DE19835771A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials und Verwendung des Fasermaterials - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials und Verwendung des FasermaterialsInfo
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Abstract
Ein Verfahren dient der Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen. DOLLAR A Bei Anwendung des Verfahrens werden geschlossene Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) einer Vorrichtung (1) mittels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet und im Behandlungsraum (17) derart bewegt, daß das in den Fruchtkapseln (19) enthaltene Fasermaterial (21) von den weiteren Fruchtbestandteilen gelöst wird. Anstelle der Gewinnung von Baumwollfasern wurde eine möglichst einfach durchführbare Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Fasermaterials entwickelt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwec
ken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polster
stoff geeigneten Fasermaterials und Verwendungen des Faser
materials.
Es ist bekannt, derartige Isolierstoffe, Füll- oder Polster
stoffe oder Vliese zu Isolierzwecken bei Oberbetten, Schlaf
säcken oder dergleichen herzustellen. Die bekannten Rohstof
fe können beispielsweise Baumwolle, tierische Produkte oder
Kunststoffe sein.
Der Anbau von Baumwollpflanzen erfolgt in einer intensivier
ten Landwirtschaft als Monokultur mit einem meist erhebli
chen Pestizideinsatz. Aus diesem Grund werden landwirt
schaftliche Anbauflächen und deren Umgebung belastet bzw.
geschädigt.
Die Gewinnung eines Rohstoffes aus tierischen Produkten er
fordert eine teilweise ethisch bedenkliche Massentierhal
tung, weil die tierischen Produkte aus Enten- und Gänsedau
nen bzw. Federn hergestellt werden.
Der Einsatz von Kunststoffen, z. B. Schaumstoffen, als Iso
lier- oder Füllstoffe hat den Nachteil, daß diese Kunststof
fe nur eine geringe Atmungsaktivität besitzen und teilweise
eine gesundheitlich bedenkliche Ausdunstung abgeben.
Zur Herstellung von Isolier- und Füllstoffen bzw. Vliesen
wird beispielsweise auf Baumwollfasern zurückgegriffen. Zur
Ernte und Gewinnung von pflanzlichen Fasern aus Früchten von
Baumwollpflanzen werden bekanntermaßen Baumwollernte- und
Egreniermaschinen eingesetzt. Mit Hilfe dieser Maschinen
werden bereits geöffnete Baumwollkapseln abgeschnitten und
aufgenommen. Die Fasern werden in der Regel dadurch gewon
nen, daß sie den schon aufgegangenen Fruchtkapseln entnommen
werden. Durch Anwendung mechanischer Egrenier-Verfahren und
Zentrifugalmethoden werden die Fasern von den Samen der
Baumwollpflanze getrennt.
Weiterhin ist aus der US 5,040,270 bekannt, mittels erwärm
ter Luft die geernteten und bereits von den Fruchtkapseln
getrennten Fasern zu trocknen und zu reinigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anstelle der Ge
winnung von Baumwollfasern eine möglichst einfach durchführ
bare Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Faser
materials zu entwickeln.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem Verfahren nach
Patentanspruch 1, einer Vorrichtung nach Patentanspruch 8
und Vorschlägen zur Anwendung des durch das Verfahren gewon
nenen Fasermaterials gemäß den Patentansprüchen 12 bis 16.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Substitution der
bekannten Isolier- oder Füllstoffe möglich, indem ein heimi
scher pflanzlicher Naturstoff mit gleichen oder verbesserten
Qualitätsmerkmalen gewonnen werden kann. Beim Anbau und der
Gewinnung kann auf Monokulturen mit dem erforderlichen Pe
stizideinsatz und Landschaftsverbrauch ebenso verzichtet
werden, wie auf weite Transportwege. Es eignen sich die Sa
menhaare, Fluganhängsel der Samen, von in vielen Ländern an
gebauten unterschiedlichen Pappel- oder Weidenarten (Familie
Saliceae) sowie Korbblütler (Familie Asteraceae).
Die Früchte der Salicaceae können weder mit vorhandenen
Maschinen vom Baum geerntet werden, noch bleibt der weiße
Flausch der Früchte (Samenhaare, Fluganhängsel der Samen)
nach dem öffnen der Fruchtkapseln an den Fruchtkapseln hän
gen, weil die Fluganhängsel bereits durch leichten Wind
fortgetragen werden.
