Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung mitteldichter Faserplatten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), bei dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, die anschließend in einen Bunker transportiert und dort mittels Heißdampfs vorgekocht werden. Aus dem Bunker werden die Hackschnitzel mittels einer Stopfschnecke in einen Kocher gefördert, wobei sie beim Passieren der Stopfschnecke entwässert werden. Im Kocher werden die Hackschnitzel anschließend mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die aufgeschlossenen Hackschnitzel werden aus dem Kocher ausgefördert und in einen Refiner gegeben, wo sie zu Holzfasern zerfasert werden. Die noch nassen Holzfasern werden anschließend beleimt und einem Trockner zugeführt, in dem sie mittels Heißgas getrocknet werden. Die trockenen Holzfasern werden dann einer Streuvorrichtung zugeführt, mittels der die Fasern zu einem Kuchen gestreut werden, der anschließend unter hohem Druck und hoher Temperatur zu einer Faserplatte gewünschter Dicke verpresst wird.

[0002] Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 197 46 383 A1 bekannt.

[0003] Aus der WO 2009/134764 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Cellulose- oder Lignocellulosematerials für die Papierherstellung bekannt, bei dem das Rohmaterial mit ionisierender Strahlung behandelt wird, um so das Molekulargewicht des Rohstoffs zu beeinflussen und die Eigenschaften des fertigen Papiers zu verbessern.

[0004] Die DE 195 15 734 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Holzfasern, bei dem zur Plastifizierung der holzeigenen Bindemittel und zur Erweichung der Holzfasern Sattdampf verwendet wird, dem in einem Kreislaufprozess ungesättigter Heißdampf zugesetzt wird. Dabei kann ein Teilvolumenstrom von überhitztem Heißdampf einem Hacker zugeführt werden und dort zur Vorwärmung der Hackschnitzel dienen.

[0005] Die EP 0 826 471 A2 beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung von Faserplattenabfällen, bei dem die Zerfaserung der Abfälle nach einer drucklosen Wärmebehandlung in einem flüssigen Medium und anschließender Druckbehandlung durch Dampfexpansion erfolgt. Die drucklose Wärmebehandlung in einem flüssigen Medium kann dabei in einer mit Prozesswasser gefüllten Koch-Transportschnecke erfolgen.

[0006] Beim Einsatz von Wald- oder Restholz ist die Entrindung von hoher Bedeutung hinsichtlich der späteren Plattenqualität. Je intensiver die Rinde entfernt wird, desto heller in der Farbe wird später die Platte und desto problemloser lässt sie sich lackieren bzw. beschichten. Für eine kontinuierliche Entrindung werden in der Regel Rotorenentrinder verwendet. Um ein zu rasches Austrocknen des Holzes zu verhindern, erfolgt die Entrindung möglichst unmittelbar vor der Holzaufbereitung bzw. ist Bestandteil des kontinuierlichen Prozessablaufes. In der ersten Stufe der Zerfaserung wird das Holz vorbereitet, in dem es sortiert und gereinigt wird. Eine Verwendung von Metallsuchgeräten verhindert eine Beschädigung der Werkzeuge und erhöht die Standzeiten. Das so gereinigte Holz wird dann einem Scheiben- oder Trommelhacker zugeführt in dem der Baumstamm dann zu Hackschnitzeln verarbeitet wird. Die erzielbare Hackschnitzellänge ist bei Trommelhackern direkt abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit und umgekehrt proportional der Rotordrehzahl und der Messeranzahl. Bei der späteren Zerfaserung bereitet feuchtes Holz an sich keine Schwierigkeiten, sondern allenfalls bei der nachfolgenden Trocknung. Trockenes Holz hingegen ist aufgrund des damit verbundenen höheren Staub- bzw. Feingutanfalls für den Zerfaserungsvorgang sehr ungünstig.

[0007] Die Herstellung und Veredelung von MDF-Platten ist sehr ausführlich beschrieben in Deppe/Ernst "MDF-Mitteldichte Faserplatten", DRW-Verlag 1996, ISBN 2-87181-329-X.

