Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe
mit Produktionsqualität an zumindest eine Faserformanlage, wobei die Anlage in skalierbarer
Modulform aufgebaut ist, sowie eine Faserformanlage mit einer solchen Anlage als auch
ein Verfahren zum Aufbau einer solchen Anlage sowie ein Verfahren zum Erweitern einer
solchen Anlage.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Es ist wünschenswert, Bürger und Umwelt vor Kunststoffverschmutzung zu schützen.
Insbesondere verursachen Einwegplastik-Produkte wie Verpackungsmaterialien oder Plastikbesteck
und Plastikgeschirr eine große Abfallmenge. Insofern besteht für Verpackungsmaterialien
und Behältnisse aus Kunststoff ein steigender Bedarf an Ersatzmaterialien, mit denen
diese Produkte aus recycelbaren Kunststoffen, Materialien mit weniger Kunststoffanteil
oder gar aus kunststofffreien Materialien herzustellen.
[0003] Die Vorstellung, Naturfasern anstelle von klassischen Kunststoffen im Extrusionsverfahren
zu verwenden, existiert mindestens schon seit Anfang der 1990er Jahre, siehe beispielsweise
EP 0 447 792 B1. Rohstoffgrundlage ist hier, wie in den meisten faserverarbeitenden Verfahren, die
Pulpe. Prinzipiell besteht die Pulpe aus Wasser, Naturfasern und einem Bindemittel
wie zum Beispiel industrielle Stärke (Kartoffelstärke) und weist eine breiige Konsistenz
auf.
[0004] Da Verbraucher an verschiedensten naturverträglichen Produkte mit unterschiedlichen
Größen, Formen und Anforderungen interessiert sind und diese nicht unbedingt in sehr
großen Stückzahlen nachfragen, wäre es wünschenswert, ein Herstellungsverfahren für
umweltverträgliche Formteile aus Naturfasern und eine entsprechende Maschine zur Verfügung
zu haben, um diese Produkte (Formteile) effektiv, flexibel und mit guter Qualität
reproduzierbar herstellen zu können. Hierbei ist es außerdem sehr wichtig, wenn die
Formteile in möglichst kurzer Zeit mit großer Stückzahl hergestellt werden können,
sodass Anlagen oder Station mit großen Durchsatz wünschenswert sind.
[0005] Als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Produkten aus Fasermaterial kann eine Pulpe
verwendet werden. Als Pulpe wird eine flüssige Lösung mit einem bestimmten Anteil
an Fasermaterial bezeichnet. Für eine qualitativ hochwertige und reproduzierbare Fertigung
von Produkten aus Fasermaterial sollte die Pulpe als Ausgangsmaterial daher kontrolliert
hergestellt werden. Eine Faserformanlage verwendet dazu ein Pulpe-Bad, aus dem die
Produkte aus Fasermaterial als sogenannte Formlinge angeformt werden. Hierbei wird
nur ein geringer Teil der Pulpe aus dem Pulpe-Bad (oder Reservoir) für den jeweiligen
Anformvorgang verwendet, der das erste Ordnen des Fasermaterials mit einem entsprechenden
Werkzeug (beispielsweise ein Saugwerkzeug) in die gewünschten Produktform bezeichnet.
Damit das Pulpe-Bad über die gesamte Produktionszeit mit einer Vielzahl an sukzessiv
ausgeführten Anformvorgängen eine ausreichende Qualität besitzt, das heißt in bestimmter
Reinheit mit geeigneter Konzentration an Fasermaterial in der flüssigen Lösung sowie
mit den gewünschten Eigenschaften des Fasermaterials (Länge der Fasern, geringe Vernetzung
der Fasern untereinander, keine Verklumpung etc.) vorliegt, muss die vorhandene Pulpe
wiederaufbereitet und verbrauchte Pulpe zuverlässig mit guter Qualität nachgeliefert
werden. Es ist daher notwendig, die Faserformanlage zur Herstellung von Produkten
aus Fasermaterial mit einer Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage auszustatten.
[0006] Für einen wirtschaftlichen Betrieb der Faserformanlage ist es zudem wünschenswert,
wenn die Aufstellung und Inbetriebnahme einer solchen Faserformanlage mit Pulpe-Aufbereitungs-
und Nachlieferungsanlage schnell und mit geringem Aufwand möglich ist. Da sich Faserformanlagen
in ihrer Größe, Durchsatz und Anzahl pro Produktionsstätte stark unterscheiden können,
wäre eine Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage wünschenswert, die zumindest
den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche Faserformanlagen und Produktionsstätten
gleichermaßen genügen könnte und dennoch eine schnelle Inbetriebnahme mit geringem
Montageaufwand ermöglichen würde.
Zusammenfassung der Erfindung
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage
zur Verfügung zu stellen, die zumindest den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche
Faserformanlagen und Produktionsstätten gleichermaßen genügt und dennoch eine schnelle
Inbetriebnahme mit geringem Montageaufwand ermöglicht.
[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung
von Pulpe mit Produktionsqualität an zumindest eine Faserformanlage, wobei die Anlage
in skalierbarer Modulform aufgebaut ist, mit zumindest einem Versorgungsmodul, das
die zum Betrieb der Anlage erforderlichen Maschinen und Infrastrukturversorgungen
umfasst oder zumindest steuert, und ein oder mehrere Prozessmodule, in denen die Pulpe
wiederaufbereitet und/oder zur Nachlieferung hergestellt und anschließend bereitgestellt
wird, wobei das Versorgungsmodul und die Prozessmodule mit einer Vielzahl jeweils
aufeinander abgestimmter Schnittstellen ausgestattet sind, um Versorgungs- und Prozessmodule
miteinander zu verbinden, um die Infrastrukturversorgung der Prozessmodule zu gewährleisten
und die Pulpe beziehungsweise deren Bestandteile und Ausgangsmaterialien über zumindest
einen Eingang aufzunehmen, zwischen den Prozessmodulen zu transportieren und die Pulpe
mit Produktionsqualität über einen Ausgang zur Verwendung durch zumindest eine Faserformanlage
anzubieten.
[0009] Der Begriff "Pulpe" (auch als Suspension bezeichnet) bezeichnet die flüssige Masse,
die Fasern bzw. das Fasermaterial enthält. Der Begriff "flüssig" bezeichnet hier den
Aggregatzustand der Pulpe, wobei die flüssige Pulpe das Fasermaterial in Form von
Fasern umfasst (flüssige Lösung mit dem Fasermaterial). Hierbei können die Fasern
als einzelne Fasern, als Fasergebilde oder Fasergruppe aus mehreren zusammenhängenden
Fasern vorliegen. Die Fasern stellen das Fasermaterial unabhängig davon dar, ob sie
sich als einzelne Fasern, als Fasergebilde oder Fasergruppe in der Pulpe befinden.
