[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen
aus Biomasse, z. B. Halmgut, mit folgenden Verfahrensschritten:
- die Biomasse wird aufgenommen und zerkleinert sowie ggf. von Fremdkörpern gereinigt;
- die zerkleinerte Biomasse wird gemahlen und dann getrocknet bzw. falls erforderlich
nachgetrocknet respektive aufgeheizt und ggf. konditioniert;
- die dermaßen aufbereitete Biomasse wird zu Formlingen verpresst. Die Formlinge sind
formstabil und keimarm.
[0002] Bei dem Trocknungsvorgang entsprechend dem an zweiter Stelle genannten Verfahrensschritt
bzw. gemäß dem Verfahrensschritt 1.2) handelt es sich üblicherweise um einen Nachtrocknungsvorgang,
mit dessen Hilfe die aufzubereitende Biomasse hinsichtlich ihres Feuchtegehaltes reduziert
wird, meistens im einstelligen Gewichtsprozentbereich, d. h. im Bereich zwischen ca.
1 Gew.-% bis 9 Gew.-%.
[0003] Bei einem bekannten Verfahren ähnlich der eingangs beschriebenen Ausprägung, wie
es beispielsweise durch die
EP 0 638 018 B1 bekannt geworden ist, wird mit gegenläufig zueinander angetriebenen sowie ineinandergreifenden
Hohlwalzen gearbeitet, mit deren Hilfe die zerkleinerte und getrocknete Biomasse zu
den Formlingen gepresst wird. Zu diesem Zweck ist eine mobile Erntemaschine realisiert,
die mit einer Pick-Up-Aufnahmevorrichtung für Halmgut ausgerüstet ist. Das Halmgut
wird mit Hilfe von Schneidmessern zerkleinert.
[0004] Eine für den Antrieb sorgende Brennkraftmaschine dient mit ihren Abgasen zum Beheizen
der Pelletiereinrichtung bzw. der Hohlwalzen.
[0005] Die mit der bekannten Vorrichtung erzielte Ernteleistung hat sich in der Praxis als
relativ gering erwiesen. Außerdem konnten keine hohen Pressdichten erzielt werden.
Die beschriebene Erntemaschine war bzw. ist selbstfahrend ausgelegt, wobei die Räder
von der bereits angesprochenen Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dadurch ist
das Gewicht der Anlage hoch und für die Kompaktierung der Biomasse steht weniger Energie
zur Verfügung.
[0006] Ein vergleichbares Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung werden in der
EP 0 712 482 B1 vorgestellt. Auch in diesem Fall kommt eine selbstfahrende Erntemaschine zum Einsatz,
die mit mehreren Förderwalzenetagen ausgerüstet ist. Dadurch soll die Aufnahme, Trocknung
und Verdichtung des Erntegutes Energie sparen, geräuscharm und umweltverträglich erfolgen.
Allerdings wurden auch in diesem Fall eher geringe Ernteleistungen in der Praxis beobachtet
und stellt sich - wie im Falle der
EP 0 638 018 B1 - der tatsächliche Einsatz durch das erhebliche Gewicht der Erntemaschine auf einem
Feld als schwierig dar.
[0007] Zum Stand der Technik gehört auch ein Verfahren zur Herstellung von Tiereinstreu
aus Miscanthus, wie es die
DE 10 2005 057 348 A1 beschreibt, die einzig als gattungsbildend einzustufen ist. Dabei wird das vorerwähnte
Pflanzenmaterial durch Druck und Temperatur über einen geeigneten Zeitraum mit anschließender
Abkühlung und Aushärtung zu zylindrischen Pellets ausgeformt. In diesem Zusammenhang
werden die Miscanthus-/Stroh-Stücke unter anderem auch einer Hammermühle zugeführt,
in der sie im Anschluss an einen Ballenauflöser eine weitere Zerkleinerung erfahren.
Die zuvor erwähnten Probleme sind hierdurch nicht wesentlich beeinflusst worden.
[0008] Das gilt schlussendlich auch für das Verfahren und die Vorrichtung zum Pelletieren
von Biomasse, wie sie in der
DE 43 26 849 A1 beschrieben werden. Zwar hat man sich hier bereits mit dem Problem auseinandergesetzt,
ein wirksames System zum Trocknen der Biomasse und zur Erhöhung der Pelletierleistung
zu entwickeln. In diesem Zusammenhang wird das zerkleinerte Halmgut in eine breite
Schicht geringer Dicke gebracht und die Schicht leporelloartig gefördert. Quer durch
die einzelnen Schichten wird dann ein gasförmiges Wärmemedium geführt.
[0009] Die vorbeschriebenen Anlagen sind durchweg nur während der Erntezeit einsetzbar,
die sich auf wenige Wochen im Jahr beschränkt. Dadurch erklärt sich eine nur äußerst
begrenzte Menge an Biomasse, die kompaktiert werden konnte. Ein weiterer Nachteil
liegt in der Tatsache, dass das gesamte Erntegut verarbeitet werden sollte, also sowohl
Körner als auch Halme. Da Körner jedoch von Natur aus eine höhere Dichte aufweisen
als die daraus produzierten Formlinge macht eine auf dieser Basis versuchte Kompaktierung
keinen Sinn.
[0010] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen
Ausprägung so weiter zu entwickeln, dass die Ernteleistung gesteigert wird und eine
vielseitig nutzbare Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird.
[0011] Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung von Formlingen aus Biomasse vorgesehen, dass die gemahlene Biomasse
während des Trocknungsvorgangs nicht nur getrocknet, sondern ergänzend mit wenigstens
einem Zusatz behandelt wird, um masseeigene und/oder massefremde Bindemittel für den
anschließenden Pressvorgang zur Verfügung zu stellen. Alternativ oder zusätzlich kann
die zuvor zerkleinerte Biomasse auch während des anschließenden Mahlvorganges mit
dem wenigstens einen Zusatz behandelt werden. So oder so wird der Zusatz im Zuge des
Mahl- und Trocknungsvorganges der Biomasse hinzugefügt, und zwar während des Mahlens
oder des Trocknens oder während beider Vorgänge. Dabei umfasst der Begriff des Trockens
im Rahmen der Erfindung sowohl ein Aufheizens der Biomasse als auch einen mehr oder
minder ausgeprägten Trocknungsvorgang durch Wärmebehandlung, wenigstens im Sinne eines
Nachtrocknens. Dabei wird meistens sowohl mit Wärme als auch einem zusätzlichen Luftstrom
gearbeitet.