[0008] Die für die Zerfaserung und Trocknung der Hackschnitzel benötigte Energie richtet sich nach diskreten Merkmalen bzw. Eigenschaften und wird über diese auch gesteuert. Diese Energie wird in verschiedenen Prozessschritten zugeführt. Beim Vordämpfen der Hackschnitzel in dem Bunker, beim elektrischen Befüllen des Kochers mittels der Stopfschnecke, beim Entwässern der Hackschnitzel in einem Entwässerungsrohr, in Form von Heißdampf beim Kochen, anschließend in elektrischer Form im Refiner beim Zerfasern und schließlich durch Trocknung mittels heißer Gase.

[0009] Hauptenergieträger ist neben der elektrischen Energie Heißdampf. Durch die Erzeugung aus gereinigtem Wasser und in Folge des für die Verdampfung benötigten Energieaufwandes ist Heißdampf sehr teuer. Aggregate für die Dampferzeugung sind konstruktiv aufwendig gestaltet und ebenfalls kostenintensiv. Verluste in Folge von Undichtigkeiten, Temperaturgefällen und Restwärme des Kondensates sind extrem hoch, und bei der Entspannung von Dampf entsteht Kondensat als Abwasser.

[0010] Von dieser Problemstellung ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hackschnitzelaufbereitungsanlage auf die Erzeugung weniger Abwasser hin zu optimieren. Die Anlage soll neben des geringer entstehenden Abwassers zudem ermöglichen, den Gesamtprozess energetisch zu optimieren und damit die Herstellung von Holzwerkstoffplatten ökologischer zu gestalten.

[0011] Die Problemlösung erfolgt dadurch, dass bei einem gattungsgemäßen Verfahren die Hackschnitzel spätestens im Bunker mittels einer Heizung vorgewärmt werden. Hierzu kann der Bunker oder die Transporteinrichtung, mit der die Hackschnitzel in den Bunker transportiert werden, mit einer Heizung versehen sein. Entsprechend kann bei einer gattungsgemäßen Anlage entweder der Bunker oder die Transporteinrichtung mit einer Heizung versehen sein, und die Hackschnitzel dadurch vorgewärmt werden, bevor sie mit Heißdampf beaufschlagt werden.

[0012] Die Vorwärmung der Hackschnitzel im Vorratsbunker oder der Transporteinrichtung, die bevorzugt eine Förderschnecke ist, erfolgt vorzugsweise mittels Mikrowellen oder mittels Ultraschalls.

[0013] Wenn die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden, ergibt sich ein um ca. 50 % verringerter Heißdampfbedarf. Im Kocher werden die Hackschnitzel bei einer Temperatur von etwa 170°C vorzugsweise für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die im Trockner getrockneten Holzfasern können anschließend nochmals beleimt werden.

[0014] Durch die erfindungsgemäße Lösung entsteht beim Ausquetschen der Hackschnitzel im Entwässerungsrohr bzw. der Stopfschnecke weniger Abwasser. Mittels der Heizung erfolgt eine gezielte Erwärmung der Hackschnitzel ohne gravierende Umgebungsverluste, wodurch anschließend dann auch die Last des Trockners für die Fasern reduziert wird.

[0015] Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigt:

Figur 1 -

ein Flussdiagramm des Verfahrensablaufs,

Figur 2 -

eine schematisierte Darstellung der Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

