DE102011114353A1

DE102011114353A1 - Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist

Info

Publication number: DE102011114353A1
Application number: DE102011114353A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hölscher; Michael Schulte von Bentheim
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-03-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist mit den folgenden Bearbeitungsschritten: – Lagerung des Pferdemistes in einer Miete, – Zerkleinerung des Pferdemistes, Trocknen des zerkleinerten Pferdemistes, – Mahlen des getrockneten Pferdemistes in kleinere Partikel, – Zusetzen eines Additivs, – Pelletieren des mit dem Additiv versetzten Pferdemist-Mehls. Um eine Lösung zu finden, wie der Energiebedarf zur Herstellung der Pellets verringert werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Lagerung des Pferdemistes in der Miete unter einer zumindest zeitweise aufgebrachten wärmedämmend wirkenden Abdeckung erfolgt und die bei der Lagerung des Pferdemistes aus der chemischen Reaktion von Inhaltsstoffen des Pferdemistes anfallende Abwärme und/oder die aus der bei der Pelletierung erfolgenden Aufbeizung des zu pelletierenden Materials anfallende Abwärme über ein Wärmetauscher abführbar und dem Trocknungsprozess zuführbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist.
Aus der Schrift DE 28 31 583 ist es bekannt, aus Pferdemist Pellets herzustellen, um dadurch ein streu- und rieselfähiges Düngemittel für Pflanzen zu erhalten. Im Einzelnen werden dazu die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen:

– Lagerung des Pferdemistes in einer Miete, Zerkleinerung des Pferdemistes,
– Trocknen des zerkleinerten Pferdemistes,
– Mahlen des getrockneten Pferdemistes in kleinere Partikel,
– Zusetzen eines Additivs, und
– Pelletieren des mit dem Additiv versetzten Pferdemist-Mehls.

Die Verarbeitung von Pferdemist zu Pellets ist vorteilhaft, weil dadurch das Entsorgungsproblem der Pferdeställe gelöst wird und die Verwender einen gut zum Düngen von Pflanzen verwend- und verwertbaren Dünger erhalten. Durch die Verarbeitung des Düngers auf den Pferdehöfen erhalten diese eine zusätzliche Wertschöpfungsquelle, ohne dass es dazu allzu hoher Investitionen bedarf. Bei der bekannten Verarbeitungstechnik fällt allerdings ein vergleichsweise hoher Energieaufwand für die Aufarbeitung des Pferdemistes zu Pellets an.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zu finden, wie der Energiebedarf zur Herstellung der Pellets verringert werden kann.
Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, indem die Lagerung des Pferdemistes in der Miete unter einer zumindest zeitweise aufgebrachten wärmedämmend wirkenden Abdeckung erfolgt und die bei der Lagerung des Pferdemistes aus der chemischen Reaktion von Inhaltsstoffen des Pferdemistes anfallende Abwärme und/oder die aus der bei der Pelletierung erfolgenden Aufheizung des zu pelletierenden Materials anfallende Abwärme über einen Wärmetauscher abführbar und dem Trocknungsprozess zuführbar ist.
Die Lagerung des Pferdemistes in einer Miete ist kostengünstig möglich. Es genügt eine einfache Bodenplatte, beispielsweise aus Beton, auf die der Pferdemist aufgeschüttet wird. Durch das nur zeitweise Aufbringen einer wärmedämmend wirkenden Abdeckung kann diese günstige Lagerungstechnik auf einer Bodenplatte beibehalten werden. Entsprechende Bodenplatten sind auf landwirtschaftlichen Betrieben häufig bereits vorhanden, so dass für deren Herstellung keine zusätzlichen Investitionen erforderlich sind. Durch das zeitweise Aufbringen der wärmedämmend wirkenden Abdeckung ist es aber möglich, die Abstrahlungsverluste der durch chemische Reaktionen im lagernden Pferdemist entstehenden Prozesswärme zumindest zu verringern und die Wärme zunächst in der Miete zu halten. Bei den chemischen Reaktionen im lagernden Pferdemist handelt es sich insbesondere um Gärprozesse, es können aber auch andere chemische Reaktionen ablaufen, bei denen Wärme frei wird.
Die Abdeckung kann beispielsweise aus einer wärmereflektierend beschichteten ein- oder mehrlagigen Folie, einem Gewebe und/oder einem Vlies bestehen. Die Folie, das Gewebe und/oder das Vlies sind kostengünstig herstellbar und leicht handhabbar und lagerbar. Diese Materialien können vielfach wieder verwendet werden. Das Material der Abdeckung kann luft- oder dampfdurchlässig oder auch wasserundurchlässig ausgestaltet sein.