[0012] Auf diese Weise wird im Ergebnis eine Anlage in Verbindung mit einem Prozessverfahren
zur Verfügung gestellt, mit deren Hilfe praktisch selbstproduzierte Elektro- und Wärmeenergie
unmittelbar am Gestehungs- bzw. Lagerort der Biomasse zur Verfügung steht. Dadurch
lassen sich Transportkosten und eine damit verbundene Umweltverschmutzung vermeiden.
Die für den Betrieb der Anlage notwenige Elektro- und/oder Wärmeenergie kann ganz
oder teilweise aus den erfindungsgemäß gepressten Formlingen gewonnen werden.
[0013] Die gesamte zugehörige Vorrichtung lässt sich mobil gestalten und zum Lagerplatz
der Biomasse verbringen. Dadurch kann vor Ort über das gesamte Jahr und nicht nur
während der Erntezeit der beschriebene Prozess ablaufen und kann die Biomasse zu den
Pellets verarbeitet werden. Dies geschieht dergestalt, dass die Biomasse im Regelfall
aufgenommen und zerkleinert und anschließend gemahlen und ggf. nachgetrocknete bzw.
aufgeheizt wird. Im Anschluss daran wird die dermaßen aufbereitete Biomasse mit wenigstens
einem Zusatz bzw. mit mehreren Zusatzstoffen versetzt und konditioniert sowie zum
Abschluss zu den Formlingen verpresst. Die Formlinge sind keimarm gestaltet und lassen
sich mit hoher Schüttdichte verpressen. Dabei wird im Rahmen der Erfindung ausdrücklich
auf Halmgut zurückgegriffen und werden keine Getreidekörner zermahlen und anschließend
verpresst.
[0014] Meistens erfährt die zunächst zerkleinerte und dann gemahlene Biomasse während des
Mahlvorganges und/oder während der Trocknung durch die zusätzliche Einbringung des
wenigstens einen Zusatzes eine gleichzeitige Konditionierung. Dabei werden im Rahmen
dieser Konditionierung sowohl die Temperatur als auch der Feuchtegehalt der gemahlenen
Biomasse eingestellt. Alternativ oder zusätzlich kann im Zuge der Konditionierung
auch die Temperatur und der Gehalt an massefremden Bindemitteln und/oder aromatischen
Zusätzen bzw. allgemein Zusätzen eingestellt werden.
[0015] Im Rahmen der Erfindung wird die gemahlene Biomasse also nicht nur getrocknet, wie
dies allgemein bekannt ist und für den anschließenden Pressvorgang erforderlich ist.
Vielmehr wird die Biomasse im Zuge des Trocknungsvorgangs und/oder Mahlvorganges mit
einem Zusatz beaufschlagt. Hierbei kann es sich im einfachsten Fall um Wasser handeln.
Die Konditionierung sieht in diesem Fall vor, dass sowohl die Temperatur der gemahlenen
und ggf. getrockneten Biomasse im Zuge des Trocknungsvorgangs als auch deren Feuchtigkeit
auf bestimmte vorgegebene Werte eingestellt werden. Hierbei macht sich die Erfindung
die Tatsache zu Nutze, dass eine bestimmte Temperatur in Verbindung mit einem vorgegebenen
Feuchtegehalt der zerkleinerten und gemahlenen Biomasse beispielsweise die Freisetzung
von masseeigenem Lignin begünstigt. Bei Lignin handelt es sich bekanntermaßen um ein
phenolisches Makromolekül, welches als fester Stoff in eine pflanzliche Zellwand eingelagert
die Verholzung der pflanzlichen Zelle bewirkt (Lignifizierung). Üblicherweise bestehen
etwa 20 bis 30 Gew.-% der Trockenmasse verholzter Pflanzen aus Ligninen.
[0016] Da Lignine als Stützmaterial und verhärtetes Polymer wesentlich für die Festigkeit
von pflanzlichen Geweben verantwortlich zeichnen, kommt es bei dem an den Mahl- und
Trocknungsvorgang anschließenden Pressvorgang darauf an, das Lignin möglichst umfassend
freizusetzen, um beim anschließenden Verpressen der gemahlenen und getrockneten Biomasse
dieses Lignin als gleichsam masseeigenes Bindemittel zu nutzen. In diesem Zusammenhang
schlägt die Erfindung eine Konditionierung während des Mahl- und ggf. Trocknungsvorganges
dergestalt vor, dass die gemahlene Biomasse (durch die Trocknung bzw. Aufheizung)
auf einen Feuchtegehalt im Bereich von ca. 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 5
Gew.-% bis 15 Gew.-% und vorzugsweise ca. 10 Gew.-% gebracht wird und zugleich auf
Temperaturen von regelmäßig über 100 °C gebracht werden.
[0017] Liegen diese Bedingungen im Zuge der Konditionierung während des Mahl- und ggf. Trocknungsvorganges
vor, so lässt sich die gemahlene und ggf. getrocknete Biomasse mit niedrigerem Energieaufwand
in dem anschließenden Pressvorgang verarbeiten. Tatsächlich zeigt die dermaßen aufbereitete
Biomasse unter Berücksichtigung dieser Parameter ein relativ plastisches Verhalten,
so dass bei dem anschließenden Pressvorgang die einzelnen Mahlkörner bzw. Partikel
zuverlässig miteinander verbunden werden. Dabei erfolgt die Verbindung der einzelnen
Mahlkörner auf praktisch zweierlei Art und Weise.
[0018] Zunächst einmal bewirkt der Pressvorgang, dass das in den einzelnen Mahlkörnern vorhandene
Lignin unmittelbar als masseeignes Bindemittel freigesetzt wird und dadurch die einzelnen
Massekörner zusammenbacken. Denn bei dem Pressvorgang kommt es gleichsam zur Plastifizierung
des Lignins und damit dessen gewünschter Bindewirkung. Zum Zweiten wird der Zusammenhalt
der Massekörner dadurch verstärkt, dass diese aufgrund ihres plastischen Charakters
miteinander verhaken oder untereinander verfilzen.
[0019] Dabei wird meist mit einer Körnung für die Biomassekörner bzw. Massekörner im Bereich
von unter 10 mm, vorzugsweise unter 5 Millimeter, und insbesondere zwischen 1 und
3 Millimeter gearbeitet. Auf diese Weise kann die gemahlene und ggf. getrocknete bzw.
aufgeheizte Biomasse während des Mahlvorganges und/oder Konditioniervorganges mit
dem mindestens einen Zusatz respektive dem Zusatzstoff konditioniert werden. Dabei
kann der betreffende Zusatz über eine oder mehrere Einspritzdüsen einer Konditionierkammer
und/oder einer Mahlanlage zugeführt werden.