Hierbei sind die Faser in der flüssigen Lösung so gelöst, dass sie mit möglichst gleicher
Konzentration ortsunabhängig in der flüssigen Lösung schweben, beispielsweise als
Gemisch oder Suspension aus flüssiger Lösung und Fasermaterial. Dazu kann beispielsweise
die Pulpe in manchen Ausführungsformen entsprechend temperiert und/oder umgewälzt
werden. Die Pulpe besitzt vorzugsweise eine niedrige Stoffdichte, d.h. einen Anteil
von Fasermaterial in Gewichtsprozent kleiner oder gleich 18%. In einer Ausführungsform
wird eine Pulpe mit einem Anteil an Fasermaterial kleiner 8%, vorzugsweise kleiner
5% als pumpbare Pulpe, besonders bevorzugt mit einer Zielkonzentration zwischen 0,75%
und 1,25 % für den Faserformprozess verwendet. Dieser geringe Anteil an Fasermaterial
kann unter anderem eine Verklumpung des Fasermaterials in der flüssigen Lösung vermeiden,
sodass das Fasermaterial noch mit guter Qualität verarbeitbar ist. Verklumptes Fasermaterial
kann zwar in der Faserformanlage angeformt werden, würde aber vermutlich ein Formling
mit fluktuierender Schichtdicke zur Folge haben, was in der Produktion der Formlinge
nach Möglichkeit zu vermeiden ist. Insofern sollte der Anteil des Fasermaterials in
der Pulpe vorzugsweise klein genug sein, damit ein Verklumpen oder ein Aneinanderketten
nicht oder nur in einem vernachlässigbaren Maße erfolgt. Die flüssige Lösung kann
dabei jede für den Faserformprozess geeignete Lösung sein. Beispielsweise kann die
Pulpe eine wässerige Lösung mit dem Fasermaterial sein. Eine wässrige Lösung stellt
unter anderem eine einfach handhabbare Lösung dar.
[0010] Die Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität an die Faserformanlage wird notwendig,
da während der Anformprozesse der Formlinge in der Faserformanlage aus der Pulpe pro
Anformprozess Pulpe beziehungsweise Fasermaterial verbraucht, das heißt aus dem Reservoir
der Pulpe in der Faserformanlage entfernt wird. Dadurch werden die Eigenschaften der
zurückbleibenden Pulpe über die Zeit verändert. Damit eine Mindestqualität des Formprozesses
konstant gewährleisten werden kann, muss Pulpe in Produktionsqualität in das Reservoir
aus Pulpe in der Faserformanlage nachgeliefert werden. Dazu muss die erfindungsgemäße
Anlage diese bereitstellen. Der Begriff "Produktionsqualität" ist hierbei als relativer
Begriff zu verstehen, da unterschiedliche Faserformprozesse unterschiedlichen Pulpen
in unterschiedlichen Qualitäten verarbeiten können. Selbst für einen bestimmten Faserformprozess
muss lediglich sichergestellt sein, dass die Produktionsqualität gewissen Erfordernissen
genügt. Hierbei könnte die Produktionsqualität der Pulpe sogar schwanken, sofern diese
kein Mindestmaß an Qualität unterschreitet. Die Qualität eine Pulpe bemisst sich mit
einer Vielzahl an Parametern wie beispielsweise Art und Reinheit der flüssigen Lösung,
Konzentration an Fasermaterial in der flüssigen Lösung, Eigenschaften des Fasermaterials
wie Länge der Fasern, Vernetzungsgrad der Fasern untereinander, Anteil an verklumpten
Faser etc. Was dabei die jeweilige Produktionsqualität definiert, hängt individuell
vom jeweiligen Faserformprozess in der Faserformanlage ab. Der Begriff "Fasermaterial"
bezeichnet die zur Formung von Formlingen geeigneten Fasermaterialien aller Art, wobei
sich diese gegebenenfalls auch unter Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Temperatur
und/oder Licht zersetzen lassen. Fasermaterialien im Sinne der vorliegenden Erfindung
sind beispielsweise Kunstfasern oder Naturfasern gewonnen aus Zellstoff, Papier, Pappe,
Holz, Gras, Pflanzenfasern, Zuckerrohresten, Hanf etc. oder aus deren Bestandteilen
oder Teilen davon und/oder entsprechend wiederverwertetes Material. Das Fasermaterial
kann aber auch künstlich hergestellte Fasern wie beispielsweise PLA (Polylactide)
etc. bezeichnet, die den voranstehenden Fasermaterialien entsprechen oder deren Eigenschaften
besitzen. Vorzugsweise ist das Fasermaterial kompostierbar. Die erfindungsgemäße Anlage
ist über ihren modulartigen Aufbau mit der skalierbaren Anzahl an Prozessmodulen geeignet,
unterschiedliche Pulpe mit unterschiedlichen Eigenschaften bereitzustellen, um unterschiedlichen
Produktionsqualitäten zu genügen. Je nach gewünschter Produktionsqualität und gefordertem
Durchsatz kann die erfindungsgemäße Anlage entsprechend skaliert und bestehende Anlagen
erweitert oder ohne Aufwand modifiziert werden. Die Pulpe in der gewünschten Produktionsqualität
wird zur Abnahme am Ausgang der Anlage bereitgestellt.
[0011] Die Pulpe-Aufbereitung bezeichnet einerseits die Aufbereitung von Pulpe aus Ausgangsmaterialien
sowie die Wideraufbereitung von Pulpe mittels Aufnahme von Pulpe aus einem Pulpe-Reservoir
einer Faserformanlage, die zur Produktion von Formlingen aus der Pulpe betrieben wird
oder wurde. Hierbei wird die "verbrauchte Pulpe" über geeignete Maßnahmen wie beispielsweise
Rückleitung(en) zum Eingang der erfindungsgemäßen Anlage zurückgeleitet, um über den
Eingang in die erfindungsgemäße Anlage aufgenommen und dann entsprechend prozessiert
zu werden, damit am Ende wieder Pulpe mit Produktionsqualität zur Verfügung steht.
Hierbei können die Prozesspfade für Wideraufbereitung und Nachlieferung aus Anfangsmaterialien
separat geführt sein und erst am Ausgang oder in einem finalen Pulpe-Behälter gemischt
werden oder die verbrauchte Pulpe wird in den Prozess zur Nachlieferung zu einem früheren
Prozesszeitpunkt eingespeist und dort zusammen mit der "frischen" Pulpe weiterverarbeitet.
Als frische Pulpe wird hier der Anteil an Pulpe bezeichnet, der aus Ausgangsmaterialien
herausgestellt wird, die ebenfalls über den Eingang in die Anlage eingespeist werden.
[0012] Der Begriff "Eingang" bezeichnet ein oder mehrere, gegebenenfalls auch separat aufgeführte
Schnittstellen nach außen, über die Materialien, seien es Ausgangsmaterialien zur
Herstellung der Pulpe als auch "verbrauchte Pulpe" in die Anlage eingeführt werden.
Für Ausgangsmaterialien kann der Eingang aus eine Materialluke bestehen, in die das
oder die Ausgangsmaterialien eingeführt werden, beispielsweise zusammenhängendes Zellstoffmaterial
zur Herstellung des in der Pulpe befindlichen Fasermaterials. Der Ausgang kann ein
oder mehrere zusammenhängende oder separat ausgeführte Auslässe aus der Anlage bezeichnen.
Da die Pulpe in flüssigem Zustand bereitgestellt wird, kann der Ausgang als eine Rohrverbindung
mit einem vorgeschalteten Ventil zur Öffnung und Dosierung des Durchsatzes durch die
Rohrverbindung ausgestaltet sein. Insofern stellen der Eingang und der Ausgang ebenfalls
Schnittstellen der Anlage nach außen dar.
[0013] Als Module werden separate Einheiten bezeichnet, die mit ihren Bestandteilen vorkonfektioniert
sind und daher leicht und mit wenig Aufwand betrieben und miteinander verknüpft werden
können. Der Begriff "Versorgungsmodul" bezeichnet die Module, die lediglich zur Versorgung
und zum Betrieb der Prozessmodule vorgesehen sind. Versorgungsmodule sind aufgrund
ihrer Ausstattung nicht in der Lage, der Aufbereitungs- und Nachlieferungsprozess
ohne die Prozessmodule ausführen zu können, da in ihnen beispielsweise keine Prozessbehälter
installiert sind. Dagegen sind in den Versorgungsmodulen die für die Prozessmodule
notwendigen Maschinen und Infrastrukturversorgungen zur Prozessführung installiert.
Die Infrastrukturversorgung umfasst hierbei die Medienversorgung wie beispielsweise
die Wasseranschlüsse, Stromanschlüsse, gegebenenfalls eine eigene Stromversorgung
und Steuerungseinrichtungen zur Prozessführung wie beispielsweise Computer mit installierter
Prozesssteuerungssoftware, Datenleitungen, Speicher zur Prozessaufzeichnung etc. Die
notwendigen Maschinen umfassen beispielsweise Pumpen zum Material- und Flüssigkeitstransport
zwischen den Prozessbehältern in den Prozessmodulen, Ventilsteuerungen und andere
benötigte Komponenten. Der Begriff "Prozessmodul" bezeichnet die Module, in denen
die für den Wideraufbereitungsprozess für verbrauchte Pulpe und/oder den Nachlieferungsprozess
von frischer Pulpe benötigten Prozessbehälter oder Prozessstationen installiert sind.
Hierbei können sich die einzelnen Prozessmodule je nach gewünschtem Prozess der Anlage
unterscheiden. Hierbei kann die Anlage für einen erhöhten Durchsatz mehrere Prozessmodule
mit gleicher Ausstattung umfassen. In anders ausgeführten Anlagen können beispielsweise
die einzelnen Prozessmodule alle unterschiedlich ausgeführt sein, wenn sich alle Prozessmodule
für einen gemeinsamen Prozess ergänzen sollen. Hierbei kann je nach gewünschter Produktionsqualität
der bereitgestellten Pulpe bei manchen erfindungsgemäßen Anlagen auf manche Prozessmodule
verzichtet werden, die in anderen erfindungsgemäßen Anlagen vorhanden sind. Wird im
Nachfolgenden anstelle von Versorgungs- und Prozessmodulen nur von Modulen gesprochen,
gelten die diesbezüglichen Aussagen sowohl für die Versorgungsals auch für die Prozessmodule,
sofern dies im Rahmen dieser Erfindung umsetzbar ist.
[0014] Als "Schnittstellen" gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Anschlüsse und Übergabepositionen
für Medien (Strom, Wasser, Druckluft, Datenleitungen etc.) und Prozessbestandteile
(Ausgangsmaterialien, Pulpe-Zwischen- und Endstufen) der einzelnen Module untereinander
bezeichnet. Bei Rohr- oder Schlauchverbindungen können die Schnittstellen beispielsweise
als kompatible Flansche ausgeführt sein. Bei Strom- oder Datenleitungen können die
Schnittstellen beispielsweise als koppelbare Verbindungen gemäß dem Stecke-Steckdose-Prinzip
ausgeführt sein. Die Schnittstellen können auch andere Koppelprinzipien umfassen,
sofern diese eine unkomplizierte, schnelle und zuverlässige Verbindung zwischen den
einzelnen Modulen ermöglichen. Die Position der Schnittstellen an den jeweiligen Modulen
ist dabei vorkonfektioniert und so aneinander angepasst, dass direkte Kopplungen zwischen
den Modulen ermöglich wird. Vorzugsweise werden die Schnittstellen durch die bloße
direkte Anordnung der Module nebeneinander geschlossen. Ob alle der geschlossenen
Schnittstellen zum Nachbarmodul auch genutzt werden, hängt dann von dem beabsichtigten
Prozess ab. Die nicht genutzten Schnittstellen können für einen späteren Anschluss
weiterer Module verwendet werden, sodass eine Skalierbarkeit der erfindungsgemäßen
Anlage im Rahmen der Anzahl an freien Schnittstellen gegeben ist. Die erfindungsgemäße
Anlage besitzt somit durch die vorkonfektionierten Schnittstellen eine skalierbare
Modulform. Außerdem kann die Anlage auch als 1-Mann-Anlage mit minimalstem Personalaufwand
betrieben werden.
[0015] Damit wird eine Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage zur Verfügung gestellt,
die zumindest den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche Faserformanlagen
und Produktionsstätten gleichermaßen genügt und dennoch eine schnelle Inbetriebnahme
mit geringem Montageaufwand ermöglicht.
[0016] In einer Ausführungsform ist das Versorgungsmodul als zentrales Modul in der Anlage
angeordnet und im Falle mehrerer Prozessmodule sind diese um das Versorgungsmodul
herum angeordnet. Das zentrale Versorgungsmodul dient somit als zentrale Versorgungsinsel
der Anlage für alle umgebenden Module. Dies ermöglicht unter anderem eine kompakte
Bauweise der Anlage, wobei hier ausdrücklich neben der Anordnung der Module in derselben
Ebene auch eine Anordnung der Module übereinander eingeschlossen ist. Hierzu umfassen
die Versorgungs- und Prozessmodule auch Schnittstellen nicht nur seitlich in den Wänden
der Module, sondern auch im Boden und/oder in der Decke der jeweiligen Module.
[0017] In einer weiteren Ausführungsform ist das Versorgungsmodul aus mehreren Sub-Modulen
zusammengesetzt. Damit wird ermöglicht, dass die Sub-Module unterschiedliche Versorgungsaufgaben
erfüllen können, sofern sie entsprechend mit unterschiedlichen Maschinen und/oder
Infrastrukturversorgungen ausgestattet sind. Das erhöht unter anderem die weitere
Flexibilität der Anlage.
[0018] In einer weiteren Ausführungsform sind die Schnittstellen zumindest teilweise im
Stecker-Steckdosen-Prinzip ausgeführt, vorzugsweise sind alle Schnittstellen im Stecker-Steckdosen-Prinzip
ausgeführt. Dadurch wird unter anderem eine schnellere Herstellung von Verbindungen
zwischen den Modulen ermöglicht.
[0019] In einer weiteren Ausführungsform kann der Ausgang über ein entsprechendes Ventil
auf den Durchsatz an Pulpe der angeschlossenen Faserformanlage angepasst werden. Stellventile
sind bekannt. Über eine Steuerung des Ventils kann unter anderem die aus der Anlage
ausgegebene Pulpe aktuell an die Erfordernisse der Faserformanlage angepasst werden.
[0020] In einer weiteren Ausführungsform ist der Ausgang als Multi-Ausgang zum Anschluss
an mehrere Faserformanlagen ausgestaltet. Damit können unter anderem mehrere Faserformanlagen
unabhängig voneinander an dieselbe Anlage zur Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
angeschlossen werden. Sofern eine dieser Anlagen keine Pulpe mehr braucht, beispielsweise
weil die Produktion dieser Anlage gestoppt wurde, können dennoch die anderen Faserformanlagen
unabhängig davon weiter mit Pulpe versorgt werden. Die Verwendung einer einzelnen
Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
für mehrere Faserformanlagen stellt zudem einen schonenden Einsatz von Material und
Technik dar und ermöglicht einen effektiven Betrieb der Faserformanlagen als auch
der erfindungsgemäßen Anlage, da diese damit über einen längeren Zeitraum kontinuierlich
betrieben werden kann, als es in Verbindung mit nur einer einzelnen Faserformanlage
der Fall wäre.
[0021] In einer weiteren Ausführungsform ist der Multi-Ausgang auf einen individuellen Durchsatz
an Pulpe der jeweiligen angeschlossenen Faserformanlage steuerbar ausgestaltet. Hierzu
können für die einzelnen Anschlüsse zu den jeweiligen Faserformanlagen steuerbare
Ventile verwendet werden. Solche Stellventile sind bekannt. Über eine Steuerung des
Ventils kann unter anderem die aus der Anlage ausgegebene Pulpe aktuell an die Erfordernisse
der Faserformanlage angepasst werden.
[0022] In einer weiteren Ausführungsform wird die Anlage so betrieben, dass sie am Ausgang
kontinuierlich eine Mindestmenge an Pulpe bereitstellt, um von der angeschlossenen
Faserformanlage abgenommen zu werden. Ein kontinuierlicher Materialfluss am Eingang
und Ausgang stellt das am leichtesten zu steuernde Betriebsszenario für eine Anlage
dar. Die Mindestmenge muss dabei aber am Ausgang abgenommen werden, um einen kontinuierlichen
Prozess der Anlage über lange Zeit zu bewerkstelligen. In einer weiteren Ausführungsform
ist die Anlage daher dazu ausgestaltet und gesteuert, am Eingang und am Ausgang in
einem kontinuierlichen Modus betrieben zu werden, sodass am Eingang eine kontinuierliche
Menge an Ausgangsmaterial für die Pulpe abgenommen und am Ausgang eine kontinuierliche
Menge an Pulpe in Produktionsqualität bereitgestellt wird.
[0023] In einer weiteren Ausführungsform ist die Anlage dazu vorgesehen, im kontinuierlichen
Modus am Eingang und/oder am Ausgang einen zwischen einer Minimalmenge und einer Maximalmenge
variierenden Materialfluss zu erlauben, ohne dass der kontinuierliche Materialfluss
am Eingang und am Ausgang unterbrochen wird. Hier kann die Materialmenge am Eingang
sowie an Ausgang zwar fluktuieren, wobei aber ein stetiger Materialfluss in den Eingang
hinein beziehungsweise aus dem Ausgang heraus sichergestellt wird. Dieser Betriebsmodus
steht im Gegensatz zu einem sogenannten Batchprozess (diskontinuierlicher oder intermittierender
Prozess), wo es Perioden am Eingang und Ausgang gibt, wo keinerlei Material den Eingang
beziehungsweise den Ausgang passiert. Da der eigentliche Herstellungsprozess der Pulpe
innerhalb der Anlage ein solcher Batchprozess ist, ist für einen Übergang zwischen
kontinuierlichem Materialfluss am Eingang und Ausgang eine solche mögliche Variation
zwischen Minimalmenge und Maximalmenge leichter zu handhaben. Um diesen Übergang vom
kontinuierlichen Betrieb von und nach Extern zu dem internen Batchbetrieb (diskontinuierlicher
oder intermittierender Betrieb) in den Prozessmodulen zu vereinfachen, sind ein oder
mehrere Pufferbehälter in dem oder den Prozessmodulen angeordnet.
[0024] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das oder die Prozessmodule mehrere Behälter
als Prozessbehälter beziehungsweise Pufferbehälter. Damit kann der Pulpe-Prozess auf
die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. Die Behälter können dabei mit eigenen
Prozessmaschinen (Sensoren, Ventile, Rührer etc.) ausgestattet sein, die in oder an
den jeweiligen Behältern angeordnet sein müssen, um den Prozess ausführen zu können.
Diese Prozessmaschinen werden dabei aber vom Versorgungsmodul gesteuert und mit den
dafür notwendigen Medien versehen.
[0025] In einer weiteren Ausführungsform besitzt zumindest ein Teil der Behälter einen Boden
mit einer Neigung in Richtung eines Rands der Behälter, vorzugsweise besitzen die
Böden aller Behälter eine Neigung, besonders bevorzugt ist an diesem Rand des Behälters
eine reversibel verschließbare Reinigungsöffnung angeordnet. Dadurch werden Verunreinigungen
oder sich absetzende Bestandteile in den jeweiligen Behältern am unteren Rand des
Behälters konzentriert, was unter anderem eine Reinigung des Behälters erleichtert
und eine Verschmutzung des Behälterinhalts vermeidet oder zumindest verringert. In
einer weiteren Ausführungsform ist dazu die Neigung kontinuierlich, vorzugsweise ist
der Boden dabei als plane geneigte Fläche ausgestaltet. In einer weiteren Ausführungsform
hat dazu der Boden als Neigung einen Winkel α zur Horizontalen zwischen 2 Grad und
15 Grad, wobei die zu wählende Neigung von der Konzentration des Fasermaterials abhängt,
vorzugsweise beträgt der Winkel 3 Grad bis 10 Grad. Eine größere Neigung als 15 Grad
würde das verfügbare Volumen des Behälters zu sehr verringern und wäre zudem für die
Absetzung vom Materialien am Rand des Behälters nicht notwendig.
[0026] In einer weiteren Ausführungsform werden die Versorgungsmodule und Prozessmodule
als mobile Container bereitgestellt, was unter anderem eine leichte Transportierbarkeit
dieser Module gewährleistet als auch einen leichten und schnellen Aufbau der erfindungsgemäßen
Anlage in Modulbauweise ermöglich, da die äußeren Maße der Container normiert sind.
