WO2002081161A1 - Verfahren zur aufbereitung von einjahrespflanzen für die herstellung von faser- und spanplatten sowie anderen formteilen - Google Patents

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WO2002081161A1
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Albrecht Epple
Kurt Gisiger
Wolfgang Haag
Werner Schmidt
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P & T Gmbh Projekt- Und Technologieentwicklung
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of straw and other annual plants for the production of fiberboard, chipboard and insulation boards and wall elements and other molded parts and a method for the production of fiberboard, chipboard and insulation boards as well as wall elements and other molded parts made of straw and other annual plants.
  • Processes for the production of wood chipboard and wood fiber board have been known for many years and are practiced in production plants worldwide. The known methods differ in particular in the processing of the wood raw material and in the structure of the panels. While chipboard is usually formed from three layers due to the chip structure, fiberboard is usually built up in one layer. A three-layer fibreboard is the exception due to the relatively high mechanical effort.
  • Straw chipboard technology is already being implemented on an industrial scale. It has been shown that the wax layer surrounding the straw has a negative impact on the processing process. The result is a higher need for binders and lower production capacity compared to wood as a raw material. In addition, other disadvantages have been shown: (a) the mat is not stable when it is formed, (b) so-called blow-out occurs when it is quickly fed into a press, (c) excessively high temperatures and steam pressures in the middle of the plate, (d) inherent odor of the end product and (e) poor coating properties of the board.
  • the known pressure shredding machines have been developed due to the geometry of the wood chips and are oversized for straw shredding.
  • the present invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages mentioned above.
  • this object is achieved by a process for the preparation of straw and other annual plants for the production of fibreboard, chipboard and insulation boards, as well as wall elements and other molded parts, which comprises the following steps:
  • Steaming serves the purpose of plasticizing the straw and the wax layer to such an extent that subsequent mechanical processing creates fiber-like particles and largely prevents the generation of dust.
  • Bagasse is an example of an annual plant.
  • the present invention provides a method for the production of fiber, chipboard and insulation boards as well as wall elements and other molded parts from straw and other annual plants, comprising a method according to one of claims 1 to 25.
  • the steaming of the straw or the annual plants is carried out under pressure of up to 9 bar. It is preferably 3 bar.
  • the straw or the annual plants are / are comminuted in mills or cutting devices before conditioning. After conditioning, the straw or the annual plants are / are advantageously defibrated using at least one fibrator. Vibration is preferably understood to mean a fiberizer working under atmospheric conditions.
  • fibrators connected in series are used. Regardless of how the fibrators are connected, it is conceivable not to use the fibrators for partial flows.
  • the straw or the annual plants are / are advantageously moistened with water before and / or after the chopping.
  • the purpose of moistening is to plasticize the straw or the annual plants and the wax layer to such an extent that subsequent mechanical processing creates fiber-like particles and largely prevents the generation of dust.
  • Acid and / or at least one additive is / are advantageously added to the water.
  • This mechanical process with chemical-thermal support significantly increases the bondability of the straw fibers, leads to a better escape of water vapor from the board during the board pressing process and increases the moisture resistance of the end product.
  • the additive is preferably selected from the group comprising acid, odor-binding agent, antifungal, hydrophobizing agent and urea.
  • the straw or the annual plants are / are advantageously conditioned in a metering and buffer container over a period of time in the range from 0.5 minutes to several hours.
  • the dwell time depends on various circumstances, such as B. Strohausausgangsmaterial, the initial moisture, the temperature and the quality requirement that is placed on the subsequent defibration.
  • the time period is particularly preferably in the range from 2 to 20 minutes.
  • the straw or the annual plants with a final moisture content in the range from 25 to 80% are / are advantageously steamed with saturated steam or superheated steam.
  • the moisture content after vapor deposition is particularly preferably 50%.
  • the straw or the annual plants are expediently steamed with the addition of acid.
  • the straw or the annual plants are / are steamed with the addition of an odorant.
  • the odor of the straw in the end product can be reduced or completely eliminated by adding an odor binding agent.
  • the straw or the annual plants is / are dampened with the addition of an additive from the group comprising antifungal, hydrophobizing agents and urea.
  • the straw or the annual plants are / are favorably steamed in a mixing container with a variably adjustable dwell time.
  • the shredded straw or the shredded annual plants are / are advantageously dried.