Die Abdeckung kann – wenn aktuell oder dauerhaft kein zusätzlicher Pferdemist mehr in die Miete eingebracht werden soll – über den Misthaufen gezogen und an den Seiten gesichert werden, wobei vorzugsweise auf eine möglichst wärmeverlustfreie Sicherung zu achten ist. Das Überziehen der Abdeckung ist je nach Größe des Misthaufens manuell mit einer oder zwei Personen machbar, oder es wird eine maschinelle Hilfe eingesetzt. Da die Prozesswärme nicht mehr so leicht aus dem Misthaufen abstrahlt, erwärmt sich der Misthaufen durch die anfallende und sich aufsummierende Prozesswärme.
Auch bei der Pelletierung erwärmt sich das zu pelletierende Material aufgrund des einwirkenden Drucks oder auch aufgrund einer in der Pelletieranlage befindlichen Heizung. Die aus der Pelletieranlage fallenden Pellets sind wärmer als das in die Pelletiermaschine beförderte Ausgangsmaterial. Die verfahrensgemäße Behandlung des Pferdemists führt im Ergebnis dazu, dass die fertigen Pellets unkrautsamenfrei und weitestgehend keimfrei sind, was für die Verwendung der Pellets als Dünger ein wichtiges Produktmerkmal darstellt.
Die im Misthaufen und/oder in den fertigen Pellets befindliche Wärme kann über einen Wärmetauscher aufgenommen werden. Der Wärmetauscher ist so gestaltet, dass er die Wärme aus dem Mist oder den Pellets entnimmt und danach an ein Wärmeträgermedium abgeben kann. So ist es beispielsweise möglich, in der Miete und/oder in dem der Pelletiermaschine nachgeordneten Lagerort der Pellets Schläuche als Wärmetauscher anzuordnen, durch die ein Wärmeträgermedium wie beispielsweise Wasser strömt. Das Wasser kann sich durch die Schlauchwandung hindurch erwärmen und dadurch die zuvor im Misthaufen oder den Pellets befindliche Wärme in sich aufnehmen. Danach kann das Wasser in erwärmtem Zustand durch eine Leitung an die Trocknungsvorrichtung geleitet werden. Dort kann die herangeführte Wärme genutzt werden, um den zerkleinerten Pferdemist zu erwärmen und dadurch den zusätzlich für die Trocknung erforderlichen Energieaufwand zu senken. Danach kann das abgekühlte Wärmeträgermedium wieder zurückgepumpt werden, um erneut in der Miete und/oder im Pelletbunker neue Energie aufzunehmen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens ist es also möglich, die in einzelnen Verfahrensstufen anfallende überschüssige Energie mit dem Wärmetauscher aufzufangen und für die Trocknung zu nutzen. Dadurch kann der Energieverbrauch des Verfahrens insgesamt deutlich gesenkt werden, und die Herstellung der Pellets aus Pferdemist wird deutlich günstiger und umweltfreundlicher. Da es mehrere Tage dauern kann, bis die chemischen Prozesse im Pferdemist abklingen, aus denen die Prozesswärme anfällt, kann die Prozesswärme auch über mehrere Tage abgeführt werden, die sich so zu einer erheblichen Wärmeausbeute aufsummiert. Das vorgeschlagene Verfahren ist weitgehend unabhängig von den jeweils herrschenden Außentemperaturen, da die anfallenden Wärmeüberschüsse temperaturunabhägig bei kaltem oder warmem Wetter durch das Wärmetauscher aufgenommen werden können. Das vorgeschlagene Verfahren funktioniert also ganzjährig, insbesondere auch im Winter, wenn der Energiebedarf wegen der Kälte besonders hoch ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmetauscher zumindest in einem Bereich oberhalb des unteren Drittels der Höhe der Miete und/oder in einem Bereich oberhalb des unteren Drittel der Höhe des Lagerbehälters und bevorzugt zumindest in einem Bereich oberhalb der unteren Hälfte der Höhe der Miete und/oder in einem Bereich oberhalb der unteren Hälfte der Höhe des Lagerbehälters der Pellets angeordnet. Durch die Anordnung des Wärmetauschers in einem vom Boden beabstandeten Bereich befinden sich dieser in einer Höhe, in der insbesondere auch aus den unteren Bereichen der Miete oder des Pelletbunkers aufgestiegene Wärme vom Wärmetauscher aufgefangen und abgefordert werden kann. Der Wärmetauscher kann insbesondere auch in die Abdeckung eingearbeitet oder mit dieser verbunden sein.