Hierbei kann es sich beispielsweise um sogenannte ISO-Container mit genormten Außenmaßen
handeln. Natürlich können alternativ auch Container mit individuellen Maßen verwendet
werden.
[0027] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vielzahl der jeweils aufeinander abgestimmten
Schnittstellen der Versorgungs- und Prozessmodule eine Anzahl, die eine Mindestanzahl
notwendiger Schnittstellen in einer Grundkonfiguration übersteigt, sodass eine freie
Skalierbarkeit der Anlage jederzeit gewährleistet bleibt.
[0028] Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Faserformanlage umfassend eine
erfindungsgemäße Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
an ein Pulpe-Reservoir der Faserformanlage, vorzugsweise umfasst die Faserformanlage
eine Rückleitung vom Reservoir zur Anlage zur Aufbereitung der verwendeten Pulpe.
Eine Faserformanlage ist eine Anlage, in der ein Faserformprozess zur Herstellung
von Formlingen aus Fasermaterial ausgehend von einer Pulpe als Anfangsmaterial durchgeführt
wird. Der Faserformprozess bezeichnet dabei die Prozessschritte in einer Faserformanlage,
die an der Formung des Formteils beteiligt sind beginnend mit der Bereitstellung der
Pulpe in dem Pulpe-Reservoir, dem Anformen des Formteils in der Anformstation aus
dem Fasermaterial aus der Pulpe, dem Vorformen des Formteils in der Vorformstation,
dem Heißpressen des Formteils in der Heißpressstation und gegebenenfalls dem Beschichten
des Formteils mit funktionalen Schichten, sofern gewünscht. Der Formling wird am Ende
des Formprozesses als Produkt aus der Faserformanlage ausgegeben.
[0029] Damit wird eine Faserformanlage mit einer Anlage zur Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage
zur Verfügung gestellt, die zumindest den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche
Faserformanlagen und Produktionsstätten gleichermaßen genügt und dennoch eine schnelle
Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Anlage mit geringem Montageaufwand ermöglicht.
[0030] Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Aufbau einer erfindungsgemäßen
Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
an zumindest eine Faserformanlage, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Versorgungsmoduls, das die zum Betrieb der Anlage erforderlichen
Maschinen und Infrastrukturversorgungen umfasst oder zumindest steuert;
- Bereitstellen eines oder mehrerer Prozessmodule, in denen die Pulpe wiederaufbereitet
und/oder zur Nachlieferung hergestellt und anschließend bereitgestellt wird; und
- Verbinden des Versorgungsmoduls mit dem oder den Prozessmodulen über die Vielzahl
jeweils aufeinander abgestimmter Schnittstellen der Versorgungs- und Prozessmodule,
um die Infrastrukturversorgung der Prozessmodule zu gewährleisten, damit die Pulpe
beziehungsweise deren Bestandteile und Ausgangsmaterialien über zumindest einen Eingang
aufgenommen, zwischen den Prozessmodulen zur Aufbereitung beziehungsweise Nachlieferung
transportiert werden kann und die Pulpe mit Produktionsqualität über einen Ausgang
zur Verwendung durch zumindest eine Faserformanlage angeboten werden kann.
[0031] Damit wird ein Verfahren zum Aufbau einer Anlage zur Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage
zur Verfügung gestellt, womit zumindest den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche
Faserformanlagen und Produktionsstätten gleichermaßen genügt wird und dennoch eine
schnelle Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Anlage mit geringem Montageaufwand ermöglicht
ist.
[0032] Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Erweitern einer
erfindungsgemäßen Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
an zumindest eine Faserformanlage, umfassend unter Ausnutzen einer skalierbaren Modulform
der Anlage die nachfolgenden Schritte:
- Anschließen der für die Erweiterung benötigte Prozessmodule an die noch freien Schnittstellen
der bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule; und
- Betreiben einer so erweiterten Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von
Pulpe mit Produktionsqualität an zumindest eine Faserformanlage.
[0033] Mit diesem Verfahren kann eine vorhandene Anlage zur Pulpe-Aufbereitungs- und Nachlieferungsanlage
mit geringem Montageaufwand für eine schnelle Inbetriebnahme in eine Anlage umgewandelt
werden, die zumindest den wesentlichen Anforderungen an unterschiedliche Faserformanlagen
und Produktionsstätten gleichermaßen genügt oder eine solche Anlage kann für weitere
Anforderungen an unterschiedliche Faserformanlagen und Produktionsstätten leicht erweitert
werden.
[0034] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Erweitern den weiteren
Schritt des Hinzufügens und Anschließens zumindest eines weiteren Versorgungsmoduls
an die bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule über die noch freien Schnittstellen
der bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule.
[0035] Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass zum Zwecke der besseren Lesbarkeit "mindestens"-Ausdrücke
nach Möglichkeit vermieden wurden. Vielmehr ist ein unbestimmter Artikel ("ein", "zwei"
etc.) im Normalfall als "mindestens ein, mindestens zwei, etc." zu verstehen, sofern
sich nicht aus dem Kontext ergibt, dass dort "genau" die angegebene Anzahl gemeint
ist.
[0036] An dieser Stelle sei ebenfalls noch erwähnt, dass im Rahmen der hier vorliegenden
Patentanmeldung der Ausdruck "insbesondere" immer so zu verstehen ist, dass mit diesem
Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist demzufolge
nicht als "und zwar" und nicht als "nämlich" zu verstehen.
[0037] Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen
Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die vorliegend erzielbaren
Vorteile und Effekte entsprechend kumuliert umsetzen zu können.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0038] Zusätzlich sind weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung anhand
anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert. Komponenten, welche
in den einzelnen Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen,
sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei die Komponenten nicht
in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.
[0039] Die Zeichnung zeigen:
- Fig.1:
- schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zur Pulpe-Aufbereitung
und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität an zumindest eine Faserformanlage;
- Fig.2:
- schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage
zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität an zumindest
eine Faserformanlage;
- Fig.3:
- schematische Darstellung der Skalierbarkeit der erfindungsgemäßen Anlage;
- Fig.4:
- Behälter der erfindungsgemäßen Anlage mit geneigtem Boden im seitlichen Schnitt;
- Fig.5:
- schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Faserformanlage;
- Fig.6:
- schematische Darstellung eines erfindungsmäßen Verfahrens zum Aufbau der erfindungsgemäßen
Anlage; und
- Fig.7:
- schematische Darstellung eines erfindungsmäßen Verfahrens zur Erweiterung der erfindungsgemäßen
Anlage.