  • the shredded straw or the shredded annual shrimp is / are sieved after drying. This enables a division into cover and middle layer material.
  • roughly shredded straw or roughly shredded annual plants are / are shredded after drying by means of at least one mill or at least one fibrator.
  • the fibrator is a shredder of the type in which the material to be shredded is sucked in axially by the fan action of a beater wheel through an inlet designed as a heavy material separator and is evenly distributed over the grinding track on the circumference of a grinding chamber.
  • the shredded straw or shredded annual plants are dried by means of at least one drum dryer. These are more energy efficient than tube dryers.
  • the shredded straw or shredded annual plants are dried again after sieving.
  • pre-shredded wood or other solid particles are / are added to the straw or the annual plants. It can be wood chips or sawdust.
  • the shredded straw or the shredded annual plants are / are moistened and glued in at least one mechanical mixing device.
  • PMDI polyurethane binder
  • EMPDI emulsifiable PMDI
  • UF urea-formaldehyde resin
  • MUF melamine-urea-formaldehyde resin
  • PF phenol-formaldehyde resin
  • MUPF melamine- Urea-phenol-formaldehyde resin
  • At least one additive is added before and / or after the gluing.
  • the additive is advantageously a wetting, odor-binding, odor-changing, hydrophobic, coloring, buffering, pH-changing, fire-retardant, glue-spreading agent. anticoagulant or antifungal agent. It is also conceivable that other substances are metered in with which, for example, termite resistance, increased thermal and acoustic insulation and good antistatic properties and weight reduction are achieved.
  • the two material flows are glued with different glues.
  • an additive When gluing, an additive is advantageously added which, under the influence of heat in a press and releasing oxygen, sets in motion an oxidative reaction. This will break down potential odor molecules.
  • the addition of the oxidizing agent is preferably intended for a middle layer material, but can also be used for the treatment of a top layer material.
  • the invention is based on the surprising finding that straw can be defibrated without pressure with less effort. This enables the production of straw chipboard, straw fiberboard, straw insulation board and straw wall elements and other molded parts in a single system. Furthermore, decoupling of stock preparation from plate manufacture can be achieved, which increases plant availability.
  • the processing and manufacturing processes require less electrical and thermal energy.
  • the investment costs are also lower.
  • the plant capacity is increased by shorter pressing times.
  • FIG. 1 shows a plant for carrying out a method for processing straw and other annual plants for the production of fibreboard, chipboard and insulating boards, as well as wall elements and other molded parts, according to a particular embodiment of the invention.
  • Straw is first crushed in four hammer mills 1 connected in parallel. It is then passed to two metering and buffer containers 3 connected in series, water and acid and, if appropriate, further additives for moistening the straw being added via the metering devices 2. The straw is conditioned in the dosing and buffer container 3. The dwell time depends on various conditions, such as straw feed material, output moisture, temperature and the quality standards that are set for the subsequent defibration. The straw is then conveyed into five mixing containers 4 connected in parallel and steamed there with a moisture content of preferably 50% under atmospheric, that is to say unpressurized, conditions with saturated steam or superheated steam.
  • Steaming can also be carried out under pressure up to 9 bar, preferably up to 3 bar (not shown).
  • Acid, odor-binding agents and / or other additives, for example antifungal agents, water repellents and urea, can be added via a metering device 6. With the mixing container 4, the dwell time can be set variably.
  • the straw is then passed to fibrators 5 connected in series and fiberized.
  • the straw is then dried in a drum dryer 9. This is possible due to the unpressurized discharge of the straw from the fibrators 5.
  • the final material moisture is between 1% and 15%, preferably 3% to 6%.
  • the straw then passes through a cyclone 9a and then through a sieving device 7, in which shredded straw is divided into cover layer and middle layer material.
  • Coarser material can be shredded using mills 8 or fibrators (not shown).
  • the possibility of dividing the material into cover layer and middle layer material only after drying in a sieving device 7 results from the fact that the particle or fiber spectrum can be variably adjusted with the several fibrators 5 working in parallel.
  • the setting on the hammer mills 1, the fibrators 5 and the mills 8 determines the fineness and the appearance of the particles or fibers produced.