[0016] Die aus dem entrindeten Baumstamm gehackten Hackschnitzel werden über die mit einer Heizung 1 a versehene Förderschnecke 9 in den Bunker 1 gefördert und während des Transports auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt. Anschließend wird in den Bunker 1 Heißdampf eingegeben, um die Hackschnitzel vorzukochen. Das dabei ausfallende Kondensat wird als Abwasser A der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Nach dem Vorkochen werden die Hackschnitzel über eine Stopfschnecke 2 einem Kocher 3 zugeführt und dabei über ein hier nicht näher dargestelltes Entwässerungsrohr entwässert. Zum Entwässern der Hackschnitzel kann, wie in Figur 2 mit dem Sichtpfeil P angedeutet, in der Förderschnecke zum Bunker 1 hin eine Pressung der Hackschnitzel erfolgen. Das dabei anfallende Abwasser A wird auch der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Der Hauptanteil an Kondensat fällt in der Stoffschnecke 2 an, bevor die Hackschnitzel dem Kocher 3 zugeführt werden. Im Kocher 3 werden die Hackschnitzel mittels Heißdampfs bei einem Druck von etwa 10 bar und einer Temperatur von etwa 170°C für eine Dauer von etwa 3,5 Minuten aufgeschlossen. Das dabei anfallende Kondensat A wird ebenfalls der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Wenn die Hackschnitzel ausreichend aufgeschlossen sind, werden sie zur Zerfaserung einem Refiner 4 zugeführt. Auch dabei fällt Kondensat bzw. Abwasser A an, das der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt wird. Die im Refiner 4 gewonnenen Holzfasern werden in dem noch nassen Zustand an der Stelle L mit einem Klebstoff beleimt und dann einem Trockner 5 zugeführt, in dem die beleimten Fasern mittels Heißgas bei einer Temperatur von etwa 160°C auf eine Restfeuchte von etwa 10 - 15% getrocknet werden. Der dabei entstehende Dampf und/oder entsprechendes Kondensat A wird der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Die im Trockner 5 getrockneten Fasern werden anschließend zu einer Streuvorrichtung 6 transportiert und bevor sie die Streuvorrichtung 6 erreichen nochmals an der Stelle L₁ mit einem Leim beleimt. Über die Streuvorrichtung 6 wird auf ein endlos umlaufendes Transportband ein Faserkuchen gestreut, der dann der Heißpresse 7 zugeführt wird. In der Heißpresse 7 wird der gestreute Faserkuchen dann zu einer mitteldichten Faserplatte (MDF) gewünschter Dicke verpresst.

[0017] Die Heizung 1 a im Bunker 1 oder der Förderschnecke 9 ist eine Vorrichtung zur Bestrahlung der Hackschnitzel mittels Mikrowellen oder mittels Ultraschalls.

Bezugszeichenliste

[0018] 

1

Bunker

1 a

Heizung

2

Stopfschnecke

3

Kocher

4

Refiner

5

Trockner

6

Streuvorrichtung

7

Heißpresse

8

Abwasseraufbereitung

9

Förderschnecke/Transporteinrichtung

A

Abwasser/Kondensat

L

Beleimstelle

L₁

Beleimstelle

Ansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Holz, aus dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit folgenden Schritten:

a) Transportieren der Hackschnitzel in einen Bunker (1),

b) Vorkochen der Hackschnitzel in dem Bunker (1) mittels Heißdampfs,

c) Austragen und Entwässern der Hackschnitzel aus dem Bunker (1) mittels einer Stopfschnecke (2) in einen Kocher (3),

d) Aufschließen der Hackschnitzel im Kocher (3) mittels Heißdampfs,

e) Ausfördern der aufgeschlossenen Hackschnitzel in einen Refiner (4) und Zerfasern der Hackschnitzel zu Holzfasern,

f) Beleimen der nassen Holzfasern und

g) Trocknen der beleimten Holzfasern in einem Trockner (5) mittels Heißgas,
dadurch gekennzeichnet, dass

h) die Hackschnitzel spätestens im Bunker (1) mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel während des Transports in den Bunker (1) mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel im Kocher (3) bei einer Temperatur von etwa 170°C für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Trockner (5) getrockneten Holzfasern nochmals beleimt werden.

6. Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), mit einem Bunker (1), in dem die Hackschnitzel vorgekocht werden, einem Kocher (3), in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Bunker (1) mit einer Heizung versehen ist, die eine Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung ist.

7. Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit einer Transporteinrichtung (9), mit der die Hackschnitzel in einen Bunker (1) transportiert werden, in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) mit einer Heizung versehen ist, die eine Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung (1a) ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) eine Förderschnecke ist.

Claims

1. Method for preparing wood used initially to produce wood chips, for the production of medium density fibreboards (MDF), comprising the following steps:

a) transporting the wood chips into a bunker (1),

b) pre-boiling the wood chips in the bunker (1) by means of hot steam,

c) discharging and dewatering the wood chips from the bunker (1) into a boiling apparatus (3) by means of a stuffing screw (2),

d) pulping the wood chips in the boiling apparatus (3) by means of hot steam,

e) delivering the pulped wood chips into a refiner (4) and defibrating the wood chips to form wood fibres,

f) coating the wet wood fibres with glue, and

g) drying the glue-coated wood fibres in a drier (5) by means of hot gas,
characterized in that

h) the wood chips are preheated by means of microwaves or ultrasound at the latest in the bunker (1).