[0020] Als Zusatz kommt nicht nur das bereits angesprochene Wasser in Frage, um das masseeigene
Lignin als Bindemittel für den anschließenden Pressvorgang zur Verfügung zu stellen
und den Feuchtegehalt der Biomasse vorzugeben. Sondern grundsätzlich können auch andere
Bindemittel wie Stärke oder Melasse zugeführt werden. Ebenso lassen sich aromatische
oder andere Zusätze zudosieren.
[0021] Dabei versteht es sich, dass die beschriebenen und im Zuge der Konditionierung eingestellten
Verfahrensparameter mit einem oder mehreren Sensoren überwacht werden können. Diese
Sensoren können ihre Werte an eine zentrale Steuereinheit zur Funktionsüberwachung
übergeben. Je nach den mit Hilfe der Sensoren aufgenommenen Messwerten sorgt dann
die zentrale Steuereinheit dafür, dass beispielsweise die Konditionierkammer im Sinne
einer Regelung so beaufschlagt wird, dass die darin befindliche Biomasse die gewünschte
und zuvor bereits angegebene Temperatur aufweist. Außerdem mag die Steuereinheit für
den zuvor angesprochenen Feuchtegehalt sorgen. Auch dieser Vorgang kann im Sinne einer
Regelung erfolgen, indem beispielsweise bei zu geringem Feuchtegehalt die Steuereinheit
die eine oder die mehreren Einspritzdüsen innerhalb der Konditionierkammer und/oder
innerhalb der Mahlkammer so beaufschlagt, dass die darin befindliche gemahlene Biomasse
befeuchtet wird.
[0022] Daneben können weitere Sensoren realisiert werden, beispielsweise zur Überwachung
der Durchsatzmenge an Biomasse, Feststellung des Verbrauches an Primärenergie oder
allgemein zur Temperatur und/oder Funktionsüberwachung.
[0023] Auch diese Sensoren kommunizieren mit der Steuereinheit, welche folgerichtig umfassend
den Zustand der Vorrichtung widerspiegelt und wesentliche Parameter vorgibt.
[0024] Im Allgemeinen wird die erforderliche Wärme für den Trocknungsvorgang bzw. für den
Nachtrocknungs- und/oder Aufheizvorgang durch Abwärme und/oder Abgase eines zugehörigen
Generators bzw. einer an dieser Stelle realisierten Brennkraftmaschine zur Verfügung
stellt. Dabei ist die Auslegung so getroffen, dass die Abwärme bzw. die Abgase des
genannten Generators bzw. der Brennkraftmaschine die Konditionierkammer indirekt erwärmen.
Zu diesem Zweck verfügt die Konditionierkammer regelmäßig über einen doppelwandigen
Aufbau meistens an ihrer Außenwand. Durch diese Zweischaligkeit bzw. Doppelwandigkeit
der Außenwand kann beispielsweise Abgas und/oder Abwärme der Brennkraftmaschine durch
den dort realisierten Zwischenraum geführt werden, um die im Innern befindliche (gemahlene)
Biomasse aufzuheizen und zu trocknen.
[0025] Damit die Biomasse vollständig von der zugeführten Wärme erfasst wird, verfügt die
Konditionierkammer im Innern über einen oder mehrere Paddelmischer oder allgemein
eine Mischvorrichtung. Hierbei mag es sich um jeweils einen Schneckengang handeln.
Meistens sind zwei Schneckengänge realisiert, die gegenläufig rotieren, so dass die
(gemahlene) Biomasse ständig in Bewegung gehalten wird und eine Durchmischung erfährt.
Auf diese Weise lässt sich die Biomasse nicht nur einwandfrei durch die gleichsam
umfangsseitig aufgebrachte Wärme erhitzen, sondern werden etwaige über die eine oder
die mehreren Einspritzdüsen eingebrachte Zusätze (beispielsweise Wasser) gleichmäßig
zu einer homogenen Masse verteilt.
[0026] Im Regelfall liegt die Biomasse in Ballenform vor und wird auch in Ballenform von
der zugehörigen Vorrichtung zur Herstellung der Formlinge aus Biomasse aufgenommen.
Dazu werden die jeweiligen Ballen nach ihrer Aufnahme aufgelöst. Das kann durch einen
Ballenauflöser erfolgen, der insgesamt Bestandteil einer Aufnahmeeinrichtung eingangsseitig
der beschriebenen Vorrichtung ist. Zusätzlich mag die Aufnahmeeinrichtung neben dem
Ballenauflöser über einen Kratzbodenförderer verfügen, mit dessen Hilfe die Ballen
(linear) über den Kratzboden in die Vorrichtung bzw. Maschine hineingezogen und dem
Ballenauflöser zugeführt werden. Dabei versteht es sich, dass die Aufnahmeeinrichtung
vorteilhaft mit einer Filtereinheit bzw. einer Austragungsschleuse ausgerüstet ist.
Dadurch lassen sich beispielsweise Fremdstoffe wie Steine etc. auszuschleusen.
[0027] Bei dieser Filtereinheit respektive Austragungsschleuse handelt es sich im Allgemeinen
um einen Auffangkasten mit Steinfalle, Magnetabscheider, Sauggebläse und Abscheidezyklon
mit Filtersack. Dadurch wird die zerkleinerte und von Fremdkörpern gereinigte Biomasse
aus dem Ballenauflöser und dem nachgeschalteten Häcksler für die Zerkleinerung in
eine Mahlanlage allgemein bzw. eine Hammermühle im Speziellen weitertransportiert.
Gleichzeitig kann hierdurch ein staubarmes und geschlossenes Luftfördermedium realisiert
werden.
[0028] Die Biomasse erreicht die nachgeschaltete Mahlanlage in zerkleinertem Zustand, weil
der Ballenauflöser zusätzlich mit dem bereits angesprochenen Häcksler bzw. einer Häckseleinheit
ausgerüstet ist. Die Häckseleinheit trennt die Biomasse bzw. das Halmgut im Beispielfall
in kleinere Partikel. Nachdem die zerkleinerte Biomasse bzw. die zerkleinerten Halme
im Beispielfall von etwaigen Fremdstoffen in der anschließenden Filtereinheit respektive
der Austragungsschleuse oder allgemein einer Reinigungsstation befreit worden sind,
wird die zerkleinerte Biomasse wie beschrieben gemahlen. Dazu greift die Erfindung
regelmäßig auf eine Hammermühle zurück, also eine Schlagmühle zur Zerkleinerung insbesondere
stark heterogener Materialgemische wie der bereits zerkleinerten Biomasse bzw. der
zerkleinerten Halme. Dabei erfolgt die Zerkleinerung des Mahlguts in einer solchen
Schlagmühle bzw. Hammermühle durch kinetische Schlagwirkung.