  • the fibrators 5 and the mills 8 can be set so that both fibers and chip-like end products are produced. It is thereby possible to produce products with a smooth transition from a straw fiberboard to a chipboard, whereby the difference lies essentially in the particle size of the middle layer. This applies equally to the production of insulation boards, wall elements and other molded parts.
  • straw Since the shredding of straw and the subsequent fractionation inevitably results in a relatively large amount of fine material, it makes economic sense to burn this committee and generate thermal energy for the production process.
  • straw has some special features that do not allow the same incinerators to be used as in the wood fiber industry.
  • the generation of the hot gas necessary for drying is done exclusively by straw dust in at least one non-bricked steel combustion comb 10 with a so-called dust combi burner 11.
  • the fuel used is the straw accumulation that occurs in production, which is predominantly in dust form. Larger particles are re-ground by mills to ensure the grain size required for optimal combustion.
  • Back-up firing uses natural gas or light oil.
  • a thermal oil heater 12 which heats the thermal oil to a temperature required for a press and is used to generate process steam, is also equipped with a burner 13 of the same type. Here too, straw dust is used as fuel in normal operation.
  • the top layer and middle layer material are moistened and glued, 16 additives, for example odor-binding agents, being metered in beforehand by means of a metering device.
  • the resulting middle layer and top layer material is then processed into straw chipboard, straw fiberboard, straw insulation panels or straw wall elements.
  • the following particle or fiber dimensions can be obtained, depending on the desired end product are: length 0.1 mm to 100 mm, preferably 1 mm to 25 mm; Width or thickness: 0.001 mm to 10 mm, preferably 0.1 to 3 mm.

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Abstract

Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderer Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen, das die folgenden Schritte umfasst: Befeuchten und Konditionieren des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen, Bedämpfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen und druckloses Zerfasern des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen und Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen.

Description

VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG VON EINJAHRES PLANZEN FÜR DIE HERSTELLUNG VON FASERUND SPANPLATTEN SOWIE ANDEREN FORMTEILEN
"Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen und Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen und ein Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen aus Stroh und anderen Einjahrespflanzen. Verfahren zur Herstellung von Holz-Spanplatten und Holz-Faserplatten sind seit vielen Jahren bekannt und werden in Produktionsanlagen weltweit praktiziert. Die bekannten Verfahren unterscheiden sich insbesondere in der Aufbereitung des Holzrohstoffes und im Aufbau der Platten. Während Spanplatten aufgrund der Spanstruktur normalerweise aus drei Schichten geformt werden, werden Faserplatten in der Regel einschichtig aufgebaut. Eine dreischichtig aufgebaute Faserplatte ist wegen des relativ hohen maschinellen Aufwands die Ausnahme.
Bei der Verwendung von Stroh als Rohstoff geht man bisher sowohl bei der Stroh- Spanplatten- als auch bei der Stroh-Faserplattenherstellung im wesentlichen von den gleichen verfahrenstechnischen Abläufen und der gleichen maschinellen Ausrüstung aus, wie sie sich bei Holz als Plattenrohstoff bewährt haben.
Die Realisierung der Stroh-Spanplattentechnologie wird bereits im großtechnischen Maßstab durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, daß die den Strohhalm umgebende Wachsschicht den Verarbeitungsprozeß negativ beeinflußt Die Folge ist höherer Bindemittelbedarf und geringe- re Produktionskapazität im Vergleich zu Holz als Einsatzstoff. Darüber hinaus haben sich weitere Nachteile gezeigt: (a) die Matte ist bei der Formung nicht stabil, (b) Austreten von sogenannten Ausbläsern bei schnellem Einlauf in eine Presse, (c) zu hohe Temperaturen und Dampfdrücke in der Plattenmitte, (d) Eigengeruch des Endproduktes und (e) schlechte Be- schichtungseigenschaften der Platte.
Für die Herstellung von Stroh-Faserplatten liegen umfangreiche Untersuchungen im Laborbzw. Technikumsmaßstab vor. Die industrielle Umsetzung in eine Produktionsanlage steht noch aus.