Bei einer rationellen Ernte der Fruchtkapseln von Pappeln
oder Weiden mit mechanischen Methoden ist es nur mit zusätz
lichem Aufwand möglich, die Früchte getrennt von den Samen
spindeln, Feinästen und Blättern zu ernten. Dies wird durch
die erfindungsgemäße Lösung dadurch vermieden, daß die noch
nicht geöffneten Früchte mit den Zweigen vom Baum gesägt
werden und anschließend gröbere Äste von den feineren
fruchtbehangenen Ästen getrennt werden. Das Erntegut mit den
noch nicht aufgegangenen Früchten wird zum Trocknen in einen
Behälter gefüllt. Durch Zuführung eines warmen Luftstromes
können die Fruchtkapseln trocknen und nachreifen bzw. aufge
hen. Nach dem Öffnen werden Fasermaterial und Samen frei.
Samen und Fasermaterial werden durch Aufeinanderprallen des
Materials und Anstoßen an die Wände des Behälters sowie
durch Luftverwirbelungen voneinander getrennt. Verstärkt
werden kann dieser Effekt durch zusätzliche im Behälter be
findliche Mittel, wie drehbar angeordnete Paddel, Mischele
mente, Holzkugeln oder dergleichen.
Dieses Verfahren hat gegenüber herkömmlichen bei Baumwolle
eingesetzten Egrenierverfahren den Vorteil, daß die Samen
körner nicht mehr in einem aufwendigen separaten Verfahren
von den Fluganhängseln (Samenhaaren) getrennt werden müssen.
Ebenso muß das Erntegut nicht mehr vorgereinigt und das ge
wonnene Fasermaterial nicht mehr nachgereinigt werden. In
einem einzigen Verfahrensablauf werden also die Fruchtkap
seln geöffnet, von den restlichen Bestandteilen des zuge
führten Guts getrennt und die Fluganhängsel von den Samen
gelöst. Weil auch Zweige und Blätter zusammen mit den
Fruchtkapseln in den Behälter gefüllt werden können, müssen
die zu bepflückenden Pflanzen nicht künstlich entlaubt wer
den.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt der Luftstrom
das Fasermaterial einer Trennkammer zu, wobei der Luftstrom
in der Trennkammer abgeschwächt und das Fasermaterial in ei
nem Netz (Auffangnetz) aufgefangen wird. Der Luftstrom trägt
das Fasermaterial aus dem Behandlungsraum des Behälters hin
aus und leitet das Fasermaterial der Trennkammer zu. In der
Trennkammer verliert der Luftstrom einen großen Teil seiner
erodierenden Kraft. Infolgedessen können sich die in dem
Luftstrom mitgeführten schweren Partikel, wie Samenkörner
und kleinere Fruchtkapselstücke, am Boden der Trennkammer
ablagern. Diese können mittels Siebtechniken oder anderer
Trennverfahren ebenfalls separiert werden. Die wesentlich
leichteren Fluganhängsel werden mit dem viel schwächer ge
wordenen Luftstrom durch einen Ausgang der Trennkammer her
ausgetragen. Der die Fluganhängsel tragende Luftstrom führt
die Fluganhängsel anschließend dem Netz zu, dessen Maschen
weite ungefähr der eines Moskitonetzes entspricht. Die Luft
kann entweichen, während die Fluganhängsel aufgefangen wer
den.
Zur Beschleunigung des Ernteverfahrens wird Früchte tragen
des Astmaterial in den Behandlungsraum eingebracht. Das Ast
material kann von den groben Ästen abgeknickt, abgestreift
und/oder vor dem Einfüllen in den Behälter gehäckselt wer
den. Eine Beschleunigung des Trennprozesses kann dadurch er
reicht werden, daß der Behälter bewegt wird oder einen be
weglichen Inneneinsatz (Trommeleinsatz) aufweist. Die
Fruchtkapseln können dadurch noch verstärkt aneinander und
an Innenflächen des Behälters stoßen.
Eine der Trennung der Bestandteile förderliche Bewegung der
Bestandteile kann dadurch erreicht werden, daß der Behälter
oder ein Behältereinsatz horizontal angeordnet ist und um
die Längsachse des Behälters rotiert.
Das in dem Auffangnetz aufgefangene Fasermaterial kann gege
benenfalls noch weiter aufbereitet werden, um Isoliermate
rialien, Füllmaterialien, Papiere und Körperunterlagen oder
-auflagen und/oder Vliesstoffe zumindest teilweise aus dem
Fasermaterial herzustellen. Das Fasermaterial ist für Vogel
feder- und Tierharr-Allergiker geeignet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentli
che Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzel
nen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in
beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfin
dung verwirklicht sein.
Die Figur zeigt eine schematische Seitenansicht einer
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Gewin
nung von Fasermaterial aus Fruchtkapseln von Pappeln,
Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen.
Die Erfindung ist in der Figur schematisch dargestellt, so
daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen
sind. Die Darstellung ist nicht notwendigerweise maßstäblich
zu verstehen.
Aus der Figur ist ersichtlich, daß eine Vorrichtung 1 zur
Durchführung des Verfahrens einen Behälter 10 mit einem
Trommeleinsatz 11 umfaßt. Ein Auslaß 12 des Behälters 10 ist
mit einer Trennkammer 13 verbunden, so daß der Behälter 10
einen Durchgang zur Trennkammer 13 aufweist. An den Auslaß
12 schließt sich ein Verbindungskanal 14 an, der wendelför
mig ausgebildet sein kann. Mit Hilfe eines Einlasses 15 kann
der Behälter 10 mit Feinästen 16 befüllt werden, so daß in
einem Behandlungsraum 17 des Behälters 10 ein inhomogenes
Gut bewegt werden kann. Dem Behandlungsraum 17 werden Feinä
ste 16 zugeführt, deren an Spindeln 18 befindliche Frucht
kapseln 19 noch nicht aufgegangen sind. Das inhomogene Gut
des Behandlungsraums 17 setzt sich aus Feinästen 16, Frucht
kapseln 19, Blättern 20, Knospen, Samenhaaren 21 und Samen
körnern 22 zusammen.
Der Trommeleinsatz 11 ist in horizontaler Richtung angeord
net und kann in Pfeilrichtung 23 um eine Drehachse 24 des
Behälters 10 rotieren. Mindestens ein am Rand des Trommel
einsatzes 11 ausgebildeter Absatz, Flügel oder Mitnehmer 25
hebt das inhomogene Gut bei jeder Rotation an.
Über einen Einlaßstutzen 26 kann erwärmte Luft dem Behand
lungsraum 17 in Strömungsrichtung 27 zugeführt werden. Das
Einströmen der Luft führt einerseits zu einem Trocknungsvor
gang der Fruchtkapseln 19, welche dadurch geöffnet werden
und die Samen mit den Samenhaaren freigeben. Andererseits
werden die Fruchtkapseln 19 in Verbindung mit der Bewegung
des Trommeleinsatzes 11 in dem Behandlungsraum 17 durchein
ander gewirbelt und aneinander und gegen die Trommelwand ge
stoßen. Dies führt zur endgültigen Lösung der Samenhaare 21
von den Samenkörnern 22.
Die Samenhaare 21 werden von dem Luftstrom in Strömungsrich
tung 28 aus dem Behandlungsraum 17 in die Trennkammer 13 ge
blasen. Außer den Samenhaaren 21 können auch Teile der ande
ren Fremdkörper in die Trennkammer 13 gelangen. Der Luft
strom wird beim Eintritt in die Trennkammer 13 abgeschwächt,
so daß durch den Luftstrom in der Trennkammer 13 lediglich
die Samenhaare 21 bewegt werden können. Die von den Samen
haaren 21 durch das Verfahren zu separierenden Fremdkörper,
wie beispielsweise Blätter 20 und Fruchtkapselbestandteile
19, fallen in der Trennkammer 13 in Pfeilrichtung 29 nach
unten und lagern sich auf einem Boden 30 der Trennkammer 13
an, weil der Luftstrom zu ihrer Bewegung nicht mehr stark
genug ist. Die Samenhaare 21 werden dagegen in Strömungs
richtung 31 über einen Auslaßstutzen 32, einem Auffangnetz
33 zugeführt. Der Auslaßstutzen 32 befindet sich gegenüber
dem Verbindungskanal 14 in einer erhöhten Position, so daß
gewährleistet ist, daß Fremdkörper nicht in den Auslaßstut
zen 32 gelangen können.
Das Auffangnetz 33 ist feinmaschig, einem Moskitonetz ver
gleichbar aufgebaut. In dem Auffangnetz 33 können sich die
Samenhaare 21 ansammeln. Das Auffangnetz 33 ist mit dem Aus
laßstutzen 32 lösbar verbunden, damit die gesammelten Samen
haare 21 der Weiterbearbeitung als Fasermaterial für Füll-
oder Isolierstoffe zugeführt werden können.