[0029] Üblicherweise dreht sich in einem Gehäuse ein Rotor, an dessen äußeren Umfang eine
Anzahl beweglicher Hämmer angebracht sind, die relativ hohe Umfangsgeschwindigkeiten
von 100 m/sec. oder mehr erreichen können. Das Mahlgut trifft nun beim Eintritt in
die Hammermühle auf die rotierenden Hämmer, welche die zerkleinerte Biomasse aufbrechen.
Zusätzlich wird die aufgebrochene Biomasse mit Hilfe der Hämmer gegen die äußere Mahlwand
geschleudert, wo sie durch den Aufprall weiter gebrochen wird. Insgesamt verbleibt
das Mahlgut bzw. die auf diese Weise gemahlene Biomasse so lange im Mahlraum, bis
sie so klein ist, dass sie durch ein Lochsieb am äußeren Umfang der Hammermühle passt.
[0030] Mit Hilfe dieses Siebes kann eine Oberkornbegrenzung und auch die Einstellung der
maximalen Korngröße erfolgen. Diese liegt beispielsweise und üblicherweise unterhalb
von 10 mm, vorzugsweise beträgt sie weniger als 5 mm und liegt ganz besonders bevorzugt
im Bereich von 1 bis 3 Millimeter.
[0031] Die solchermaßen gemahlene Bioasse wird anschließend - falls erforderlich - getrocknet
bzw. nachgetrocknet respektive aufgeheizt und meistens konditioniert, und zwar in
der bereits angesprochenen und im Detail beschriebenen Konditionierkammer. Im Anschluss
an die Konditionierkammer wird das solchermaßen konditionierte Mahlgut bzw. die gemahlene
und getrocknete Biomasse zu den Formlingen verpresst. Dazu mag das konditionierte
Mahlgut mit Hilfe einer der Konditionierkammer nachgeschalteten Dosierschnecke in
eine Pelletpresse gefördert werden. Die Pelletpresse ist beispielsweise als Ringmatritzenpresse
bzw. Rundmatritzenpresse ausgelegt und verfügt über eine oder mehrere umlaufende Ring-
oder Rundmatritzen.
[0032] Dieser Ring- oder Rundmatritze wird die gemahlene und getrocknete Biomasse über die
bereits angesprochene Förderschnecke zugeführt, wobei einlaufseitig der Pelletpresse
eine Pressentür mit eingebauter Zwangsführung für einen kontinuierlichen und gleichmäßigen
Pressvorgang sorgt. Das heißt, die gemahlene und getrocknete Biomasse wird kontinuierlich
der Pelletpresse zugeführt. Abschließend werden die aus der Pelletpresse fallenden
Pellets mittels eines Elevators oder einer vergleichbaren Steigstrecke in einen Gegenstromkühler
verbracht. Hier werden die Pellets auf Umgebungstemperatur abgekühlt, um ihre durch
den vorgeschalteten Pressvorgang erreichte Festigkeit zu erhalten.
[0033] Alternativ zu der beschriebenen Ring- oder Rundmatritzenpresse, wie sie allgemein
bekannt ist und beispielsweise in der
DE 33 45 407 A1 beschrieben wird, kann auch auf eine Walzenpresse als Pelletpresse zurückgegriffen
werden. Eine solche Walzenpresse verfügt in der Regel über zwei bis vier gegenläufig
zueinander rotierende Walzen. Dabei wird die zu verdichtende gemahlene und getrocknete
Biomasse, insbesondere das Halmgut, durch Materialzufuhr in einen Einlaufspalt zwischen
den beiden Walzen eingeführt. Üblicherweise sind die Walzen an ihrem Umfang und über
ihre Länge gesehen mit einer Vielzahl von regelmäßig achsparallelen Bohrungen ausgerüstet,
welche die Form und Größe der durch die Verdichtung entstehenden Pellets vorgeben
(vergleiche beispielsweise
DE 296 06 641 U1).
[0034] In diesem Zusammenhang ist zugleich eine Zwangsführung für einen kontinuierlichen
und gleichmäßigen Pressvorgang realisiert. Denn eine eingangsseitig der Pelletpresse
vorgesehene Tür wird praktisch mittels der der Pelletpresse vorgeschalteten Förderschnecke
respektive durch die kontinuierlich zugeführte gemahlene und getrocknete Biomasse
geöffnet, die zwangsgeführt in die Pelletpresse verbracht wird.
[0035] Nach Passieren des bereits beschriebenen Kühlers bzw. Gegenstromkühlers werden die
Pellets über ein Rüttelsieb gefördert. Dadurch werden sie von Staub und/oder Abrieb
getrennt. Zum Abschluss werden die solchermaßen hergestellten Pellets über ein Förderband
oder eine vergleichbare Fördereinrichtung ihrer weiteren Verwendung zugeführt. Beispielsweise
ist es denkbar, die Fördereinrichtung schwenkbar auszulegen und die hergestellten
Pellets auf ein neben der Vorrichtung stehendes Transportfahrzeug zu überführen. Auch
andere Behältnisse können auf diese Weise beschickt werden. Selbstverständlich liegt
es auch im Rahmen der Erfindung, die Pellets in Säcken, Big Packs etc. abzufüllen.
Der mit Hilfe des Rüttelsiebes abgesonderte Abrieb kann erneut genutzt werden. Zu
diesem Zweck ist eine weitere Fördereinrichtung bzw. Schneckenförderer vorgesehen,
welcher den Abrieb in die Konditionierkammer zurücktransportiert. Dadurch wird die
verarbeitete Biomasse praktisch rückstandsfrei verarbeitet und in die gewünschten
Pellets umgewandelt.
[0036] Im Ergebnis werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen
aus Biomasse beschrieben, die mit besonderen Vorteilen verbunden sind. Tatsächlich
ist die Vorrichtung üblicherweise auf einem Anhänger platziert, bei dem es sich regelmäßig
um einen mehrachsigen Auflieger als Transportgestell handelt. Das heißt, die Vorrichtung
ist im Gegensatz zum Stand der Technik nicht selbstfahrend ausgelegt. Auf diese Weise
kann auf einen eigenen Antrieb verzichtet werden. Folgerichtig kann die gesamte Leistung
des vorgesehenen Generators für die Pelletierung genutzt werden. Dadurch lassen sich
im Vergleich zum Stand der Technik höhere Durchsatzmengen erzielen. Außerdem sinken
die Investitionskosten und auch das Gewicht. Das begünstigt den einfachen und umfassenden
Einsatz beim jeweiligen Produzenten. Hier kommt es insbesondere zur Reduzierung von
Transport- und Lagerkosten, weil die zu verarbeitende Biomasse praktisch ganzjährig
und bedarfsweise zu den Pellets verarbeitet werden kann.