Bei dem bekannten Konzept zur Aufbereitung von Stroh zum faserartigen Ausgangsmaterial für Faserplatten ist - wie bei der Verarbeitung von Holz - vorgesehen, das zerkleinerte Stroh in einer Dampfatmosphäre bei ca. 4 bis 6 bar Überdruck thermisch aufzuschließen und zwi- sehen Mahlscheiben mechanisch zu zerfasern. Das Faser-Dampf-Gemisch wird anschließend einer Trocknungsanlage (Rohrtrockner) zugeführt. Diese Verfahrensschritte sind durch einen hohen maschinentechήischen Investionsaufwand sowie durch nicht unerhebliche Betriebskosten für die elektrische und thermische Energie gekennzeichnet. Insofern unterscheidet es sich nicht von der bekannten Zerfaserungstechnologie für Holzfaserplatten. Die aufgeführten Gründe führen zu höheren Herstellungskosten insbesondere für Strohfaserplatten.
Bei Anlagenkapazitäten von mehr als ca. 25 Tonnen pro Stunde werden zudem zwei parallel arbeitende Zerfaserungs- und Trocknungslinien erforderlich, da die derzeit leistungsfähigsten Druckzerfaserer bei 25 Tonnen enden. Nach der Trocknung der Fasern lassen sich die beiden Linien wieder zusammenführen, um eine einschichtige Faserplatte zu erzeugen. Bei dem bekannten Konzept ist vorgesehen, mit den beiden Linien eine dreischichtige Platte herzustellen, bei der ein Materialstrom in die untere und obere Deckschicht aufgeteilt wird. Da die Produktion von der gleichzeitigen Verfügbarkeit beider Produktionslinien abhängt, führt der Ausfall einer Anlage zwangsläufig zu einem Totalstopp der gesamten Plattenproduktion.
Die bekannten Druckzerfaserungsmaschinen sind aufgrund der Geometrie der Holzhackschnitzel entwickelt worden und sind für die Strohzerfaserung überdimensioniert.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile zu beseitigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen, das die folgenden Schritte umfaßt:
a) Befeuchten und Konditionieren des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen, b) Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen und
c) druckloses Zerfasern des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen.
Das Bedampfen dient dem Zweck, das Stroh und die Wachsschicht so weit zu plastifizieren, daß durch die nachfolgende mechanische Bearbeitung faserähnliche Partikel entstehen und die Erzeugung von Staub dabei weitgehend unterbleibt. Ein Beispiel für eine Einjahrespflanze stellt die Bagasse dar.
Weiterhin liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen aus Stroh und anderen Einjahrespflanzen, umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25.
Bei dem Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen kann vorgesehen sein, daß das Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen unter atmosphärischen Bedingungen durchgeführt wird. Unter atmosphärischen Bedingungen ist dabei gleichbedeutend mit drucklos.
Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß das Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen unter Druck von bis zu 9 bar durchgeführt wird. Vorzugsweise beträgt er 3 bar.
Ferner kann vorgesehen sein, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor dem Konditionie- ren in Mühlen oder Schneideeinrichtungen zerkleinert wird/werden. Günstigerweise wird/werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen nach dem Konditionieren mittels mindestens eines Fibrators zerfasert. Unter Fibration wird vorzugsweise ein unter atmosphärischen Bedingungen arbeitender Zerfaserer verstanden.
Dabei kann vorgesehen sein, daß mehrere parallel geschaltete Fibratoren verwendet werden.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß mehrere in Reihe geschaltete Fibratoren verwendet werden. Unabhängig davon, wie die Fibratoren geschaltet sind, ist es denkbar, für Teilströme die Fibratoren nicht zu verwenden.
Günstigerweise wird/ werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor und/oder nach dem Zerkleinern mit Wasser befeuchtet. Das Befeuchten dient dem Zweck, das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen und die Wachsschicht so weit zu plastifizieren, daß durch die nachfolgende mechanische Bearbeitung faserähnliche Partikel entstehen und die Erzeugung von Staub dabei weitgehend unterbleibt.
Vorteilhafterweise wird/werden dem Wasser Säure und/oder mindestens ein Additiv hinzugefügt. Die Zusetzung geringer Mengen Säure unterstützt in Verbindung mit der Feuchtigkeit und der Reibungswärme beim aufrauhenden Mahlvorgang den Aufschluß der Wachsschicht, wobei ein Teil des Wachses verdampft. Dieser mechanische Vorgang mit chemischthermischer Unterstützung erhöht entscheidend die Verleimbarkeit der Strohfasern, führt zu einem besseren Entweichen des Wasserdampfes aus der Platte während des Platten- Preßvorgangs und erhöht die Feuchtebeständigkeit des Endprodukts.
