-12-27 Voith Patent Gmbh Faserbehandlungsanordnung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69107963T2 (de) * 1990-11-13 1995-10-05 Sunds Defibrator Jylha Oy Verfahren zum Kontrollieren der Zerkleinerungskarakteristiken eines Refiners und ein Flügel für den Refiner.
WO1999061696A1 (en) * 1998-05-27 1999-12-02 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Low speed low intensity chip refining
WO2011045090A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-21 Abb Research Ltd Procedure and system for refining a fibrous material with improved energy efficency and pulp quality
WO2018234167A1 (de) * 2017-06-22 2018-12-27 Voith Patent Gmbh Faserbehandlungsanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
CN122100285A (zh) 2026-05-29

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR