DE2120936A1 - Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus lignozellulosehaltigem Material - Google Patents

Description

DR. ING. Γ.

DR.n.v.ri:ciiMANN Besohreibune ιΑ-39 432

KG. D. BEIIP.ENS uescnreiDung

PATENTANWÄLTE ' ' Tl O Π Q O C

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AB Motala Verkstad

Motala, Schweden

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Verfahren zur Herstellung von gaserplatten aus lignozellulosehaltigern Material

Bei der Herstellung von Holzfaserplatten od. dgl. wird ein Rohmaterial, wie z.B. feuchte Holzspäne, durch thermische und/oder chemische Behandlung aufgeweicht, worauf es, beispielsweise durch Mahlen, zu einer feuchten Masse zerkleinert wird. Die thermische Behandlung erfolgt im allgemeinen durch direkte Dampferhitzung auf Te/mperaturen über 100° G und· auch das Mahlen wird gewöhnlich bei hoher Temperatur und überatmospharischem Druck durchgeführt. Die Peuchtigkeitsquote der Masse, d.h. das Gewichtsverhältnis von V/asser zu Trockensubstanz, bei atmosphärischem Druck hängt von der Feuchtigkeitsquote des Rohmaterials, der zugesetzten Darapfinenge sowie der zugeführten" Mahlenergie ,ab und beträgt gewöhnlich ungefähr 1.

Bei der sogenannten nassen Methode wird die feuchte Masse in V/asser zu einem dünnflüssigen Mahlgut suspendiert, aus welchem sodann die Fasern in einer sogenannten Aufnahmemaschine zu einer ebenen Massebahn mit einer Feuchtigkeitsquote 1,5 bis 5 sedimentiert werden. Die Massebahn wird darauf in Kaßbögen aufgeteilt, welche unter hohem Druck und hoher Temperatur zu steifen, trockenen Platten gepreßt werden. Während des Pressens wird die Feuchfciskeitsquote durch mechanrische-Viasa^i-auspressung bei einem hohen

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Druck auf ungefähr 1 und dann durch Verdampfung bei einem niedrigeren Druck auf nahezu O herabgesetzt. Das in der Aufnahmemaschine und Presse abgeschiedene Prozeßwasser kann für neuerliche Mahlgutbereitung rückgeführt v/erden, jedoch muß zur Vermeidung einer Verschlammung der Aufnfüiuiemaschine Frischwasser zugeführt und Prozeßwasser abgeführt werden, und zwar üblicherweise in Mengen von 5 bis 15 nr pro Tonne Fertigprodukt. Das abgeleitete Wasser ist durch aus der Holzrohware bei der Masseherstellung freigewordene wasserlösliche Stoffe verunreinigt, die beim Auslaß in Bäche oder Flüsse beträchtliche Umweltsschäden hervorrufen können. Die Menge an Verunreinigungen beträgt bis zu 5 bis 15 % der zugesetzten Menge an Holzrohware und ist nur unter großen Kosten abzuscheiden.

Ein anderer Nachteil der nassen Methode besteht darin, daß die Naßböden beim Pressen unte'r hohem Druck so kompakt und unelastisch v/erden, daß die nachfolgende Trocknung - auch wenn sie bei geringem Druck, erfolgt - Platten mit höherer Dichte als. 650 kg/nr ergibt. Zur Herstellung von Platten geringerer Dichte muß man deshalb die Wasserauspressung so reduzieren, daß die Trocknung bei einer Feuchtigkeitsquote von 1,5 bis 2 beginnt. Die Verdampfung dauert daher wesentlich länger und erfordert mehr Wärme, was zusammen so hohe Produktionskosten ergibt, daß Platten mit einer Dichte von ungefähr ^OO kg/nr nicht nach dieser Methode hergestellt werden.

Bei einer anderen Methode - die trockene - wird die feuchte Masse auf eine Feuchtigkeitsquote von etwa 0,1 getrocknet, woi^vauf die in einem Gas - gewöhnlich Luft· - suspendierte Masse zu einer Massebahn sedimentiert wird, die man in Trockenbogen aufteilt, welche sodann unter hohem Druck und hoher Temperatur zu steifen,

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BAD OFWGJNAL

trockenen Platten gepreßt werden. Diese Methode weist nicht die Schwächen der nassen Methode auf, erfordert jedoch produktionsverteuernde Zusätze aus Kunstharzen, weil die in der feuchten Masse befindlichen natürlichen Bindemittel beim Trocknen inaktiviert werden. ' *

Es ist auch eine hblbnasse Methode bekannt (z.B. durch die schwedische Patentanmeldung Wr. 5.132/64), bei der die feuchte Masse in einem Gas suspendiert wird und sodann bei im wesentlichen unveränderter Feuchtigkeitsquote aus dem Gas für die Aufteilung in Feuchtbögen und für die Warmpressung zu einer Massebahn sedi- ä mentiert wird.

Die Formung aus der Gasphase löst das Abwasserproblem und ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung von Platten mit geringer Dichte, wobei gleichzeitig die relativ hohe Feuchtigkeitsquote während des ganzen Prozesses den Bedarf an Kunstharzzusätzen wesentlich reduziert oder eliminiert. Aufgrund der variierenden Feuchtigkeitsquote der feuchten Masse ist es schwierig, eine Massebahn mit gleichmäßiger Gewichtsverteilung über die gesamte Oberfläche der Trockensubstanz zu formen. Auch wenn die Massebahn auf eine gleichmäßige Dicke abgefräst wird bleibt die Trockensubstanzverteilung ungleichmäßig, weil der Paekungs- bzw. Verdichtungsgrad der Masse mit der Feuchtigkeitsquote variiert. Die halbnasse Methode hat noch keine industrielle Anwendung gefunden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten od. dgl. mit gleichem Gewicht pro Oberflächeheinheit nach der halbnassen Methode. Das grundlegende Prinzip ist dabei, daß die unvermeidlichen Variationen der

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Feuchtigkeitsquote der aufgeweichten Holzspäne oder der feuchten Masse ausgeglichen werden, bevor die Masse in einem Gas suspendiert wird und daß der Ausgleich durch mechanische Wasserauspressung erreicht wird. Mit den bekannten Apparaturen kann man dabei eine Gleichmäßigkeit der Feuclrfcigkeitsquote innerhalb von z.B. + 2 % erzielen, welcher Wert während der Suspendierung in Gas oder Sedimentierung zu einer Massebahn nicht verschlechtert zu werden braucht. Dies bedeutet, daß man bei Bildung einer Massebahn mit konstantem Gesamtgewicht pro Oberflächeneinheit bei der ■ oben genannten Gleichmäßigkeit der Feuchtigkeitsquote eine Vari-A ation der Trockensubstanz pro Oberflächeneinheit innerhalb von

+_ 1 % bei einer Feuchtigkeitsquote von ungefähr 1 erhalten würde. Auch bei der Formung einer gleichmäßig dicken Massebahn wird eine gleichmäßige Verteilung der Trockensubstanz erreicht, weil der Packungs- bzw. Verdichtungsgrad umso gleichmäßiger wird, je weniger die Feuchtigkeitsquote variiert.

Die Erfindung wird nachstehend unter Anwendung bei der Herstellung von Holzfaserplatten und mit Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 näher erläutert. Die zur Ausübung der Erfindung erforderlichen Einrichtungen sind dem Fachmann bekannt und werden der Übersichtlichkeit halber nicht im Detail beschrieben. Einfachere Transportvorrichtungen, wie Pumpen, Ventilatoren usw., sind nicht dargestellt, sondern es ist die Transportrichtung durch Pfeile angedeutet., -

Fig. 1 zeigt einen Holzspankocher 1, dem Holzspäne 2 und Dampf 3 unter Überdruck zugeführt werden. Die thermisch aufgeweichten Holzspäne Λ werden unter Überdruck einer Scheibenmühle zugeführt, wo sie zu einer feuchten Masse 6 gemahlen werden, die

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durch, den Dampfdruck in der Mühle 5 in einen atmosphärischen Zyklon 7 eingeblasen wird, in dem die Massetemperatur durch Drucksenkung auf 100° C abfällt und Dampf 8 abgegeben wird. Im Zyklon 7 wird die Masse mit Wasser 9 vermischt und die befeuchtete Masse 10 wird einem mechanischen'Entwässerer 11 zugeführt, der entwässerte Masse 12 an einen Reißwolf 13 abgibt, welcher einen Massestrom 14- mit zum Transport und zur Lagerung geeigneter Stückgröße zu einem Massebunker 15 erzeugt.

Das im Entwässerer 11 abgeschiedene' Wasser 16 wird einem Tank 17 zugeführt, aus welchem das Wasser 9 für den Zyklon 7 entnommen wird. Vom Massebunker 15 fördert eine Abführeinrich- g tung-18 einen gleichförmigen Massestrom 19 zu einer Scheibenmühle 20, die die Masse in Fasern und Faserbündel auflöst und einen Faserstrom 21 an eine Formungsmaschine 22 abgibt. Diese erzeugt eine Gas-Fasersuspension 23 und sedimentiert eine Massebahn 24 auf eine in bezug zur Formungsmaschine bewegliche Unterlage 25· Die Massebahn wird durch eine Presse,26 komprimiert und durch eine Säge 27 in Massebögen 28 getrennt, welche in eine Warmpresse 29 eingeführt und unter Abgabe von Dampf 31 zu steifen Platten 30 verfestigt werden. Sofern man die Warmpresse eine aus- ; reichend große Kraft auf die Massebögen ausüben läßt, wird auch Wasser 32 in Flüssigkeitsphase abgegeben, das zum Tank I7 geleitet wird. Wenn beim gezeigten Ausführungsbeispiel die durchschnittliche Feuchtigkeitsquote der feuchten Masse 6 mit dem im Zyklon 7 abgegebenen Dampf 8 und dem in der Presse 29 abgegebenen Dampf 31 sowie der Feuchtigkeitsquote in den fertigen Platten 30 im Gleichgewicht gehalten wird, wird keinerlei Überschuß oder Mangel an V/asser erhalten. Sollten Gründe vorliegen

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dem Prozeß kleine Mengen an Frischwasser 35» beispielsweise zum Tank 17, zuzuführen, bedeutet dies, daß die in der V/armpresse 29 abgehende Dampfmenge Jl erhöht werden muß, was eine längere Preßzeit erfordert. Wenn anstelle dessen ein bestimmter geringer Strom an Abwasser 34 aus dem Frοze.ν abgeleitet wird, bedeutet dies, daß die Preßzeit verringert werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtungsanordnung, welche es gestattet, die Fasermasse im Bunker 15 zu lagern und durch die Abführeinrichtung 18 auszutragen, in der" Scheibenmühle 20 aufzulösen sowie durch die Formungsmaschine 22 bei einer geringeren Feuchtigkeitsquote zu formen, als die Kassebögen 28 bei ihrer Einführung in die V/armpresse 29 aufweisen. Dies wird dadurch erreicht,' daß ein Wasserstrom 35»dessen Größe der Zuwachsgeschwindigkeit der Massebahn 24 angepaßt worden ist, der Massebahn 24 beispielsweise vom Tank 17 zugeführt wird.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtungsanordnung, bei der die Forderung nach .Gleichmäßigkeit des aus dem Bunker 15 ausgetragenen Massestromes 19 herabgesetzt werden kann und die Gleichmäßigkeit der Massebahn 24 durch eine die Massebahn skalpierende Fräse 35 erzielt wird, von welcher das abgefräste Material 37 zum Bunker zurückgeführt wird.

£'ig. 4 zeigt eine Vorrichtungsanordnung mit einem Reißwolf 13, von dem ein Massestrom 14 über eine Bandwaage 38 geführt wird, die die Größe des Massestromes kontinuierlich abfühlt und die Geschwindigkeit der in bezug zur Formungsmaschine beweglichen Unterlage 25 proportional regelt, wodurch die Massebahn 24 gleichmäßig wird, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Geschwindi_u.ke its änderungen in einem Ausmaß zeitverschoben werden, das der Transportzeit der Masse von der Bandwaage "38

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durch die Scheibenmühle 20 und die Formungsmaschine 22 zur beweglichen Unterlage 25 entspricht. Durch die gezeigte Anordnung kann die Zwischenlagerung der Masse vermieden werden. Damit bei einer variierenden Zuwachsgeschwindigkeit der Massebahn 24- eine gleichmäßige Zuführung der Massebögen 28 zur Presse 29 erzielt wird, kann die Länge der Massebahn 24 oder die Anzahl von Massebögen 28 vor der Presse 29 auf bekannte Weise variiert werden.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtungsanordnung mit einem Holzspankocher 1, einer Scheibenmühle 5 und einem Eniwässerer 11, welche Einrichtungen unter erhöhtem Druck stehen, sowie einem atmosphärischen Zyklon 7· Dem Holzspankocher 1 werden Holzspäne 2 und Dampf 3 zugeführt und die erweichten Holzspäne 4 sowie Wasser 39 werden der Scheibenmühle 5 zugeführt, von der die feuchte Masse 40 zum Entwässerer 11 geleitet wird. Von diesem wird die entwässerte Masse 41 zum Zyklon 7 geblasen, wo Dampf abgeführt wird und in dem man einen entwässerten und abgedampften Massestrom 42 erhält, der beispielsweise einem Massebunker zugeführt wird. Das im Entwässerer abgeschiedene Wasser 43 wird zu einem Tank 44 geleitet, in dem der gleiche Überdruck wie im Entwässerer 11 herrseht und von dem das Wasser 39 zur Scheiben- ™ mühle 5 entnommen wird.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtungsanordnung mit einem Holzspankocher 1, von dem die erweichten Holzspäne.4 unter Überdruck zu.einem mechanischen Entwässerer 11 gefördert werden, welcher Wasser 45 und entwässerte Holzspäne 46 abgibt, welche sodann unter Überdruck zu einer Scheibenmühle 5 geführt werden, wo sie zu einer feuchten Masse 6 gemahlen werden, die zu einem atmosphärischen Zyklon 7 geleitet wird. Im Zyklon wird Dampf 8

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abgegeben und vom Zyklon wird die erhaltene Masse 47 aus entwässerten Holzspänen beispielsweise zu einem Massebunker geleitet. Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Anordnung gestattet eine - Entwässerung bei einer Temperatur von über 100 0, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt leichter reduziert werden kann als sonst und der Feuchtigkeitsgehalt beim Ausblasen der Masse in den im Zyklon herrschenden atmosphärischen Druck durch Temperatursenkung auf 100° G und der dadurch verursachten Dampfabgabe weiter verringert wird.

Fig. 7 zeigt eine Vorrichtungsanordnung mit einem mechanischen Entwässerer 48 jenes Typs, der einen entwässerten Massestrom 49 abgibt, welcher sowohl im Hinblick auf die Feuchtigkeitsquote als auch auf den Trockensubstanzfluß gleichmäßig ist. Der Strom 49 wird über einen Reißwolf 15 und eine Scheibenmühle 20 der Formungsmaschine 22 zugeführt. Zum Ausgleich des variierenden Gewichtes pro Zeiteinheit des befeuchteten Massestromes IO ist ein Massebehälter 50 vorgesehen, der vor dem Entwässerer 48 angeordnet ist.

Für den Fall, daß die Scheibenmühle 5 einen unzulässig großen Anteil an nicht ausreichend zerkleinertem Holz, d.h. Splitter, abgibt, kann die Masse in der Scheibenmühle 20 oder im Reißwolf 1$ oder in einer hiefür speziell vorgesehenen, in den Figuren nicht gezeigten und nach der Scheibenmühle 5 oder dem Zyklon 7 eingesetzten Scheibenmühle weitergemahlen werden. , Die für eine solche Nachmahlung erforderliche Energie wird in der Masse hauptsächlich in Wärme umgesetzt, woraus sich eine Dampfabgabe und ein erhöhter Trockengehalt ergibt.

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Eine weitere Erhöhung des Trockengehaltes bzw. Trocknungsgrades wird selbstverständlich während des Transportes der Masse zur Formungsmaschine 22 erhalten, insbesondere wenn dieser Transport durch einen Luftstrom erfolgt, sowie bei der Formung selbst. Die Erhöhung des Trockengehaltes ermöglicht eine Abkürzung der Trocknungszeit in der Presse 29, darf jedoch nicht so weit gehen, daß die natürlichen Bindemittel der Masse inaktiviert werden.

Sofern Farbstoffe, Insektizide oder andere Chemikalien zugesetzt werden sollen, kann dies beispielsweise beim Tank 17 oder bei einem der Wasserströme 9, 32 > 33 oder 35 erfolgen.

Patentansprüche: - 10 -

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Claims (6)

1. Patentansp'r ü c h e :

   U-39 432

   (l.j Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus ligno zellulosehaltigem Material nach der sogenannten halbnassen Methode, bei der das Material auf^ev/eicht und zu einer feuchten Masse zerkleinert wird, die in einem Gas suspendiert und aus dem Gas zu einer Massebahn sedimentiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Feuchtigkeitsquote der feuchten Masse ausgeglichen werden bevor die Massebahn geformt wird und daß -dieser Ausgleich durch mechanische Flüssigkeitsauspressung bewirkt wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Flussigkeitsauspressung bei einer Temperatur von etwa 100° C oder darüber erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der mechanischen Flüssigkeitsauspressung abgeschiedene Flüssigkeit wenigstens zueinem Teil wieder dem Prozeßkreislauf zugeführt wird.
4. 4·. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich-A net, daß die bei der mechanischen Flüssigkeitsauspressung abgeschiedene Flüssigkeit wenigstens zu einem Teil in die Masse zurückgeführt wird.
5. 5· Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Flüssigkeitsauspressung mit einem Aus- , gleich des Trockensubstanzstromes kombiniert wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Flussigkeitsauspressung zusammen mit einer Trocknung der Masse auf eine Feuchtigkeitsquote, die nicht unter 1/3 liegt, erfolgt bevor die Masse in einem Gas suspendiert wird. 109847/1270 '