Vorzugsweise ist das Additiv aus der Gruppe umfassend Säure, Geruchsbindemittel, Pilzschutz-, -Hydrophobierungsmittel und Harnstoff ausgewählt ist. Durch die Zugabe eines Ge- ruchsbindemittels kann der Eigengeruch des Strohs im Endprodukt reduziert bzw. vollständig beseitigt werden.
Vorteilhafterweise wird/werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen in einem Dosier- und Pufferbehälter über eine Zeitdauer im Bereich von 0,5 Minuten bis mehrere Stunden kondi- tioniert. Die Verweilzeit hängt von verschiedenen Gegebenheiten ab, wie z. B. Strohausgangsmaterial, der Ausgangsfeuchte, der Temperatur und vom Qualitätsanspruch, der an die anschließende Zerfaserung gestellt wird.
Besonders bevorzugt liegt die Zeitdauer im Bereich von 2 bis 20 Minuten.
Vorteilhafterweise wird/werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen mit einem Endfeuchtegehalt im Bereich von 25 bis 80 % mit Sattdampf oder überhitztem Dampf bedämpft.
Besonders bevorzugt beträgt der ünαieuchtegehalt nach dem Bedampfen 50 %.
Zweckmäßigerweise wird/werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz von Säure bedämpft.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz eines Geruchsbindemittels bedämpft wird/werden. Durch Zugabe eines Geruchbindemittels kann der Eigengeruch des Strohs im Endprodukt reduziert werden bzw. vollständig beseitigt werden. Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz eines Additivs aus der Gruppe umfassend Pilzschutz-, Hydrophobierungsmittel und Harnstoff bedämpft wird/werden.
Günstigerweise wird/werden das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen in einem Mischbehälter mit variabel einstellbarer Verweilzeit bedämpft.
Vorteilhafterweise wird/werden das zerfaserte Stroh bzw. die zerfasterten Einjahrespflanzen getrocknet.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjah- respflanzeh nach dem Trocknen gesiebt wird/werden. Dadurch ist eine Aufteilung in Deckschicht- und Mittelschichtmaterial möglich.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß grob zerfasertes Stroh bzw. grob zerfaserte Einjahrespflanzen mittels mindestens einer Mühle oder mindestens eines Fibrators nach dem Trocknen nachzerkleinert wird/werden.
Günstigerweise ist der Fibrator ein Zerfaserer vom Typ, bei dem durch einen als Schwergutabscheider ausgebildeten Einlauf das zu zerfasernde Material durch die Ventilatorwirkung eines Schlägerrades axial angesaugt und gleichmäßig auf die Mahlbahn am Umfang einer Mahlkammer verteilt wird.
Vorteilhafterweise wird/werden das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen mittels mindestens eines Trommeltrockners getrocknet. Diese sind energiesparender als Rohrtrockner. Außerdem kann vorgesehen sein, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen nach dem Sieben ein weiteres Mal getrocknet wird/werden.
Auch kann vorgesehen sein, daß dem Stroh bzw. den Einjahrespflanzen vorzerkleinertes Holz oder andere Feststoffpartikel zugegeben wird/werden. Dabei kann es sich um Holzspäne oder Sägespäne handeln.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen kann vorgesehen sein, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen in mindestens einer mechanischen Mischeinrichtung befeuchtet und beleimt wird/werden.
Auch kann vorgesehen sein, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen nach dem Trocknen in mehrere Materialströme mit unterschiedlichen Partikel- bzw. Faserspektren aufgeteilt wird/werden und mindestens zwei Materialströme in getrennten mechanischen Mischeinrichtungen beleimt und gegebenenfalls zusätzlich befeuchtet werden.
Vorteilhafterweise ist als Leim ein Klebstoff aus der Gruppe umfassend PMDI (Polyurethan- Bindemittel), EMPDI (emulgierfähiges PMDI), UF (Harnstoff-Formaldehydharz), MUF (Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz), PF (Phenol-Formaldehydharz), MUPF (Melamin- Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz) und jegliche Mischformen derselben ausgewählt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß vor und/oder nach dem Beleimen mindestens ein Additiv hinzugefügt wird.