Ausführungsbeispiele
[0040] Fig.1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage 100 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
160 an zumindest eine Faserformanlage 200, wobei die Anlage 100 in skalierbarer Modulform
aufgebaut ist. Hier ist ein Versorgungsmodul 110 zwischen zwei Prozessmodulen 120
angeordnet. Das Versorgungsmodul 110 umfasst dabei die zum Betrieb der Anlage erforderlichen
Maschinen 112 wie beispielsweise Pumpen etc. und Infrastrukturversorgungen 114 wie
beispielsweise Wasser, Strom, Druckluft, Gas, Datenleitungen etc. oder steuert Komponenten
der Prozessmodule 120. Die Prozessmodule 120 sind dagegen dafür da, die Pulpe wiederaufzubereiten
und/oder nachzuliefern und anschließend bereitzustellen. In der Anlage sind das Versorgungsmodul
110 und die Prozessmodule 120 mit einer Vielzahl jeweils aufeinander abgestimmter
Schnittstellen 150 ausgestattet, um Versorgungs- und Prozessmodule 110, 120 miteinander
zu verbinden, um die Infrastrukturversorgung der Prozessmodule 120 zu gewährleisten
und die Pulpe beziehungsweise deren Bestandteile und Ausgangsmaterialien über zumindest
einen Eingang 130 aufzunehmen, zwischen den Prozessmodulen 120 zu transportieren und
die Pulpe mit Produktionsqualität 160 über einen Ausgang 140 zur Verwendung durch
zumindest eine Faserformanlage 200 anzubieten. Die Schnittstellen 150 sind dazu zumindest
teilweise im Stecker-Steckdosen-Prinzip ausgeführt. Bevorzugt werden alle Schnittstellen
150 im Stecker-Steckdosen-Prinzip ausgeführt. Die Anzahl der Schnittstellen übersteigt,
wie ersichtlich, die für den Betrieb diese Anlage notwendige Anzahl, was eine spätere
Erweiterung der Anlage jederzeit ermöglicht, da die später hinzukommenden Module 110,
120 über die freien Schnittstellen versorgt beziehungsweise an andere Module 110,
120 angeschlossen werden können. Der Ausgang 140 ist hier als Multi-Ausgang ausgestaltet
und kann über ein entsprechendes steuerbares Ventil 145 auf den Durchsatz an Pulpe
der angeschlossenen Faserformanlagen 200 angepasst werden kann. So kann die Anlage
100 so betrieben wird, dass sie am Ausgang 140 kontinuierlich eine Mindestmenge an
Pulpe bereitstellt, um von der angeschlossenen Faserformanlag 200 abgenommen zu werden.
Ferner ist die Anlage 100 dazu ausgestaltet und gesteuert, am Eingang 130 und am Ausgang
140 in einem kontinuierlichen Modus betrieben zu werden, sodass am Eingang 130 eine
kontinuierliche Menge an Ausgangsmaterial für die Pulpe abgenommen wird und am Ausgang
140 eine kontinuierliche Menge an Pulpe in Produktionsqualität bereitgestellt wird.
Ferner ist die Anlage 100 dazu vorgesehen, im kontinuierlichen Modus am Eingang 130
und/oder am Ausgang 140 einen zwischen einer Minimalmenge und einer Maximalmenge variierenden
Materialfluss zu erlauben, ohne dass der kontinuierliche Materialfluss am Eingang
130 und am Ausgang 140 unterbrochen wird. Da die Anlage 100 in dem oder den Prozessmodulen
120 in einem sogenannten Batch-Prozess betrieben wird, umfasst sie dafür ein oder
mehrere Pufferbehälter in den Prozessmodulen 120. In diesem Fall sind die Prozessmodule
120 hier mit dem Prozessbehälter 3 und den Pufferbehälter 5 und 12 ausgestattet. Hierbei
können die Versorgungsmodule 110 und Prozessmodule 120 als mobile Container ausgeführt
sein.
[0041] Fig.2 zeigt ebenfalls eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Anlage 100 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe
mit Produktionsqualität 160 an zumindest eine Faserformanlage 200, wobei auch diese
Anlage 100 in skalierbarer Modulform aufgebaut ist. Auch hier ist das Versorgungsmodul
110 als zentrales Modul angeordnet, wobei die mehreren Prozessmodule 120 um das Versorgungsmodul
110 herum angeordnet sind. Im Gegensatz zu Fig.1 ist in Fig.2 das Versorgungsmodul
110 aus zwei Sub-Modulen 110a, 110b zusammengesetzt, um die Prozessmodule 120 (hier
in größerer Anzahl als in Fig.1) entsprechend betreiben zu können. Hier können die
Sub-Module 110a, 110b beispielsweise unterschiedliche Versorgungsaufgaben erfüllen,
wozu sie entsprechend mit einer unterschiedlichen Anzahl an Maschinen 112 ausgestattet
sind. Für die weiteren hier nicht im Detail erläuterten Komponenten wird auf die Ausführungen
zu Fig.1 und 3 verwiesen. In den Prozessmodulen sind hier in Fig.2 beispielsweise
die Prozessbehälter 3, 6, 7, 8 und 11 beziehungsweise die Pufferbehälter 5, 9, 10,
12 sowie ein Wassertank 4 gezeigt. Die Behälter 1 - 12 sind hier ebenfalls nur als
Illustration des Pulpe-Prozesses gezeigt. Für die näher erläuterten Funktionen der
hier gezeigten Behälter 1 - 12 wird auf Fig.3 verwiesen.
[0042] Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung der Skalierbarkeit der erfindungsgemäßen
Anlage 100. Unterschiedliche Anlagen 100 können unterschiedliche Module umfassen,
was sich in der unterschiedlichen Ausstattung mit den Behältern 1 - 13 manifestiert.
Hierbei kann die Ausstattung mit den Behältern 4, 8, 11 und 13 beispielsweise auch
optional sein. Da die Module 110, 120 eine Vielzahl an jeweils aufeinander abgestimmten
Schnittstellen 150 umfassen, die eine Mindestanzahl notwendiger Schnittstellen 150
in einer Grundkonfiguration (beispielsweise die obere Konfiguration mit den Behältern
3 - 5 und 12 - 13) übersteigt, bleibt eine freie Skalierbarkeit der Anlage 100 jederzeit
gewährleistet, wie durch die vier verschiedenen Anlagentypen 100 gezeigt wird. Die
gezeigten Komponenten oder Behälter 1 - 13 haben dabei folgende Funktionen:
Komponente 1 bezeichnet eine Waage für das eingehende Zellulose- oder Faserstoffmaterial
als Ausgangsmaterial zur Herstellung des Fasermaterials. Die Wage dient dabei als
Eingang 130 für das Zellulose- oder Faserstoffmaterial. Die Komponente 2 bezeichnet
einen Behälter mit einer Hebelkippeinrichtung zum Einfüllen des Faserstoffmaterials
in den Behälter 3, der als sogenannter Pulper dient, wo eine erste Mischung aus Lösungsmittel
mit Faserstoffmaterial erzeugt oder angesetzt wird. Der Behälter 4 bezeichnet einen
Wassertank. Der Behälter 5 bezeichnet einen Pufferbehälter, der Behälter 6 bezeichnet
einen Zentrifugierer für eine Faserkonzentration von mehr als 8% gew. (Gewichtsprozent),
in dem das vorhandenen Material nach Gewicht getrennt werden kann. In der Pulpe, Behälter
7 und 8 bezeichnen ein Mahlwerk zur Konditionierung des Fasermaterials beziehungsweise
einen Entstipper, in dem kleine Agglomerate an Fasermaterial getrennt oder aufgelöst
werden können. Behälter 9 und 10 bezeichnen Pufferbehälter, in denen Additive zugesetzt
werden. Behälter 11 bezeichnet ein Rotationssieb. Behälter 12 bezeichnet ebenfalls
eine Puffenbehälter und Behälter 13 erneut einen Zentrifugierer, hier für eine Faserkonzentration
von ungefähr 1 % gew. (Gewichtsprozent).
