Grünhanf Rohmaterial
Grünhanf, gereinigt
Ölleinen Rohmaterial
Ölleinen, gereinigt
Fasergewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen
Der Einsatz von Naturfasern hat in vielen Bereichen der Wirtschaft an Aktualität gewonnen.
Die Gründe hierfür sind die CO2-Neutralität nachwachsender Rohstoffe, das Bemühen um geschlossene Stoffkreisläufe, bauphysikalische Grundsätze, Gesundheitsaspekte, und vor allem auch das gewachsene Umweltbewusstsein zum Schutz unserer Ressourcen.
Die erforderlichen Techniken für den Faseranbau , die Ernte und die Verarbeitung von Naturfasern sind heutzutage zufriedenstellend gelöst.
Im Bereich der Faseröffnung und Faserreinigung wurden derzeit noch technisch sehr aufwendig arbeitende Anlagen eingesetzt. Diese waren alle mit hohen Investitionskosten und daraus resultierenden hohen Faserkosten verbunden.
Jeder der Naturfasern verarbeitet, weiss, dass die Fasern vor ihrer Weiterverarbeitung gereinigt und von Fremdstoffen befreit werden müssen, um sie auf Karden etc. weiterverarbeiten zu können.
Hierfür wurden bisher unterschiedliche Maschinentypen wie Shaker, Stufenreiniger, Schüttelrutschen etc. eingesetzt.
Alle vorgenannten Reinigungsmaschinen bewirken sicherlich einen Reinigungseffekt - haben aber den Nachteil, daß dabei die Fasern nicht ausreichend geöffnet und einem Rolleffekt ausgesetzt, und somit Fremdstoffe im Fasermaterial eingeschlossen werden.
Konzeption:
Für Hochlohnländer war die Faserproduktion aus nachfolgenden Gründen nicht rentabel:
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Personalaufwand
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Technischer Aufwand
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Hohe Investsitionskosten,
weswegen Naturfasern aus Niedriglohnländern importiert werden mussten, was mit hohen Transportkosten verbunden und sicherlich ökologisch nicht sinnvoll ist.
Zielsetzung bei der Entwicklung der nachstehend beschriebenen Maschinen war, die Faserproduktion zu Weltmarktpreisen, auch in Hochlohnländern wie Deutschland möglich zu machen .
Wir haben deshalb eine neue Faserveredelungsslinie für nachwachsende Rohstoffe in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Kaiserslautern und dem Land Rheinland Pfalz entwickelt, die mit nur 2 Reinigungsmaschinen und vorgeschalteten Öffnungsaggregat eine kostengünstige Alternative in der Fasergewinnung darstellt.
Nachfolgend wollen wir auf das Kernstück der Anlage weiter eingehen.
Die Hauptkomponenten sind:
- Ballenöffner
- Disc Opener
- Walzenreiniger
- Multi Feinöffner
Wie Versuche gezeigt haben, verhält sich der Ausreinigungsgrad des Fasermaterials proportional zur Faseröffnung , weswegen der Einsatz eines Disc Openers vor der ersten Reinigungsstufe sinnvoll ist.
Da bei der Naturfaseraufbereitung grosse Mengen an Staub und Schmutz anfallen, setzen wir konsequent geschlossene Systeme ein, um die Kontamination der Produktionsumgebung zu verhindern.
Funktion:
Ballenöffner Kastenspeiser
Die Ballenauflösung erfolgt mittels eines Ballenöffners. Die zu öffnenden Faserballen werden einem verlängerten Zuführtisch vorgelegt. Dieser befördert das Fasermaterial zur Maschine und übergibt es einem in der Maschine befindlichen kleinen Zuführtisch.
Der verlängerte Zuführtisch dient hierbei als Vorratsstelle und ist nicht zwingend erforderlich. Die Länge richtet sich nach der Menge der abzulegenden Faserballen.
Dort werden sie zum Nadeltuch befördert, ausgekämmt und nach oben mitgenommen. Das überschüssige Material wird mittels Abstreifwalze in den Öffnungsraum zurückgefördert und einer erneuten Auflösung zugeführt.
Im Abwärtstrum des Nadeltuchs streift die zweite Öffnerwalze das Fasermaterial vom Nadelband in einen darunterliegenden Absaugetrichter, der mit dem Fasereingang des Disc Openers verbunden ist.