Der Behälter 10 und die Trennkammer 13 sind beispielhaft zur
Durchführung des Verfahrens angeordnet. Es ist auch denkbar
anstelle des getrennten Behälters 10 und der Trennkammer 13
einen Behälter einer Vorrichtung zu verwenden, der bei
spielsweise mehrere, hintereinander angeordnete Behandlungs
räume besitzt.
Das Verfahren dient der Ernte und Gewinnung eines als Roh
stoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als
Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus
Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen
Pflanzen. Bei Anwendung des Verfahrens werden geschlossene
Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen
Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) einer Vorrichtung (1)
mittels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet und im Be
handlungsraum (17) derart bewegt, daß das in den Fruchtkap
seln (19) enthaltene Fasermaterial (21) von den weiteren
Fruchtbestandteilen gelöst wird. Anstelle der Gewinnung von
Baumwollfasern wurde eine möglichst einfach durchführbare
Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Fasermate
rials entwickelt. Das Verfahren kann auch zur Gewinnung von
Baumwolle oder Kapok eingesetzt werden.
Claims (24)
1. Verfahren zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Iso
lierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll-
oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus
Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähn
lichen Pflanzen, bei dessen Anwendung geschlossene
Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähn
lichen Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) mit
tels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet wer
den und im Behandlungsraum (17) derart bewegt wer
den, daß das in den Fruchtkapseln (19) enthaltene
Fasermaterial (21) von den weiteren Fruchtbestand
teilen gelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftstrom das Fasermaterial (21) mindestens
einer Trennkammer (13) zuführt, wobei der Luftstrom
in der Trennkammer (13) abgeschwächt wird und das
Fasermaterial (21) anschließend in einem Netz (33)
aufgefangen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Behandlungsraum (17) und der Trenn
kammer (13) eine wendelförmige Führung des Luftstro
mes ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Früchte tragendes Astma
terial in den Behandlungsraum (17) eingebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum (17)
bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (10)
ein Trommelrand (11) beweglich angeordnet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behandlungsraum (17) in einem Behälter (10)
vorgesehen ist, der durch eine rotierbare Trommel
mit horizontal angeordneter Rotationsachse gebildet
wird.
8. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behand
lungsraum (17) nicht starr mit der Vorrichtung ver
bundene Festkörper durch Bewegung auf das Erntegut
stoßen und dadurch den Loslösungsprozeß der Samen
haare (21) von den Samenkörnern (22) unterstützen.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper
im Behälter befindliche Mittel, wie drehbar angeord
nete Paddel, Mischelemente, Holzkugeln oder derglei
chen sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei
nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Behälter (10) der Vor
richtung (1) mit mindestens einem Lufteinlaß (26)
und einem Luftauslaß (12) und eine mit dem Luftaus
laß (12) verbundene Trennkammer (13) vorgesehen
sind, die in ein Auffangnetz (33) mündet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß eine rotierende Trommel (11) mit einem
Trommelradius vorgesehen ist, der größer als die
axiale Trommeltiefe ist, und daß die Trommel (11)
einen Lufteinlaß (26) für erwärmte Luft und einen
Luftauslaß (12) aufweist, der in der Trommelmitte
oder oberhalb der Trommelmitte angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Luftauslaß (12) mit der Trennkammer
(13) über einen wendelförmig angeordneten Verbin
dungskanal (14) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) einen
horizontal angeordneten, rotierbaren Trommelrand
(11) besitzt.
14. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials zur Herstellung von Isoliermaterialien,
Füll- und Polstermaterialien, Papiere und Körperun
terlagen oder -auflagen und/oder Vliesstoffen.
15. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials als Textilmaterial.
16. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials zur Herstellung naturfaserverstärkter
Kunststoffe.
17. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials als Isoliermaterial für Bauzwecke und
andere Isolierzwecke.
18. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials zur Schall- oder Wärmeisolierung.
19. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials zur Herstellung von kosmetischen Pro
dukten, wie Windeln, Watte, Binden usw.
20. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden,
Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa
sermaterials zur Herstellung von Filtermaterialien.
21. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien mit
natürlichen oder künstlichen Fasern verstärkt sind.
22. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien mit
anderen stabilisierenden oder der Verklumpung entge
genwirkenden Materialien oder Behandlungsverfahren
gemischt bzw. behandelt werden.
23. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasermaterialien einen zusätzlichen Anteil
aus Korkschrot oder Torf enthalten.
24. Anwendung von Teilen des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 8 auf Baumwoll- und Kapokgewinnung.
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