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zerkleinerung auf eine Faserlänge von maximal 50 mm und die Trocknung auf einen Restfeuchtegehalt von 10–15% der Gesamtmasse, und als Additiv wird ein das Abbinden des Pferdemist-Mehls unterstützendes Additiv zugefügt. Als ein das Abbinden des Pferdemist-Mehls unterstützendes Additiv kann insbesondere ein biologisch abbaubares Öl, insbesondere ein Bioöl wie beispielsweise Rapsöl, verwendet werden. Durch das Öl wird der im Mehl enthaltene Staub gebunden. Ein Zusatz von bis zu 3% der Gesamtmasse, bevorzugt bis zu 2% der Gesamtmasse genügt, um das Mehl und den Staub in den Pellets ausreichend zu binden. Das Öl erleichtert auch den Pelletierungsprozess, weil es durch seine schmierenden Eigenschaften den Reibwert der zu pelletierenden Masse reduziert. Es hat sich in Versuchen herausgestellt, dass bei der vorgeschlagenen Faserlänge, diesem Trocknungsgrad und dem anschließenden Zusatz eines das Abbinden unterstützenden Additivs die besten Ergebnisse hinsichtlich eines ausreichend trocknenbaren, hinreichend geruchsarmen und nicht staubenden Materials und einem daraus gepresstem Pellet erzielbar sind.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das gemahlene Pferdemist-Mehl vor dem Pelletieren in einem Silo zwischengespeichert. Durch die Zwischenschaltung eines Lagersilos bliebt das Mehl trocken und die Pelletherstellung ist in einem kontinuierlichen Prozess oder auch nach Bedarf möglich, der unabhängiger ist von der Verarbeitungsreife und dem Verarbeitungsfortschritt einer nachfolgenden Pferdemistmiete.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden dem Pferdemist-Mehl vor dem Pelletieren zusätzliche Pflanzennährstoffe in Gestalt von organischen und/oder mineralischen Düngemitteln zugemischt. Durch den Zusatz weiterer Pflanzennährstoffe können die herzustellenden Düngerpellets für bestimmte Anwendungen besonders vorteilhaft ausgestaltet werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erreicht der Pferdemist bei der Lagerung durch Prozesswärme und/oder eine gesonderte Heizung zumindest zeitweise eine Temperatur von zumindest 70°C.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der getrocknete Pferdemist in einem Mischer durchgemischt und dabei werden die gröberen Bestandteile zerkleinert. Durch den Misch- und Zerkleinerungsvorgang wird der Pferdemist für die anschließende Trocknung vorbereitet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Pferdemist in einem Schneckenförderer verdichtet, und durch die Verdichtung tritt Feuchtigkeit aus dem Pferdemist aus, die über Öffnungen aus dem Schneckenförderer austritt und separat vom Pferdemist abgefordert wird. Der Schneckenförderer kann beispielsweise eine Schneckenwendel mit einer progressiven Steigung aufweisen, durch die sich der vom Schneckenförderer ausgeübte Druck erhöht, und/oder der Förderkanal kann eine Verengung des freien Förderquerschnitts aufweisen, durch die das beförderte Material verdichtet wird. Soweit es durch diese Maßnahmen gelingt, Feuchtigkeit aus dem Pferdemist zu pressen, braucht dieser Flüssigkeitsanteil nicht mehr durch die nachgeordnete Trocknung verdampft werden. Die Verdichtung führt so zu einer zusätzlichen Verringerung der für die Pelletherstellung benötigten Energie, wenn das durch die Verdichtung abgeschiedene Wasser getrennt abgeführt wird. Im Schneckenförderer kann außerdem ein Teil oder die gesamte Zerkleinerung des Pferdemistes als Aufbereitung für die nachfolgende Trocknung erfolgen. Der Schneckenförderer kann so eine Doppelfunktion erfüllen: er transportiert das zu zerkleinernde Gut, und gleichzeitig wird das Gut dabei zerkleinert.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmetauscher als ein starres Gebilde ausgestaltet, das von oben oder seitlich in die Miete oder einen Haufen fertiger Pellets einsteckbar ist. So kann der Wärmetauscher beispielsweise als ein in Schlaufen verlaufendes Rohr oder eine Sonde ausgestaltet sein, das oder die von einem Wärmeträgermedium durchströmbar ist. Das Rohr oder die Sonde können mit einem Traktor oder einem Teleskopstapler in den Misthaufen eingesteckt und später wieder entnommen werden.
Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem die Lagervorrichtung und/oder die Pelletiervorrichtung eine Wärmetauscher aufweisen, mit dem eine in diesen Vorrichtung anfallende Wärmeenergie auffangbar ist, und die von der Wärmetauscher aufgefangene Wärme in die Trocknungsvorrichtung transportierbar und dort zur Aufheizung des Pferdemists verwendbar ist.
