DE102011114353A1 - Producing pellets from horse manure, comprises storing horse manure in pit, crushing the horse manure, drying the crushed horse manure, grinding the dried horse manure into smaller particles, adding additive and pelletizing horse manure - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Pellets aus Pferdemist.The present invention relates to a method and apparatus for producing pellets from horse manure.
Aus der Schrift
- – 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.
- - storage of the horse manure in a rent, crushing of the horse manure,
- - drying the shredded horse dung,
- - grinding the dried horse manure into smaller particles,
- Adding an additive, and
- Pelletizing the additive added horse manure flour.
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.The processing of horse manure to pellets is advantageous because it solves the problem of disposal of the stables and the users receive a fertilizer that is good for fertilizing plants and utilizable. By processing the fertilizer in the horse farms, they receive an additional source of added value without the need for too much investment. In the known processing technique, however, a comparatively high expenditure of energy is required for processing the horse manure into pellets.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zu finden, wie der Energiebedarf zur Herstellung der Pellets verringert werden kann.Accordingly, it is the object of the present invention to find a solution as to how the energy requirement for producing the pellets can be reduced.
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.The problem is solved for a generic method by the storage of horse manure in the rent under at least temporarily applied thermally insulating acting cover and the resulting in the storage of horse manure from the chemical reaction of ingredients of the horse manure waste heat and / or from the at The pelleting occurring heating of the material to be pelletized waste heat dissipated via a heat exchanger and the drying process can be fed.
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.The storage of horse manure in a rent is possible at low cost. It is sufficient a simple floor plate, for example made of concrete, on which the horse manure is poured. By only temporarily applying a thermally insulating acting cover this favorable storage technology can be maintained on a base plate. Corresponding floor slabs are often already present on farms, so that no additional investment is required for their production. Due to the temporary application of the heat-insulating cover acting, it is possible, at least to reduce the radiation losses of the resulting by chemical reactions in the stored horse dung process heat and to keep the heat first in the rent. The chemical reactions in stored horse manure are in particular fermentation processes, but other chemical reactions may also take place in which heat is released.
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.The cover may for example consist of a heat-reflecting coated single- or multi-layer film, a fabric and / or a nonwoven. The film, the fabric and / or the fleece are inexpensive to produce and easy to handle and storable. These materials can be reused many times. The material of the cover may be air or vapor permeable or water impermeable.
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.The cover can - if currently or permanently no additional horse manure is to be introduced into the rent - pulled over the manure heap and secured on the sides, preferably to ensure a possible loss of heat loss as possible. Depending on the size of the manure pile, the covering of the cover can be carried out manually with one or two persons, or a machine aid can be used. Since the process heat no longer radiates so easily from the dung heap, the manure heap heats up by the accumulating and accumulating process heat.
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.Even when pelleting, the material to be pelleted heats up due to the applied pressure or due to a heating system in the pelletizing plant. The pellets falling from the pelletizing plant are warmer than the starting material conveyed into the pelletizing machine. The treatment according to the method of the horse manure results in the result that the finished pellets are weed-seed-free and as far as possible germ-free, which represents an important product feature for the use of the pellets as fertilizer.
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.The heat in the dung heap and / or in the finished pellets can be absorbed via a heat exchanger. The heat exchanger is designed so that it takes the heat from the manure or pellets and then can deliver it to a heat transfer medium. It is thus possible, for example, to arrange hoses as heat exchangers through which a heat transfer medium such as, for example, water, flows in the rent and / or in the storage location of the pellets downstream of the pelleting machine. The water can heat up through the hose wall and thereby absorb the heat previously contained in the manure pile or pellets. Thereafter, the water in a heated state through a conduit be passed to the drying device. There, the supplied heat can be used to heat the crushed horse manure and thereby reduce the additional energy required for drying energy. Thereafter, the cooled heat transfer medium can be pumped back again to re-absorb energy in the rent and / or in the pellet bunker.
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.By means of the embodiment of the method according to the invention, it is thus possible to absorb the excess energy arising in individual process stages with the heat exchanger and to use it for drying. As a result, the overall energy consumption of the process can be significantly reduced, and the production of pellets from horse manure is significantly cheaper and more environmentally friendly. Since it can take several days for the chemical processes in the horse manure, from which the process heat accumulates, the process heat can be dissipated over several days, which adds up to a significant heat yield. The proposed method is largely independent of the respective prevailing outside temperatures, since the heat surpluses can be absorbed by the heat exchanger temperature independent in cold or warm weather. The proposed method thus works all year round, especially in winter, when the energy demand is particularly high because of the cold.