2. Method according to Claim 1, characterized in that the wood chips are preheated by means of microwaves or ultrasound during transportation into the bunker (1).

3. Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the wood chips are preheated to a temperature of 105 to 110°C.

4. Method according to Claim 3, characterized in that the wood chips are pulped in the boiling apparatus (3) at a temperature of approximately 170°C for approximately 3.5 minutes by means of hot steam.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wood fibres dried in the drier (5) are once again coated with glue.

6. Assembly for preparing wood chips for the production of medium density fibreboards (MDF), comprising a bunker (1) in which the wood chips are pre-boiled, a boiling apparatus (3) in which the wood chips are pulped by means of hot steam, a refiner (4) in which the pulped wood chips are processed to form fibres, and a drier (5) in which the fibres are dried, characterized in that the bunker (1) is provided with a heating means which is a device for microwave or ultrasound irradiation.

7. Assembly for preparing wood chips for the production of medium density fibreboards (MDF),comprising a transport device (9) with which the wood chips are transported into a bunker (1), in which the wood chips are pulped by means of hot steam, a refiner (4) in which the pulped wood chips are processed to form fibres, and a drier (5) in which the fibres are dried, characterized in that the transport device (9) is provided with a heating means which is a device for microwave or ultrasound irradiation (1a).

8. Assembly according to Claim 7, characterized in that the transport device (9) is a screw conveyor.

Revendications

1. Procédé de traitement du bois à partir duquel on fabrique dans un premier temps des copeaux pour la fabrication de panneaux de fibres de densité moyenne (MDF), comprenant les étapes suivantes :

a) on transporte les copeaux vers un réservoir (1),

b) on précuit les copeaux dans le réservoir (1) au moyen de vapeur surchauffée,

c) au moyen d'une vis de gavage (2), on défourne hors du réservoir (1) vers un cuiseur (3) les copeaux et on enlève l'excès d'eau,

d) on désagrège les copeaux dans le cuiseur (3) au moyen de vapeur surchauffée,

e) on extrait les copeaux désagrégés vers une défibreuse (4) et on défibre les copeaux pour faire des fibres de bois,

f) on encolle les fibres de bois humides, et

g) on sèche les fibres de bois humides dans un sécheur (5) au moyen de gaz chauffé,
caractérisé en ce que

h) l'on préchauffe les copeaux au plus tard dans le réservoir (1), au moyen de micro-ondes ou d'ultra-sons.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on préchauffe les copeaux pendant le transport vers le réservoir (1), au moyen de micro-ondes ou d'ultra-sons.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on préchauffe les copeaux à une température allant de 105 à 110°C.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moyen de vapeur surchauffée, on désagrège les copeaux dans le cuiseur (3) à une température d'environ 170°C pour environ 3,5 minutes.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on encolle encore une fois les fibres de bois séchées dans le sécheur (5).

6. Installation pour le traitement de copeaux de bois pour la fabrication de panneaux de fibres de densité moyenne (MDF), comprenant un réservoir (1) dans lequel les copeaux sont précuits, un cuiseur (3) dans lequel les copeaux sont désagrégés au moyen de vapeur surchauffée, une défibreuse (4) dans laquelle les copeaux désagrégés sont travaillés en fibres, et un sécheur (5) dans lequel les fibres sont séchées, caractérisée en ce que le réservoir (1) est muni d'un chauffage, qui est un dispositif pour l'émission de micro-ondes ou d'ultra-sons.

7. Installation pour le traitement de copeaux de bois pour la fabrication de panneaux de fibres de densité moyenne (MDF), comprenant un dispositif de transport (9) à l'aide duquel on transporte les copeaux dans un réservoir (1) dans lequel les copeaux sont désagrégés au moyen de vapeur surchauffé, une défibreuse (4) dans laquelle les copeaux désagrégés sont travaillés en fibres et un sécheur (5) dans lequel les fibres sont séchées, caractérisée en ce que le dispositif de transport (9) est muni d'un chauffage qui est un dispositif pour l'émission de micro-ondes ou d'ultra-sons.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de transport (9) est un transporteur à vis sans fin.

Zeichnung