[0037] Da die beschriebene Vorrichtung mit einem eigenen Generator bzw. einer Brennkraftmaschine
arbeitet, ist eine unabhängige Energieversorgung durch eine eigene Strom- und Wärmeproduktion
gegeben. In den meisten Fällen fehlt es am Einsatzort an Stromleitungsnetzen mit entsprechenden
Anschlussleistungen. Folgerichtig ist der erfindungsgemäß erreichte energieautarke
Betrieb von besonderer Bedeutung. Dabei ist es grundsächlich möglich und denkbar,
dass der fragliche Generator von oder mit den erzeugten Formlingen ganz oder teilweise
betrieben wird.
[0038] Als Biomasse wird meistens halmgutartige Biomasse oder allgemein Halmgut verarbeitet.
Dabei verfügt die Biomasse über eine deutlich geringere Anfangsdichte als die daraus
durch Verpressen hergestellten Formlinge. Außerdem kann als Biomasse beispielsweise
Ölkuchen aus getrockneten Gärsubstratfeststoffen, Treber und Schlempe verarbeitet
werden. Bei dem Halmgut handelt es sich um insbesondere Stroh, aber auch Heu sowie
generell Miscanthus.
[0039] Von besonderer weiterer Bedeutung ist noch der Umstand, dass eine zentrale Brandschutz-
und/oder Feuerschutzanlage realisiert ist. Mit Hilfe dieser Anlage wird ein eventueller
Brand, ein Feuer, Rauch etc. durch einen zugehörigen Sensor erfasst. Als Folge hiervon
kann eine ebenfalls vorgesehene Sprinkleranlage beaufschlagt werden. Dadurch wird
beispielsweise einer denkbaren Entzündung oder Selbstentzündung der Biomasse entgegengewirkt.
[0040] Insgesamt lassen sich keimarme und qualitätsstabile Pellets in hoher Schüttdichte
herstellen. Durch den beschriebenen Aufbereitungsvorgang der Biomasse lässt sich auch
bisher nicht oder kaum verwertetes Halmgut oder auch Heu verarbeiten - selbst nach
unter Umständen langer Lagerzeit. Denn das geschieht praktisch unabhängig von dessen
Feuchtegrad oder Lagerungszustand. Tatsächlich können bestehende Ballen unschwer mit
Hilfe des Ballenauflösers aufgeschlossen werden. Außerdem wird die Biomasse anschließend
zerkleinert und konditioniert, so dass es auf den diesbezüglichen Anlieferungszustand
praktisch nicht ankommt.
[0041] Insgesamt lässt sich folglich die gesamte und bisher nicht genutzte Biomasse wie
beispielsweise Halmgut oder Stroh zu Pellets umwandeln, die beispielsweise als Brennstoff
oder Tiereinstreu genutzt werden können. Dadurch lassen sich Abgasemissionen reduzieren
und werden zusätzliche Arbeitsplätze in der Landwirtschaft und Energieversorgung geschaffen.
Hinzu kommt eine Reduzierung des weltweiten Pestizideinsatzes durch die Verwertung
der bisher nicht genutzten Strohmengen. Das Stroh wird darüber hinaus nicht verbrannt,
sondern vorteilhaft zu Pellets verarbeitet, was zusätzlich noch die Umweltbelastungen
verringert.
[0042] Mit Hilfe des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich beispielsweise
eine Tonne Pellets mit einem Bruchteil des Energieaufwands herstellen, der als Heizwert
gewonnen wird. Das Gleiche gilt für den Energiepreisaufwand. Tatsächlich werden hier
Werte im geringen einstelligen Prozentbereich beobachtet.
[0043] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- Fig. 1
- die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Biomasse in einer
schematischen Seitenansicht und
- Fig. 2
- die wesentlichen Einzelbestandteile der Vorrichtung in einer schema- tischen Explosionsdarstellung.
[0044] In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Biomasse dargestellt.
Bei der Biomasse kann es sich vorliegend um Halmgut, insbesondere Stroh, handeln.
Das ist selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen.
Man erkennt, dass die Vorrichtung insgesamt mobil ausgebildet ist. Dazu steht ein
nach dem Ausführungsbeispiel mehrachsiger Auflieger 1 als Transportgestell 1 zur Verfügung.
Der Auflieger 1 verfügt nach dem Beispiel über jeweils zwei Paare an Doppelachsen,
die jeweils einen Fahrschemel 2 tragen. Auf den beiden Fahrschemeln 2 ruht seinerseits
der Auflieger bzw. das Transportgestell 1. Dabei können einzelne oder alle Achsen
mit einer Zwangslenkung ausgerüstet sein. Entsprechende Lenkbefehle erhält der Auflieger
1 über ein nicht dargestelltes Zugfahrzeug, welches den Auflieger 1 mit Hilfe einer
Deichsel 3 oder allgemein einer Verbindungsstange 3 zum gewünschten Verarbeitungsort
transportiert.
[0045] Am Verarbeitungsort arbeitet die Vorrichtung völlig autark, insbesondere energieautark.
Zu diesem Zweck ist ein Generator 4 inklusive Brennkraftmaschine und Stromgenerator
vorgesehen. Bei der Brennkraftmaschine mag es sich um ein Dieselaggregat handeln.
Der Stromgenerator wird von der Brennkraftmaschine angetrieben und erzeugt die für
den Betrieb der einzelnen Anlagenbestandteile notwendige elektrische Energie. Selbstverständlich
kann die Brennkraftmaschine alternativ oder zusätzlich auch für einen direkten Antrieb
sorgen. Man erkennt, dass der Generator 4 unmittelbar über dem vordersten Fahrschemel
bzw. Drehschemel 2 ruht. Tatsächlich handelt es sich einerseits bei dem Generator
4 und andererseits einer Aufnahmeeinrichtung 5 um die gewichtsmäßig schwersten Bestandteile
der Vorrichtung. Beide Bestandteile 4, 5 ruhen folglich auf den darunter befindlichen
Fahrschemeln bzw. Drehschemeln 2.
[0046] Der Generator 4 ist - wie gesagt - oberhalb des vordersten Fahrschemels 2 angeordnet,
wohingegen die Aufnahmeeinrichtung 5 über bzw. im Bereich des hinteren Fahrschemels
2 ihren Platz findet. Dadurch wird eine besonders günstige Gewichtsverteilung zur
Verfügung gestellt und sichergestellt, dass der Schwerpunkt der gesamten Vorrichtung
eine Anordnung in etwa mittig im Vergleich zum Auflieger bzw. Transportgestell 1 findet.
[0047] Die Aufnahmeeinrichtung 5 ist am hinteren Ende des Aufliegers bzw. Transportgestells
1 angeordnet, weil sie relativ ausladend aufgebaut ist und eine Platzierung am vorderen
Ende mit der dort erforderlichen Deichsel 3 bzw. Verbindungsstange kollidieren würde.
Anhand einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 erkennt man, dass die Aufnahmeeinrichtung
5 insgesamt mehrteilig gestaltet ist. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist die Aufnahmeeinrichtung
mit einer Kratzfördereinrichtung 5a, einem Ballenauflöser 5b und schließlich einer
Filtereinheit 5c in dieser Reihenfolge und nacheinander ausgerüstet. Bei der Reinigungseinheit
5c handelt es sich um eine kombinierte Saugförder- und Reinigungseinheit. Um den gesamten
Vorgang zu überwachen, ist der Aufnahmeeinrichtung 5 eine Kabine für eine Bedienperson
zugeordnet.
[0048] Mit Hilfe der Kratzfördereinrichtung 5a bzw. des Kratzbodenförderers 5a werden im
Beispielfall Strohballen oder allgemein Halmgutballen aufgenommen. Zu diesem Zweck
ist die Kratzfördereinrichtung 5a schwenkbar an das Transportgestell bzw. den Auflieger
1 angelenkt. Tatsächlich lässt sich die Kratzförderereinrichtung 5a von einer in der
Fig. 1 dargestellten und nahezu vertikalen Transportposition in eine waagerechte oder
nahezu horizontale Arbeitsposition entsprechend der Fig. 2 am Einsatzort überführen.
Dadurch lassen sich die Halmgutballen unschwer auf den Kratzbodenförderer bzw. die
Kratzfördereinrichtung 5a auflegen und werden von dieser durch beispielsweise über
einen Kratzboden gezogene und an Ketten geführte Mitnehmer der dargestellten Vorrichtung
bzw. dem nachgeschalteten Ballenauflöser 5b zugeführt. In dem Ballenauflöser 5b werden
die einzelnen Halmgutballen aufgetrennt, etwaige Bindemittel entfernt und das Halmgut
vereinzelt. Zugleich sorgt eine Häckseleinheit in dem Ballenauflöser dafür, dass die
zu verarbeitende Biomasse bzw. das Halmgut im Beispielfall in kleinere Partikel verkleinert
wird. Danach wird das zerkleinerte Halmgut bzw. die zerkleinerte Biomasse der Reinigungseinheit
5c zugeführt. Mit Hilfe der Reinigungseinheit 5c lassen sich schwerere Teile wie beispielsweise
Steine und Metalle in dem zerkleinerten Halmgut aussondern.
[0049] Nach Durchlaufen der zuvor beschriebenen Aufnahmeeinrichtung 5 mit der Kratzfördereinrichtung
5a, dem Ballenauflöser 5b und schließlich der Reinigungseinheit 5c gelangt die zerkleinerte
Biomasse in eine Mühle 6, bei welcher es sich im Ausführungsbeispiel um eine Hammermühle
6 handelt. Allgemein ist an dieser Stelle eine Mahlanlage 6 realisiert. Die Funktion
und der Aufbau der Hammermühle sind bereits in der Beschreibungseinleitung dargelegt
worden. In der Mühle bzw. Hammermühle 6 wird die zerkleinerte Biomasse gemahlen und
dann das Mahlgut bzw. die gemahlenen Halme in eine Konditionierkammer bzw. eine kombinierte
Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 verbracht. Zu diesem Zweck ist zwischen der Mühle
bzw. Hammermühle 6 und der Trocknungs-/ Konditioniereinheit 9 eine Fördereinrichtung
7, 8 zwischengeschaltet, bei welcher es sich im Detail und nicht einschränkend um
eine Förderschnecke 7 und eine Steigschnecke 8 handelt.
[0050] In der kombinierten Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 wird die gemahlene Biomasse
nicht nur getrocknet respektive nachgetrocknet oder aufgeheizt, sondern ergänzend
mit wenigstens einem Zusatz behandelt. Dabei kann sowohl eine Wärmezufuhr als auch
die Zufuhr eines Luftstromes erfolgen. Jedenfalls lassen sich hierdurch masseeigene
und/oder massefremde Bindemittel für den anschließenden und noch zu beschreibenden
Pressvorgang zur Verfügung stellen bzw. freisetzen. Hierbei macht sich die Erfindung
die Tatsache zu nutze, dass die in der Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 auf eine
bestimmte Temperatur gebrachte Biomasse bzw. die aufgeheizte Biomasse unter Berücksichtigung
der masseeigenen und freigesetzten und/oder der massefremden Bindemittel weniger Energie
als nicht aufgeheizte Biomasse für den anschließenden Pressvorgang benötigt.
[0051] Zu diesem Zweck ist die Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 bzw. allgemein die Trocknungseinheit
9 mit einer oder mehreren Einspritzdüsen 10 ausgerüstet, die an ihrem Umfang verteilt
angeordnet sind. Tatsächlich verfügt die kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit
9 über ein zylindrisches Gehäuse mit Innenschale 9a und Außenschale 9b sowie dazwischen
befindlichem Zwischenraum 9c. - Grundsätzlich kann auch die Mahlanlage 6 mit den Einspritzdüsen
10 ausgerüstet werden. Das ist jedoch nicht dargestellt.
[0052] Durch die zylindrische Auslegung der Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 bzw. des Gehäuses
umschließt der Zwischenraum 9c den von der Innenwand bzw. Innenschale 9a eingeschlossenen
Innenraum in der Art eines zylindrisches Ringkanals. Dieser zylindrische Ringkanal
ist geschlossen ausgeführt und kommuniziert lediglich mit einer Zuleitung 11. Über
die Zuleitung 11 wird Abwärme und/oder Abgas des Generators 4 in den Ringkanal bzw.
den Zwischenraum 9c zwischen der Innenwand bzw. Innenschale 9a und der Außenwand bzw.
Außenschale 9b der Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 hindurchgeführt. Dadurch erfährt
die im Innern befindliche gemahlene Biomasse eine indirekte Erwärmung und wird mit
Hilfe der Abwärme und/oder des Abgases des Generators 4 getrocknet.