Für die vorrichtungsmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung gelten die vorstehenden Erläuterungen der jeweiligen Vorteile entsprechend.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nach den jeweiligen unabhängigen Verfahrens- und Vorrichtungsansprüchen mit jedem einzelnen oder mehreren der Merkmale der Unteransprüche kombinierbar ist, soweit dem keine zwingenden technischen Hindernisse entgegenstehen.
Da die vorstehende Beschreibung der Erfindung für sich verständlich und leicht nachvollziehbar ist, kann auf eine zusätzliche gegenständliche Beschreibung verzichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2831583 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist mit den folgenden Bearbeitungsschritten: – Lagerung des Pferdemistes in einer Miete, – Zerkleinerung des Pferdemistes, – Trocknen des zerkleinerten Pferdemistes, – Mahlen des getrockneten Pferdemistes in kleinere Partikel, – Zusetzen eines Additivs, – Pelletieren des mit dem Additiv versetzten Pferdemist-Mehls, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Pferdemistes in der Miete unter einer zumindest zeitweise aufgebrachten wärmedämmend wirkenden Abdeckung erfolgt und die bei der Lagerung des Pferdemistes aus der chemischen Reaktion von Inhaltsstoffen des Pferdemistes anfallende Abwärme und/oder die aus der bei der Pelletierung erfolgenden Aufheizung des zu pelletierenden Materials anfallende Abwärme über ein Wärmetauscher abführbar und dem Trocknungsprozess zuführbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zumindest in einem Bereich oberhalb des unteren Drittels der Höhe der Miete und/oder in einem Bereich oberhalb des unteren Drittel der Höhe des Lagerbehälters der Pellets angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerung auf eine Faserlänge von maximal 50 mm und die Trocknung auf einen Restfeuchtegehalt von 10–15% der Gesamtmasse erfolgt und als Additiv ein das Abbinden des Pferdemist-Mehls unterstützendes Additiv zugefügt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemahlene Pferdemist-Mehl vor dem Pelletieren in einem Silo zwischengespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pferdemist-Mehl vor dem Pelletieren zusätzliche Pflanzennährstoffe in Gestalt von organischen und/oder mineralischen Düngemitteln zugemischt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pferdemist bei der Lagerung durch Prozesswärme und/oder eine gesonderte Heizung zumindest zeitweise eine Temperatur von zumindest 70°C erreicht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der getrocknete Pferdemist in einem Mischer durchgemischt wird und dabei die gröberen Bestandteile zerkleinert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pferdemist in dem Schneckenförderer verdichtet wird und durch die Verdichtung Feuchtigkeit aus dem Pferdemist austritt, die über Öffnungen aus dem Schneckenförderer austritt und separat vom Pferdemist abgefordert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ist der Wärmetauscher als ein starres Gebilde ausgestaltet, das von oben oder seitlich in die Miete oder einen Haufen fertiger Pellets einsteckbar ist.
Vorrichtung zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist, die die folgenden Komponenten aufweist: – eine Lagervorrichtung zur Lagerung des Pferdemistes in einer Miete, – eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung des Pferdemistes, – eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des zerkleinerten Pferdemistes, – eine Mahlvorrichtung zum Mahlen des getrockneten Pferdemistes in kleinere Partikel, – eine Zusetzvorrichtung zum Zusetzen eines das Abbinden des Pferdemist-Mehls unterstützenden Additivs, – eine Pelletiervorrichtung zum Pelletieren des mit dem Additiv versetzten Pferdemist-Mehls, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung und/oder die Pelletiervorrichtung einen Wärmetauscher aufweisen, mit der eine in diesen Vorrichtung anfallende Wärmeenergie auffangbar ist, und die vom Wärmetauscher aufgefangene Wärme in die Trocknungsvorrichtung transportierbar und dort zur Aufheizung des Pferdemists verwendbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zumindest in einem Bereich oberhalb des unteren Drittels der Höhe der Miete und/oder in einem Bereich oberhalb des unteren Drittel der Höhe des Lagerbehälters der Pellets angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Silo aufweist, in dem gemahlener Pferdemist zwischenspeicherbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Mischvorrichtung aufweist, mit der dem Pferdemist-Mehl vor dem Pelletieren zusätzliche Pflanzennährstoffe in Gestalt von organischen und/oder mineralischen Düngemitteln zumischbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung als Schneckenförderer ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckförderer als Preßorgan zur Verdichtung des Pferdemistes ausgebildet ist und Ablauföffnungen zum Ablauf von Flüssigkeit aus dem Pferdemist aufweist.