[0043] Fig.4 zeigt einen Behälter 1 - 13 der erfindungsgemäßen Anlage 100 mit geneigtem
Boden B im seitlichen Schnitt. Der Behälter 1 - 13 besitzt einen Boden B mit einer
Neigung in Richtung hier des rechten Rands R des Behälter 1 - 13. In anderen Ausführungsformen
kann der Rand auch an einer anderen Seite des Behälters angeordnet sein. An diesem
Rand R ist eine reversibel verschließbare Reinigungsöffnung RO angeordnet. Die Neigung
ist hier kontinuierlich ausgeführt, indem der Boden B eine plane geneigte Fläche ist.
Der Boden B kann dabei als Neigung einen Winkel α zur Horizontalen H zwischen 2 Grad
und 10 Grad haben. Bevorzugt beträgt dieser Winkel 3 Grad.
[0044] Fig.5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Faserformanlage
200 umfassend eine Anlage 100 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit
Produktionsqualität 160 an ein Pulpe-Reservoir 210 der Faserformanlage 200 sowie eine
Rückleitung 220 vom Reservoir 210 zur Anlage 100 zur Aufbereitung der verwendeten
Pulpe.
[0045] Fig.6 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsmäßen Verfahrens 300 zum
Aufbau der erfindungsgemäßen Anlage 100 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von
Pulpe mit Produktionsqualität 160 an zumindest eine Faserformanlage 200, umfassend
die Schritte des Bereitstellens 310 eines Versorgungsmoduls 110, das die zum Betrieb
der Anlage 100 erforderlichen Maschinen 112 und Infrastrukturversorgungen 114 umfasst
oder zumindest steuert; des Bereitstellens 320 eines oder mehrerer Prozessmodule 120,
in denen die Pulpe wiederaufbereitet und/oder zur Nachlieferung hergestellt und anschließend
bereitgestellt wird; und des Verbindens 330 des Versorgungsmoduls 110 mit dem oder
den Prozessmodulen 120 über die Vielzahl jeweils aufeinander abgestimmter Schnittstellen
150 der Versorgungs- und Prozessmodule 110, 120, um die Infrastrukturversorgung der
Prozessmodule 120 zu gewährleisten, damit die Pulpe beziehungsweise deren Bestandteile
und Ausgangsmaterialien über zumindest einen Eingang 130 aufgenommen, zwischen den
Prozessmodulen 120 zur Aufbereitung beziehungsweise Nachlieferung transportiert werden
kann und die Pulpe mit Produktionsqualität 160 über einen Ausgang 140 zur Verwendung
durch zumindest eine Faserformanlage 200 angeboten werden kann.
[0046] Fig.7 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsmäßen Verfahrens 400 zur
Erweiterung der erfindungsgemäßen Anlage 200 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung
von Pulpe mit Produktionsqualität 160 an zumindest eine Faserformanlage 200, umfassend
unter Ausnutzen einer skalierbaren Modulform der Anlage 100 die nachfolgenden Schritte
des Anschließens 410 der für die Erweiterung benötigte Prozessmodule 120 an die noch
freien Schnittstellen 150 der bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule 110,
120; und des Betreibens 420 einer so erweiterten Anlage 100 zur Pulpe-Aufbereitung
und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität 160 an zumindest eine Faserformanlage
200. Hierbei kann das Verfahren 400 den weiteren Schritt des Hinzufügens und Anschließens
430 zumindest eines weiteren Versorgungsmoduls 110 an die bereits vorhandenen Prozess-
und Versorgungsmodule 110, 120 über die noch freien Schnittstellen 150 der bereits
vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule 110, 120 umfassen.
[0047] An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass Merkmale der vorstehend bzw.
in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert
werden können, um auch erläuterte Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert
umsetzen bzw. erzielen zu können.
[0048] Es versteht sich, dass es sich bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel
lediglich um eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt. Insofern
beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
[0049]
- 1 - 13
- Behälter
- 3
- Pulper
- 100
- Anlage zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung
- 110
- Versorgungsmodul
- 110a, b
- Sub-Modul des Versorgungsmoduls
- 112
- Maschinen, beispielsweise Pumpe, Rührer, Ventilsteuerungen etc.
- 114
- Infrastrukturversorgungen, beispielsweise Stromversorgung, Wasserversorgung, Datenleitungen,
Maschinen- und/oder Prozesssteuerung etc.
- 120
- Prozessmodul
- 130
- Eingang
- 140
- Ausgang
- 145
- Ventil oder Ventile am Ausgang (z.B. steuerbar)
- 150
- Schnittstellen
- 160
- Pulpe mit Produktionsqualität
- 200
- Faserformanlage
- 210
- Pulpe-Reservoir der Faserformanlage
- 220
- Rückleitung der verwendeten Pulpe zur Aufbereitung
- α
- Winkel zwischen dem Boden und der Horizontalen
- B
- Boden des Behälters 1 - 13
- H
- Horizontale
- R
- Rand des Behälters 1 - 13
1. Eine Anlage (100) zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität
(160) an zumindest eine Faserformanlage (200), wobei die Anlage (100) in skalierbarer
Modulform aufgebaut ist, mit zumindest einem Versorgungsmodul (110), das die zum Betrieb
der Anlage erforderlichen Maschinen (112) und Infrastrukturversorgungen (114) umfasst
oder zumindest steuert, und ein oder mehrere Prozessmodule (120), in denen die Pulpe
wiederaufbereitet und/oder zur Nachlieferung hergestellt und anschließend bereitgestellt
wird, wobei das Versorgungsmodul (110) und die Prozessmodule (120) mit einer Vielzahl
jeweils aufeinander abgestimmter Schnittstellen (150) ausgestattet sind, um Versorgungs-
und Prozessmodule (110, 120) miteinander zu verbinden, um die Infrastrukturversorgung
der Prozessmodule (120) zu gewährleisten und die Pulpe beziehungsweise deren Bestandteile
und Ausgangsmaterialien über zumindest einen Eingang (130) aufzunehmen, zwischen den
Prozessmodulen (120) zu transportieren und die Pulpe mit Produktionsqualität (160)
über einen Ausgang (140) zur Verwendung durch zumindest eine Faserformanlage (200)
anzubieten.
