DE19855283B4

DE19855283B4 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern

Info

Publication number: DE19855283B4
Application number: DE19855283A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Agr.-Ök. Hartung; Dietmar Dipl.-Ing. Schmetsdorf
Original assignee: Flora Naturprodukte & Technolo; Flora-Naturprodukte & Technologiesysteme GmbH
Current assignee: SCHMETSDORF, GUDRUN, 16831 RHEINSBERG, DE
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: DE19855283A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Pflanzplatten, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe aus Formmassen, die
20 bis 50 Gew.-% proteinhaltiger Rohstoffe,
45 bis 65 Gew.-% Wasser,
5 bis 40 Gew.-% Pflanzenfasern,
5 bis 20 Gew.-% mineralischer Stoffe und
1 bis 10 Gew.-% Nährstoffe
enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinhaltigen Rohstoffe zusammen mit den mineralischen Stoffen und den Nährstoffen in einem Behälter mit langsam laufendem Rührwerk in Wasser homogenisiert, unter Rühren die Pflanzenfasern hinzugefügt, anschließend die erhaltene Masse in einem Verschäumbehälter zu einem stabilen Schaum verschäumt, der erhaltene Schaum über eine Düse auf ein Band ausgeformt und anschließend getrocknet und/oder gepreßt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Pflanzplatten, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe u. ä..
Es ist bekannt, Formkörper, wie Pflanzplatten und Töpfe aus unterschiedlichsten Materialien herzustellen.
So werden die Formkörper aus Torf und auch aus anderen wasser- und luftdurchlässigen Materialien geformt. Dabei werden Blähton, Bims, Fasermaterialien eingesetzt, die mit den unterschiedlichsten Kunstharzen gebunden werden. Durch die Bindemittel gehen die gewünschten Eigenschaften, nämlich große Wasser- und Luftdurchlässigkeit teilweise wieder verloren. Ebenso sind die eingesetzten Materialien mehr oder weniger nicht biologisch abbaubar.
Des weiteren ist bekannt, Formkörper aus Pflanzenfasern herzustellen. Dabei werden die Fasern mit einem Bindemittel vermischt und zur Erzielung einer lockeren Struktur verschäumt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zu schaffen, die ein hohes Wasserspeichervermögen, gute Wasser- und Luftdurchlässigkeit und ausreichende Festigkeit besitzen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen finden sich in den Ansprüchen 2 bis 5.
Erfindungsgemäß werden bei der Herstellung der Formmasse aus der die Formkörper hergestellt werden, wie Pflanzschalen, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe, die
20 bis 70 Gew.% proteinhaltige Rohstoffe
45 bis 65 Gew.% Wasser
5 bis 40 Gew.% Pflanzenfasern
5 bis 29 Gew.% mineralische Stoffe und
1 bis 10 Gew.% Nährstoffe
enthalten,
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die proteinhaltigen Rohstoffe zusammen mit den mineralischen Stoffen und Nährstoffen mit Wasser in den angegegebenen Mengenbereichen in einem Behälter mit langsam laufenden Rührwerk und Homogenisator homogen gemischt und auf einen pH-Wert von 5,0 bis 7,0 eingestellt.
In die homogene Mischung wird die entsprechende Menge an aufgelockertem Fasermaterial gegeben und miteinander vermischt, bis wiederum eine homogene Verteilung erreicht ist. Diese Mischung wird in einen Verschäumerbehälter übergeführt und dort verschäumt. Der Verschäumerbehälter und/oder der Mixkopf werden dabei gekühlt. Die Kühlung garantiert stabile Schäume.
Das Mischen und/oder Verschäumen können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen.
Die verschäumte Masse wird anschließend über eine Düse zu den gewünschten Formkörpern ausgeformt. Bei plattenförmigen Formkörpern wird die geschäumte Masse über eine Düse mäanderförmig auf ein Band aufgebracht und dort durch hintereinander angeordnete Walzen auf die gewünschte Breite und Dicke ausgeformt.
Als proteinhaltige Rohstoffe werden Getreidemahlprodukte eingesetzt. Insbesondere sind Mahlprodukte aus Roggen geeignet.