[0053] Damit der Trocknungsvorgang gleichmäßig vollzogen wird und im Übrigen der eine oder
die mehreren Zusätze über die wenigstens eine Einspritzdüse 10 gleichmäßig in die
gemahlene und gleichzeitig getrocknete Biomasse eingebracht werden können, findet
sich im Innenraum der kombinierten Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 eine Mischvorrichtung
M. Die Mischvorrichtung M setzt sich nach dem Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend
aus zwei gegenläufigen Schnecken zusammen. Bei dem über die Einspritzdüsen 10 zugeführten
Zusatz zu der gemahlenen und mit Hilfe der Abwärme des Generators 4 getrockneten Biomasse
handelt es sich im Ausführungsbeispiel um Wasser. Auf diese Weise kann die gemahlene
Biomasse in der Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 bzw. der an dieser Stelle realisierten
Konditionierkammer 9 konditioniert werden, das heißt im Beispielfall hinsichtlich
seiner Temperatur und Feuchte eingestellt werden. Das geschieht vorliegend im Sinne
einer Regelung.
[0054] Zu diesem Zweck ist eine Steuereinheit 13 zur Funktionssteuerung der gesamten Vorrichtung
vorgesehen, welche unter anderem mit Sensoren 12 kommuniziert. Bei diesen Sensoren
12 mag es sich um einen Temperatursensor und/oder Feuchtesensor 12 oder einen kombinierten
Temperatur-/Feuchtesensor 12 handeln, mit dessen Hilfe die Temperatur und Feuchte
der gemahlenen Biomasse im Innern der Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 erfasst wird.
Je nach den gemessenen Werten kann die Steuereinheit 13 im Sinne einer Regelung beispielsweise
die einzelnen Einspritzdüsen 10 so beaufschlagen, dass diese Wasser ins Innere der
Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 befördern und somit den Feuchtegehalt der gemahlenen
Biomasse erhöhen. Außerdem mag die Steuereinheit 13 dafür sorgen, dass die vom Generator
4 stammende Abwärme und/oder die Abgase nur teilweise in den Zwischenraum 9c geleitet
werden. Dadurch kann der Wärmeeintrag in die kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit
9 ebenfalls gesteuert werden. Auf diese Weise lässt sich im Ergebnis die gemahlene
Biomasse so einstellen bzw. konditionieren, dass ihre Temperatur oberhalb von 100
°C angesiedelt ist und zugleich ihr Feuchtegehalt beispielsweise im Bereich zwischen
5 Gew.-% und 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von ca. 10 Gew.-%, liegt. Maximal
kann die Temperatur der gemahlenen Biomasse im allgemeinen 180 °C betragen. Außerdem
verfügt die solchermaßen konditionierte Biomasse über eine homogene Verteilung, weil
die kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 nicht nur für eine Wärmebeaufschlagung
der Biomasse sorgt, sondern zugleich ein Luftstrom im Inneren für eine gleichmäßige
Verteilung der Biomasse bei dem beschriebenen Konditioniervorgang sorgt.
[0055] Selbstverständlich sind auch andere Zusätze als Wasser denkbar, die über die Einspritzdüsen
10 der gemahlenen Biomasse zugeführt werden. Hierzu kann beispielsweise Stärke gehören
oder auch andere massefremde Bindemittel. Denn üblicherweise wird das masseeigene
Lignin bei Halmgut als Bindemittel für den anschließenden Pressvorgang genutzt. Durch
die Einstellung des zuvor angegebenen Feuchtegehalts und der Temperatur der gemahlenen
und getrockneten Biomasse werden die einzelnen Mahlgutkörner in einen gleichsam plastischen
Zustand überführt, wie dies in der Beschreibungseinleitung bereits dargestellt wurde.
Dadurch wird die Freisetzung des masseeigenen Lignins beim anschließenden Pressvorgang
begünstigt und der Zusammenhalt der anschließend produzierten Pellets verbessert.
[0056] Im Anschluss an die kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit 9 wird die konditionierte
Biomasse, d. h. die gemahlene und getrocknete Biomasse vorgegebenen Feuchtegehalts
und eingestellter Temperatur, an eine Pelletpresse 15 übergeben. Das geschieht erneut
mittels einer zwischengeschalteten Fördereinrichtung 14, bei welcher es sich um eine
Dosierschnecke handelt. Mit Hilfe der Dosierschnecke 14 bzw. allgemein der zwischengeschalteten
Fördereinrichtung 14 wird das konditionierte Mahlgut in die Pelletpresse 15 gefördert.
Bei der Pelletpresse 15 handelt es sich um eine solche mit umlaufender Ring- oder
Rundmatritze, die mit Ausformungen zur Herstellung der Pellets ausgerüstet ist. Selbstverständlich
könnte auch eine anders aufgebaute Pelletpresse 15 an dieser Stelle realisiert werden,
die beispielsweise auf zwei gegenläufig rotierende Walzen mit den entsprechenden Einformungen
an ihrer Oberfläche zurückgreift. Dabei ist eingangsseitig der Pelletpresse 15 eine
Pressentür 16 realisiert, die in Verbindung mit der Dosierschnecke 14 für eine kontinuierliche
Zufuhr des konditionierten Mahlguts in die Pelletpresse 15 und eine zugehörige Zwangsführung
sorgt.
[0057] In der Pelletpresse 15 werden die Pellets durch einen Pressvorgang hergestellt, bei
welchem Lignin als masseeigenes Bindemittel freigesetzt wird und zusätzlich die einzelnen
Mahlgutkörner eine Verhakung untereinander erfahren, wie dies einleitend bereits beschrieben
wurde. Die in der Pelletpresse 15 erzeugten Pellets fallen schwerkraftunterstützt
aus der Pelletpresse 15 nach unten heraus, und zwar auf eine weitere Fördereinrichtung
18, 19, 20, die sich im Detail aus einem Förderband 18, einem Becherwerk 19 und schließlich
einem weiteren Förderband 20 zusammensetzt. Über eine Zellenradschleuse 21 gelangen
die Pellets im Anschluss an den Pressvorgang in eine Kühleinheit 22. Bei dieser Kühleinheit
22 handelt es sich um einen Gegenstromkühler, in welchem die Pellets von ihrer Temperatur
im Bereich von ca. 80 bis 150 °C ausgangsseitig der Pelletpresse 5 auf Umgebungstemperatur
abgekühlt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Pellets die zuvor
erreichte Festigkeit beibehalten.