2. Die Anlage (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versorgungsmodul (110) als zentrales Modul angeordnet ist und im Falle mehrerer
Prozessmodule (120) diese um das Versorgungsmodul (110) herum angeordnet sind.
3. Die Anlage (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versorgungsmodul (110) aus mehreren Sub-Modulen (110a, 110b) zusammengesetzt
ist, vorzugsweise erfüllen die Sub-Module unterschiedliche Versorgungsaufgaben und
sind entsprechend mit unterschiedlichen Maschinen (112) und/oder Infrastrukturversorgungen
(114) ausgestattet sind.
4. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnittstellen (150) zumindest teilweise im Stecker-Steckdosen-Prinzip ausgeführt
sind, vorzugsweise sind alle Schnittstellen (150) im Stecker-Steckdosen-Prinzip ausgeführt.
5. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ausgang (140) über ein entsprechendes Ventil (145) auf den Durchsatz an Pulpe
der angeschlossenen Faserformanlage (200) angepasst werden kann.
6. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ausgang (140) als Multi-Ausgang zum Anschluss an mehrere Faserformanlagen (200)
ausgestaltet ist.
7. Die Anlage (100) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Multi-Ausgang (140) auf einen individuellen Durchsatz an Pulpe der jeweiligen
angeschlossenen Faserformanlage (200) steuerbar ausgestaltet ist.
8. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlage (100) so betrieben wird, dass sie am Ausgang (140) kontinuierlich eine
Mindestmenge an Pulpe bereitstellt, um von der angeschlossenen Faserformanlag (200)
abgenommen zu werden.
9. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlage (100) dazu ausgestaltet und gesteuert ist, am Eingang (130) und am Ausgang
(140) in einem kontinuierlichen Modus betrieben zu werden, sodass am Eingang (130)
eine kontinuierliche Menge an Ausgangsmaterial für die Pulpe abgenommen wird und am
Ausgang (140) eine kontinuierliche Menge an Pulpe in Produktionsqualität bereitgestellt
wird.
10. Die Anlage (100) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlage (100) dazu vorgesehen ist, im kontinuierlichen Modus am Eingang (130)
und/oder am Ausgang (140) einen zwischen einer Minimalmenge und einer Maximalmenge
variierenden Materialfluss zu erlauben, ohne dass der kontinuierliche Materialfluss
am Eingang (130) und am Ausgang (140) unterbrochen wird.
11. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlage (100) in dem oder den Prozessmodulen (120) in einem sogenannten Batch-Prozess
betrieben wird und dafür ein oder mehrere Pufferbehälter (1 - 13) in dem oder den
Prozessmodulen (120) umfasst.
12. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das oder die Prozessmodule (120) mehrere Behälter (1 - 13) als Prozessbehälter beziehungsweise
Pufferbehälter umfassen.
13. Die Anlage (100) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Behälter (1 - 13) einen Boden (B) mit einer Neigung in Richtung
eines Rands (R) der Behälter (1 - 13) besitzt, vorzugsweise besitzen die Böden (B)
aller Behälter (1 - 13) eine Neigung, besonders bevorzugt ist an diesem Rand (R) des
Behälters (B) eine reversibel verschließbare Reinigungsöffnung (RO) angeordnet.
14. Die Anlage (100) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Neigung kontinuierlich ist, vorzugsweise ist der Boden (B) als plane geneigte
Fläche ausgestaltet.
15. Die Anlage (100) nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Boden (B) als Neigung einen Winkel (a) zur Horizontalen (H) zwischen 2 Grad und
15 Grad hat, vorzugsweise von 3 Grad bis 10 Grad hat.
16. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungsmodule (110) und Prozessmodule (120) als mobile Container bereitgestellt
werden.
17. Die Anlage (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vielzahl der jeweils aufeinander abgestimmten Schnittstellen (150) der Versorgungs-
und Prozessmodule (110, 120) eine Anzahl umfasst, die eine Mindestanzahl notwendiger
Schnittstellen (150) in einer Grundkonfiguration übersteigt, sodass eine freie Skalierbarkeit
der Anlage (100) jederzeit gewährleistet bleibt.
18. Eine Faserformanlage (200) umfassend eine Anlage (100) zur Pulpe-Aufbereitung und
Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität (160) an ein Pulpe-Reservoir (210)
der Faserformanlage (200) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, vorzugsweise umfasst
die Faserformanlage eine Rückleitung (220) vom Reservoir (210) zur Anlage (100) zur
Aufbereitung der verwendeten Pulpe.
19. Ein Verfahren (300) zum Aufbau einer Anlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
17 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität (160)
an zumindest eine Faserformanlage (200), umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (310) eines Versorgungsmoduls (110), das die zum Betrieb der Anlage
(100) erforderlichen Maschinen (112) und Infrastrukturversorgungen (114) umfasst oder
zumindest steuert;
- Bereitstellen (320) eines oder mehrerer Prozessmodule (120), in denen die Pulpe
wiederaufbereitet und/oder zur Nachlieferung hergestellt und anschließend bereitgestellt
wird; und
- Verbinden (330) des Versorgungsmoduls (110) mit dem oder den Prozessmodulen (120)
über die Vielzahl jeweils aufeinander abgestimmter Schnittstellen (150) der Versorgungs-
und Prozessmodule (110, 120), um die Infrastrukturversorgung der Prozessmodule (120)
zu gewährleisten, damit die Pulpe beziehungsweise deren Bestandteile und Ausgangsmaterialien
über zumindest einen Eingang (130) aufgenommen, zwischen den Prozessmodulen (120)
zur Aufbereitung beziehungsweise Nachlieferung transportiert werden kann und die Pulpe
mit Produktionsqualität (160) über einen Ausgang (140) zur Verwendung durch zumindest
eine Faserformanlage (200) angeboten werden kann.
20. Ein Verfahren (400) zum Erweitern einer Anlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
17 zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung von Pulpe mit Produktionsqualität (160)
an zumindest eine Faserformanlage (200), umfassend unter Ausnutzen einer skalierbaren
Modulform der Anlage (100) die nachfolgenden Schritte:
- Anschließen (410) der für die Erweiterung benötigte Prozessmodule (120) an die noch
freien Schnittstellen (150) der bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule
(110, 120); und
- Betreiben (420) einer so erweiterten Anlage (100) zur Pulpe-Aufbereitung und Nachlieferung
von Pulpe mit Produktionsqualität (160) an zumindest eine Faserformanlage (200).
21. Das Verfahren (400) zum Erweitern nach Anspruch 20 umfassend den weiteren Schritt
des Hinzufügens und Anschließens (430) zumindest eines weiteren Versorgungsmoduls
(110) an die bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule (110, 120) über die
noch freien Schnittstellen (150) der bereits vorhandenen Prozess- und Versorgungsmodule
(110, 120).