Günstigerweise ist das Additiv ein benetzendes, geruchsbindendes, geruchsveränderndes, hy- drophobierendes, färbendes, pufferndes, pH-Wert-veränderndes, brandhemmendes, leimstrek- kendes, viskositätsverändemdes oder pilzhemmendes Mittel. Es ist auch denkbar, daß andere Stoffe zudosiert werden, mit denen beispielsweise Termitenbeständigkeit, erhöhte Wärme- und Schalldämmung und gute Antistatik sowie Gewichtsreduzierung erreicht wird.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß die zwei Materialströme mit unterschiedlichen Leimen beleimt werden.
Vorteilhafterweise wird beim Beleimen ein Zusatz beigemischt, der unter Wärmeeinfluß in einer Presse unter Abspaltung von Sauerstoff eine oxidative Reaktion in Gang setzt. Dadurch werden potentielle Geruchsmoleküle aufgespalten. Die Zugabe des Oxidationsmittels ist vorzugsweise für ein Mittelschichtmaterial vorgesehen, läßt sich aber auch für die Behandlung eines Deckschichtmaterials einsetzen.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor einem Pressen, erwärmt wird/werden.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß Stroh mit einem geringeren Aufwand drucklos zerfasert werden kann. Dies ermöglicht die Herstellung von Stroh- Spanplatten, Stroh-Faserplatten, Stroh-Dämmplatten und Stroh- Wandelementen und anderer Formteile in einer einzigen Anlage. Weiterhin läßt sich damit eine Entkopplung der Stoffaufbereitung von der Plattenherstellung erreichen, wodurch die Anlagenverfügbarkeit erhöht wird.
Außerdem ergibt sich ein leimsparendes Herstellverfahren, da beim Trocknen kein Leim vernichtet wird. Weiterhin können bei der Faserplattenherstellung bei der Mittel- und Deckschicht unterschiedliche Leimsysteme eingesetzt werden.
Das Aufbereitungs- und das Herstellverfahren benötigen weniger elektrische und thermische Energie. Weiterhin sind die Investitionskosten geringer. Außerdem wird die Anlagenkapazität durch geringere Preßzeiten erhöht.
Schließlich ergibt sich gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Endprodukt ohne Strohgeruch.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur im einzelnen erläutert ist.
In Figur 1 ist eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Das Verfahren soll nachfolgend anhand der in Figur 1 dargestellten Anlage erläutert werden. Stroh wird zunächst einmal in vier parallel geschalteten Hammermühlen 1 zerkleinert. Danach wird es zu zwei in Reihe geschalteten Dosier- und Pufferbehältern 3 geleitet, wobei über die Dosiereinrichtungen 2 Wasser und Säure sowie gegebenenfalls weitere Additive zum Befeuchten des Strohs hinzugegeben werden. In dem Dosier- und Pufferbehälter 3 konditioniert das Stroh. Die Verweilzeit hängt von verschiedenen Gegebenheiten ab, wie beispielsweise Strohausgangsmaterial, Ausgangsfeuchte, Temperatur und vom Qualitätsanspruch, der an die anschließende Zerfaserung gestellt wird. Anschließend wird das Stroh in fünf parallel geschaltete Mischbehälter 4 befördert und dort mit einem Feuchtegehalt von vorzugsweise 50 % unter atmosphärischen, das heißt drucklosen Bedingungen mit Sattdampf oder überhitztem Dampf bedämpft. Dabei kann das Bedampfen auch unter Druck bis 9 bar, vorzugsweise bis 3 bar erfolgen (nicht dargestellt). Über eine Dosiereinrichtung 6 können Säure, Geruchsbindemittel und/oder andere Additive, beispielsweise Pilzschutz-, Hydrophobierungsmittel und Harnstoff zugegeben werden. Bei den Mischbehäl- tem 4 kann die Verweilzeit variabel eingestellt werden.
Nachfolgend wird das Stroh zu dahinter in Reihe geschalteten Fibratoren 5 geleitet und zerfasert.
Anschließend wird das Stroh in einem Trommeltrockner 9 getrocknet. Dies ist aufgrund des drucklosen Austrags des Strohs aus den Fibratoren 5 möglich. Die Materialendfeuchte liegt zwischen 1 % und 15 %, bevorzugt 3 % bis 6 %.