[0058] Im Anschluss an die Kühleinheit 22 oder im Innern der Kühleinheit 22 werden die Pellets
über ein Rüttelsieb oder allgemein eine Siebeinrichtung geführt, wo sie von Staub
und Abrieben getrennt werden. Dieser Staub und Abrieb kann über eine separate und
an die Kühleinheit 22 angeschlossene Siebeinrichtung 23 abgesaugt werden. Der Staub
und Abrieb lässt sich über einen an die Siebeinrichtung 23 angeschlossenen Schneckenförderer
oder allgemein eine weitere Fördereinrichtung 24 erneut der Förderschnecke 7 zuführen
und in den Prozess zurückführen. Das heißt, die gesamte aufbereitete Biomasse wird
praktisch rückstandsfrei verarbeitet.
[0059] Die vom Staub und Abrieb befreiten und abgekühlten Pellets verlassen die Kühleinheit
22 schwerkraftunterstützt über eine weitere Fördereinrichtung 25 bzw. ein an dieser
Stelle realisiertes Förderband 25. Die Fördereinrichtung bzw. das Förderband 25 ist
schwenkbar an den Auflieger bzw. das Transportgestell 1 angeschlossen. Dadurch lassen
sich die hergestellten Pellets praktisch in eine beliebige Richtung fördern, beispielsweise
in ein neben der Vorrichtung stehendes Transportfahrzeug, Behältnisse, Säcke etc.
- Die eingangsseitige Aufnahmeeinrichtung 5 ist in der beschriebenen Ausprägung teilweise
entbehrlich. Das gilt namentlich für den Fall, dass lose Biomasse wie zum Beispiel
getrocknetes Gärsubstrat, Ölkuchen, Mühlenrückstände, Schlempe oder Maische verarbeitet
werden. Dann kann die zu verarbeitende Biomasse auch direkt der Mahlanlage 6 zugeführt
werden. Zu diesem Zweck mag die Mahlanlage 6 mit beispielsweise einem Aufnahmetrichter
ausgerüstet werden, der in diesem Fall als Aufnahmeeinrichtung 5 fungiert. Nicht ausdrücklich
dargestellt ist eine zusätzliche und zentrale Brandschutz- bzw. Feuerschutzanlage.
Diese setzt sich im Kern aus wenigstens einem Sensor, einer Steuereinheit und einer
Sprinklereinheit zusammen. Sobald der Sensor einen Brand, das Auftreten von Rauch
oder auch eine erhöhte Temperatur feststellt, wird über die Steuereinanlage die Sprinklereinheit
oder allgemein eine Löscheinheit entsprechend beaufschlagt. Bei der Löscheinheit mag
es sich um eine Wasserlöscheinheit oder auch eine solche handeln, die mit einem Pulverlöschmittel
arbeitet.
[0060] Dabei versteht es sich, dass mehrere Sensoren verteilt über die dargestellte Vorrichtung
vorgesehen werden können. Außerdem ist es denkbar, dass je nach Ort und Position des
Sensors nur ein Teil der Sprinklereinheit oder allgemeinen Löscheinheit beaufschlagt
wird. Die Löscheinheit mag von einem mitgeführten Wasservorrat oder einem Vorrat an
mitgeführtem Feuerlöschmittel beaufschlagt werden.
[0061] Aufgrund des Aufliegers 1 wird eine große Mobilität und Flexibilität im Einsatz erzielt.
Außerdem ermöglicht der Generator 4 eine energetische Selbstversorgung. Denn mit Hilfe
des Generators 4 können einzelne oder alle der beschriebenen Elemente mit Energie
beaufschlagt werden.
1. Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Biomasse, z. B. Halmgut, mit folgenden
Verfahrensschritten:
1.1) die Biomasse wird aufgenommen und zerkleinert;
1.2) die zerkleinerte Biomasse wird gemahlen und ggf. dann getrocknet;
1.3) die dermaßen aufbereitete Biomasse wird zu Formlingen verpresst;
dadurch gekennzeichnet, dass
die gemahlene Biomasse im Verfahrensschritt 1.2) ergänzend mit wenigstens einem Zusatz
behandelt wird, um masseeigene und/oder massefremde Bindemittel für den anschließenden
Pressvorgang nach 1.3) zur Verfügung zu stellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemahlene Biomasse im Verfahrensschritt 1.2) unter Einbringung des wenigstens
einen Zusatzes konditioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Konditionierung der Biomasse im Verfahrensschritt 1.2) wenigstens die
Temperatur und der Feuchtegehalt der Biomasse eingestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Konditionierung die Temperatur und der Gehalt an massefremden Bindemitteln
und/oder der Gehalt an weiteren Zusätzen, beispielsweise aromatischen Zusätzen, eingestellt
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zusatz über ein oder mehrere Einspritzdüsen (10) der Biomasse
im Verfahrensschritt 1.2) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse im Verfahrensschritt 1.2) mittels Abwärme und/oder Abgasen eines zugehörigen
Generators (4) getrocknet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme und/oder Abgase des Generators (4) eine kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit
(9) indirekt erwärmen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse im Verfahrensschritt 1.1) im Zuge ihrer Zerkleinerung gehäckselt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse im Verfahrensschritt 1.1) in Ballenform aufgenommen, anschließend zugehörige
Ballen aufgelöst werden und dann die Biomasse zerkleinert wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Biomasse, z. B. Halmgut, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Aufnahmeeinrichtung
(5) für die Biomasse, einer Mahlanlage (6), einer optionalen Trocknungseinheit (9)
und einer Presse (15) zur Herstellung der Formlinge aus der gemahlenen und ggf. getrockneten
Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (9) als kombinierte Trocknungs-/Konditioniereinheit (9) ausgebildet
ist, in welcher die Biomasse getrocknet und ergänzend mit wenigstens einem Zusatz
behandelt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5) eine Kratzfördereinrichtung (5a) und/oder einen Ballenauflöser
(5b) und/oder eine Filtereinheit (5c) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (4) vorgesehen ist, welcher einzelne oder alle Elemente beaufschlagt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit (13) zur Funktionsüberwachung vorgesehen ist, welche
mit beispielsweise Sensoren (12) zur Überwachung der Durchsatzmenge an Biomasse, deren
Temperatur und/oder Feuchte, kommuniziert.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit (13) zur Funktionsüberwachung vorgesehen ist, welche
mit beispielsweise Sensoren (12) zur Überwachung der Durchsatzmenge an Biomasse, deren
Temperatur und/oder Feuchte, kommuniziert.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Brandschutz- und/oder Feuerschutzanlage vorgesehen ist.