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.According to one embodiment of the invention, the heat exchanger is at least in an area above the lower third of the height of the rent and / or in an area above the lower third of the height of the storage container and preferably at least in an area above the lower half of the amount of rent and / or in an area above the lower half of the height of the storage container of the pellets. The arrangement of the heat exchanger in an area spaced from the bottom of this are at a level in which in particular from the lower areas of the rent or the pellet bunker ascended heat can be collected and demanded by the heat exchanger. The heat exchanger can in particular also be incorporated in the cover or connected to it.
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.According to one embodiment of the invention, the comminution is carried out to a maximum fiber length of 50 mm and the drying to a residual moisture content of 10-15% of the total mass, and as an additive, the setting of the horse manure flour supporting additive is added. As an additive promoting the setting of the horse dung flour, in particular, a biodegradable oil, especially a bio oil such as rapeseed oil, may be used. The oil binds the dust contained in the flour. An addition of up to 3% of the total mass, preferably up to 2% of the total mass is sufficient to sufficiently bind the flour and dust in the pellets. The oil also facilitates the pelleting process because it reduces the coefficient of friction of the mass to be pelletized by its lubricating properties. It has been found in experiments that in the proposed fiber length, this degree of drying and the subsequent addition of a setting-assisting additive, the best results in terms of a sufficiently dry, sufficiently low-odor and non-dusting material and a pressed pellet can be achieved.
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.According to one embodiment of the invention, the ground horse dung flour is cached in a silo before pelleting. Through the interposition of a storage silo, the flour remains dry and the pellet production is possible in a continuous process or on demand, which is more independent of the processing maturity and processing progress of a subsequent horse manure rental.
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.According to one embodiment of the invention, additional plant nutrients in the form of organic and / or mineral fertilizers are added to the horse dung flour before pelleting. By adding further plant nutrients, the fertilizer pellets to be produced can be made particularly advantageous for certain applications.
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.According to one embodiment of the invention, the horse manure reaches at least temporarily a temperature of at least 70 ° C during storage by process heat and / or a separate heater.
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.According to one embodiment of the invention, the dried horse manure is mixed in a mixer and thereby the coarser ingredients are crushed. Through the mixing and crushing process, the horse manure is prepared for subsequent drying.
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.According to one embodiment of the invention, the horse manure is compacted in a screw conveyor, and by the compression occurs moisture from the horse manure, which exits through openings from the screw conveyor and is required separately from the horse manure. The screw conveyor may, for example, comprise a helix of progressive pitch increasing the pressure exerted by the screw conveyor, and / or the conveying channel may have a constriction of the free flow cross section through which the conveyed material is compressed. As far as it is possible by these measures, moisture from the To squeeze horse manure, this liquid content does not need to be evaporated by the downstream drying. The compaction thus leads to an additional reduction of the energy required for the pellet production, if the separated by the compaction water is removed separately. In the screw conveyor can also be a part or the entire crushing of the horse manure as treatment for the subsequent drying done. The screw conveyor can thus fulfill a dual function: it transports the material to be shredded, and at the same time the material is comminuted.
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.According to one embodiment of the invention, the heat exchanger is designed as a rigid structure which can be inserted from above or laterally into the rent or a pile of finished pellets. Thus, the heat exchanger can be configured, for example, as a pipe running in loops or a probe, which can be flowed through by a heat transfer medium. The pipe or the probe can be plugged into the manure pile with a tractor or a telehandler and removed later.
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.The object is achieved for a generic device in that the storage device and / or the pelleting device have a heat exchanger with which a heat energy accumulating in this device can be collected, and the heat collected by the heat exchanger can be transported into the drying device and used there to heat the horse manure is.
Für die vorrichtungsmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung gelten die vorstehenden Erläuterungen der jeweiligen Vorteile entsprechend.For the device-moderate embodiments of the invention, the above explanations of the respective advantages apply accordingly.
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.It is expressly understood that the invention can be combined according to the respective independent method and device claims with each one or more of the features of the subclaims, as far as no compelling technical obstacles.
Da die vorstehende Beschreibung der Erfindung für sich verständlich und leicht nachvollziehbar ist, kann auf eine zusätzliche gegenständliche Beschreibung verzichtet werden.Since the above description of the invention is self-explanatory and easy to follow, can be dispensed with an additional objective description.
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