Danach tritt das Stroh durch einen Zyklon 9a und dann durch eine Siebeinrichtung 7, in der zerfasertes Stroh in Deckschicht- und Mittelschichtmaterial aufgeteilt wird. Gröberes Gut kann durch Mühlen 8 oder Fibratoren (nicht gezeigt) nachzerkleinert werden. Die Möglichkeit, das Material erst nach dem Trocknen in einer Siebeinrichtung 7 in Deckschicht- und Mittelschichtmaterial aufzuteilen, ergibt sich dadurch, daß das Partikel- bzw. Faserspektrum mit den mehreren, parallel arbeitenden Fibratoren 5 variabel eingestellt werden kann.
Die Einstellung an den Hammermühlen 1, den Fibratoren 5 und den Mühlen 8 bestimmt die Feinheit und das Aussehen der erzeugten Partikel bzw. Fasern. Im Gegensatz zur Druckzerfa- serung können die Fibratoren 5 und die Mühlen 8 so eingestellt werden, daß sowohl Fasern als auch spanähnliche Endprodukte erzeugt werden. Es ist dadurch möglich, Produkte mit einem fließenden Übergang von einer Strohfaserplatte zur Strohspanplatte herzustellen, wobei der Unterschied im wesentlichen in der Partikelgröße der Mittelschicht liegt. Dies gilt glei chermaßen für die Herstellung von Dämmplatten, Wandelementen und anderen Formteilen.
Da bei der Zerkleinerung von Stroh und der anschließenden Fraktionierung zwangsläufig re lativ viel Feinmaterial anfallt, ist es ökonomisch sinnvoll, diesen Ausschuß zu verbrennen, un thermische Energie für den Produktionsprozeß zu erzeugen. Stroh hat jedoch einige Beson derheiten, die es nicht erlauben, die gleichen Verbrennungsanlagen wie in der Holzfaserindu strie einzusetzen. Die Erzeugung des zur Trocknung notwendigen Heißgases geschieht dahe ausschließlich durch Strohstaub in mindestens einer nicht ausgemauerten Stahlbrennkamme 10 mit einem sogenannten Staub-Kombibrenner 11. Als Brennstoff dienen die in der Produk tion anfallenden Strohabfalle, die überwiegend in Staubform vorliegen. Größere Partikel wer den durch Mühlen nachgemahlen, um die für die optimale Verbrennung erforderliche Korn große zu gewährleisten. Für die seltenen Anfahrphasen und für eine eventuell notwendig! Stützfeuerung wird Erdgas bzw. Leichtöl verwendet.
Ein Thermalölerhitzer 12, der das Thermalöl auf eine für eine Presse erforderliche Temperatti erwärmt und zur Erzeugung von Prozeßdampf dient, ist ebenfalls mit einem Brenner 13 von selben Typ ausgerüstet. Auch hier wird im Normalbetrieb Strohstaub als Brennstoff einge setzt.
In mechanischen Mischeinrichtungen 14 und 15 werden das Deckschicht- und Mittelschicht material befeuchtet und beleimt, wobei vorher noch mittels einer Dosiereinrichtung 16 Addi tive, beispielsweise geruchsbindende Mittel zudosiert werden. Das resultierende Mittel Schicht- und Deckschichtmaterial wird dann zu Stroh-Spanplatten, Stroh-Faserplatten, Stroh Dämmplatten oder Stroh- Wandelementen weiterverarbeitet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das einen drucklosen Aufschluß von Stroh vorsieht können je nach gewünschtem Endprodukt folgende Partikel- bzw. Faserabmessungen herge stellt werden: Länge 0,1 mm bis 100 mm, bevorzugt 1 mm bis 25 mm; Breite bzw. Dicke: 0,001 mm bis 10 mm, bevorzugt 0,1 bis 3 mm.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

"Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen und Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandeiementen und anderen Formteilen"Ansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von Stroh und anderen Einjahrespflanzen für die Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen, das die folgenden Schritte umfaßt: a) Befeuchten und Konditionieren des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen,
b) Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen und
c) druckloses Zerfasern des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen.
2. . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen unter atmosphärischen Bedingungen durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedampfen des Strohs bzw. der Einjahrespflanzen unter Druck von bis zu 9 bar durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor dem Konditionieren in Mühlen oder Schneideeinrichtungen zerkleinert «• wird/werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen nach dem Konditionieren mittels mindestens eines Fibrators zerfasert wird/werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel geschaltete Fibratoren verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Reihe geschaltete Fibratoren verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor und/oder nach dem Zerkleinern mit Wasser befeuchtet wird/werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Säure und/oder mindestens ein Additiv hinzugefügt wird/werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv aus der Gruppe umfassend Säure, Geruchsbindemittel, Pilzschutz-Hydrophobierungsmittel und Harnstoff ausgewählt ist.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen in einem Dosier- und Pufferbehälter über eine Zeitdauer im Bereich von 0,5 Minuten bis mehrere Stunden konditioniert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer im Bereich von 2 bis 20 Minuten liegt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen auf einen Endfeuchtegehalt im Bereich von 25 bis 80 % mit Sattdampf oder überhitztem Dampf bedämpft wird/werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Endfeuchtegehalt nach dem Bedampfen 50 % beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz von Säure bedämpft wird/werden.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz eines Geruchsbindemittels bedämpft wird/werden.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen unter Zusatz eines Additivs aus der Gruppe umfassend Pilzschutz-, Hydrophobierungsmittel und Harnstoff bedämpft wird/werden.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen in einem Mischbehälter mit variabel einstellbarer Verweilzeit bedämpft wird/werden.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen getrocknet wird/werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen nach dem Trocknen gesiebt wird/werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß grob zerfasertes Stroh bzw. grob zerfaserte Einjahrespflanzen mittels mindestens einer Mühle oder mindestens eines Fibrators nach dem Trocknen nachzerkleinert wird/werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Fibrator ein Zerfaserer vom Typ ist, bei dem durch einen als Schwergutabscheider ausgebildeten Einlauf das zu zerfasernde Material durch die Ventilatorwirkung eines Schlägerrades axial angesaugt und gleichmäßig auf die Mahlbahn am Umfang einer Mahlkammer verteilt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfa- . serte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen mittels mindestens eines Trommeltrockners getrocknet wird/werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen nach dem Sieben ein weiteres Mal getrocknet wird/werden.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stroh bzw. den Einjahrepflanzen vorzerkleinertes Holz oder andere Feststoffpartikel zugegeben wird/werden.
26. Verfahren zur Herstellung von Faser-, Span- und Dämmplatten sowie Wandelementen und anderen Formteilen aus Stroh und anderen Einjahrespflanzen, umfassend ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen in mindestens einer mechanischen Mischeinrichtung befeuchtet und beleimt wird/werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das zerfaserte Stroh bzw. die zerfaserten Einjahrespflanzen nach dem Trocknen in mehrere Materialströme mit unterschiedlichen Partikel- bzw. Faserspektren aufgeteilt wird/werden und mindestens zwei Materialströme in getrennten mechanischen Mischeinrichtungen beleimt und gegebenenfalls zusätzlich befeuchtet werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß als Leim ein Klebstoff . aus der Gruppe umfassend PMDI (Polyurethan-Bindemittel), EMPDI (emulgierfahiges
PMDI), UF (Harnstoff-Formaldehydharz), MUF (Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz), PF (Phenol-Formaledehydharz), MUPF (Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz) und jegliche Mischformen derselben ausgewählt ist.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder nach dem Beleimen mindestens ein Additiv zugeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv ein benetzendes, geruchsbindendes, geruchs veränderndes, hydrophobierendes, färbendes, pufferndes, pH- Wert-veränderndes, brandhemmendes, leimstreckendes, viskositätsverändemdes oder pilzhemmendes Mittel ist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Materialströme mit unterschiedlichen Leimen beleimt werden.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beleimen ein Zusatz beigemischt wird, der unter Wärmeeinfluß in einer Presse unter Abspaltung von Sauerstoff eine oxidative Reaktion in Gang setzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh bzw. die Einjahrespflanzen vor einem Pressen erwärmt wird/werden.
Neuanmeldung
Bezugszeichenliste
1 Hammermühle
2 Dosiereinrichtung
3 Dosier- und Pufferbehälter
4 Mischbehälter
5 Fibrator
6 Dosiereinrichtung
7 Siebeinrichtung
8 Mühle
9 Trommeltrockner
9a Zyklon
10 Stahlbrennkammer
11 Staub-Kombi-Brenner
12 Thermalölerhitzer
13 Brenner
14 Mischeinrichtung
15 Mischeinrichtung
16 Dosiereinrichtung
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