Der Ballenöffner ist unterhalb des Steiglattentuchs mit einem Querband für den zyklischen Schäbenaustrag ausgestattet , um den Reinigungsaufwand gering zu halten. Die Schäben werden mittels eines Ventilators einer Sammelstelle übergeben, um eine weitere Wertschöpfung durch den Verkaufserlös zu gewährleisten.
Disc Opener
Das durch den Ballenöffner voraufgelöste Fasermaterial wird über den Ansaugstutzen dem inneren Zylinder des Disc Openers zugeführt, tritt dort durch eine speziell konstruierte Öffnung in der feststehenden Öffnerscheibe in den eigentlichen Öffnungsraum ein. Im Öffnungsraum wird sie von der feststehenden Öffnerscheibe zurückgehalten, und von der darüber angeordneten rotierenden Öffnerscheibe aufgelöst.
Nach verlassen des Öffnungsraums wird die geöffnete Faser zusammen mit den noch darin enthaltenen Verunreinigungen durch Zentrifugalkraft in den äusseren Zylinder abgegeben, -vom Saugstrom des Absaugeventilators erfasst-, und in den tiefer liegenden Ansaugstutzen des Walzenreinigers gefördert.
Walzenreiniger
Im Axiflow wird das Faser Schäben Gemisch, bedingt durch die Anordung der beiden benadelten Reinigungswalzen in eine spiralförmige Bewegung längs der Maschinenachse gebracht, was zu einer Geschwindigkeitsreduktion des Materials führt.
Da die Umfangsgeschwindigkeit der Reinigungswalzen ein vielfaches der Fasergeschwindigkeit beträgt, werden im Material eingeschlossene Schmutzpartikel nach aussen geschleudert und durch die unterhalb der Walzen halbkreisförmig angebrachten Lamelleneinsätze vom Fasermaterial getrennt. Die nach unten fallenden Schmutzpartikel werden über eine Zellradschleuse ausgeschieden und mittels Ventilator einer Sammelstelle übergeben .
Die Einstellung der Lammelleneinsätze ist mittels Handrad verstellbar. Der Abstand der Lamellen zueinander kann somit den verschiedenen Reinigungsanforderungen angepasst werden.
Das vorentholzte Fasermaterial wird am Ausgang der Maschine von einem Transportventilator übernommen und wird dem Aufsatzkasten des Multi Feinöffners zugeführt. Für den pneumatischen Fasertransport von Ballenöffner bis zum Füllschacht des Feinöffners ist nur ein Ventilator notwendig.
Multi Feinöffner
Der Füllschacht des Multi Feinöffners ist beidseitig mit speziellen Reinigungstaschen ausgestattet um die im Förderstrom befindlichen Staubanteile vorabzuscheiden.
Das Fasermaterial wird mittels eines Haltewalzenpaares und einer Öffnerwalze nach unten in den Feinöffner ausgetragen.
Dort wird es mittels einer oszillierende Zuführrutsche an zwei Einzugszylinder mit gegenläufiger Drehrichtung, weitergegeben.
Die untere der beiden Speisewalzen ist als Zellrad konstruiert und dient der Abscheidung von Schäben in den darunterliegenden Kanal. Dort werden die Schäben abgesaugt und einer Sammelstelle zugeführt.
Die im Öffnungsraum befindlichen Fasern werden von einer Einzugswalze nach oben mitgenommen, wo sie von den darüberliegenden, halbmondförmigen angeordneten Trio Öffnerwalzen erfasst, und eine zusätzlichen Öffnung und Reinigung unterzogen werden.
Das feinaufgelöste Fasermaterial passiert die Trio Öffnerwalzen und wird von einer dahinterliegenden Tambourwalze übernommen.
Unter der Abnehmerwalze befindet sich Niederhalter und ein Kardierbalken, der zur weiteren Parallelisierung der Faser und zur Staubabscheidung genutzt wird.Darunter befindet sich ein Absaugtrichter, von welchem der ausgereinigte Staub zu einer zentralen Filterstation befördert wird.
Die Faser wird vom Tambour nach oben mitgenommen, mittels Abscheidemesser von der Walze getrennt und nach oben durch den Abscheidekanal ausgetragen wird.
Je nach erforderlichem Ausreinigungsgrad kann die Faser direkt einer Ballenpresse zugeführt, einer Folgemaschine übergeben oder einer erneuten Passage unterzogen werden.
Das hier vorgestellte Kernstück einer Anlage stellt eine ökonomisch und ökologische Alternative in der Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe dar. Sie ist nur ein kleiner Ausschnitt unserer Leistungsfähigkeit und kann ihren Anforderungen entsprechend modifiziert werden.