Als Pflanzenfasern können alle vernetzungsfähigen Fasern, wie Holzfasern, Stroh aller Getreidearten, Schilf, Stroh von Ölsaaten u. ä. Verwendung finden. Die Länge der Fasern sollte zwischen 10 bis 50 mm liegen. Besonders geeignet sind Holzfasern.
Als mineralische Stoffe kommen vorzugsweise Lehm und Ton zum Einsatz; selbstverständlich sind auch andere mineralische Stoffe geeignet.
Als Nährstoffe können sowohl organische als auch anorganische Dünger eingesetzt werden. Besonders geeignet sind organische Dünger, wie Hornspäne, getrockneter Vogelkot und Rinderdung.
Bei plattenförmigen Formkörpern kann die gleichmäßig über die Fläche verteilte Masse mit einer Perforation unterschiedlichen Lochdurchmessers versehen werden. Vorzugsweise betragen die Lochdurchmesser 15 – 22 mm.
Danach durchläuft das Band mit der so nachbehandelten ausgeformten Masse einen Durchlauftrockner und wird anschließend auf die gewünschte Länge geschnitten.
Ebenso ist es möglich, auf die Perforation zu verzichten und alternativ zur Perforation eine Implantation von Samenkörnern nach dem Trocknen vorzusehen.
Die so erhaltenen Formkörper können als Pflanzplatten, Dämmplatten oder als wesentliche Komponente in Verbundwerkstoffen eingesetzt werden. Die Verbundkörper besitzen ein hohes Wasserspeichervermögen, sind ausreichend stabil, kompostierbar und durch ein einfaches Verfahren herstellbar.
Die erhaltene Formkörper werden vorzugsweise zu Dämmplatten geformt, die die Abmessungen 62,5 cm × 100 cm und eine Dicke 20 bis 22 mm besitzen. Die Plattendichte beträgt 200 bis 360 kp/m³. Die Dämmplatten sind in der Lage 3 bis 12 l an Flüssigkeit aufzunehmen. Sie werden innerhalb von 3 bis 5 Jahren abgebaut.
Die erfindungsgemäßen Formkörper zu Platten geformt, könnten mit einer Jutebahn ein- oder beidseitig überzogen und zu mehreren nebeneinander mit der Jutebahn vernäht werden. Man erhält großflächige Verbundsysteme, die zur Böschungssicherung und zum Erosionsschutz hervorragend geeignet sind. Die großflächigen Verbundelemente werden auf die zu bearbeitende Bodenfläche aufgelegt und mit Erdnägeln aus Holz oder Metall befestigt.
Mit diesem großflächigen Verbundsystem steht ein Baustoff zur Verfügung, der leicht handhabbar ist und ein hohes Wasseraufnahme- und Wasserhaltevermögen besitzt und biologisch vollständig abbaubar ist. Darüber hinaus ist die Integration von Saatgut in das Verbundsystem möglich. Das Wurzelwachstum kann ausgezeichnet durch den Formkörperaufbau und die in den Formkörpern enthaltenen Düngemittel in der Platte selbst erfolgen. Erst nach Kräftigung der Pflanze durchdringen die Wurzeln die Platten, um im Boden bei weiterem Wachstum fest einzuwurzeln, bevor die Platte vollständig biologisch abgebaut ist.
Ebenso ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Formkörper für Dachbegrünungssysteme geeignet.
Dabei werden 1 bis 4 Platten übereinanderliegend mit einer Jutebahn überzogen und zusätzlich als oberste Schicht ein Pflanznetz aus Kokosfasern aufgebracht und miteinander vernäht. Man erhält ein Schichtsystem, das bei einer Aufbauhöhe von 10 bis 14 cm ein Trockengewicht von 9 kg/m² und ein Feuchtgewicht von 35kg/m² besitzt. Dieses Schichtsystem ist in der Lage, etwa 20 l/m² Flüssigkeit aufzunehmen. In das Schichtsystem kann Saatgut oder eine Mischung aus Saatgut und Startermischung eingebracht werden, ebenso kann es mit Flachballenpflanzen, die hierfür besonders geeignet sind, wie z.B. Hauswurz, Sedum beflanzt werden.
Das Schichtsystem zeigt neben den guten Eigenschaften für eine Dachbegrünung zusätzlich gute Wärm- und Kältedämmeigenschaften.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren soll an einem Beispiel näher erläutert werden.
Aus Vorratsbehältern werden mittels Förderschnecken 30 Gew. % eines Roggenmahlproduktes als proteinhaltiger Rohstoff, 9 Gew. % Lehm als mineralischer Stoff und 4 Gew. % getrockneter Mist als Nährstoff in einen Behälter mit langsam laufendem Rührwerk und Homogenisator, in dem 45 Gew. % Wasser vorgelegt wurden, eingetragen. Die Mischung wird homogenisiert und auf einen pH-Wert zwischen 6,0 und 6,8 durch eventuelle Zugabe entsprechender Ingredentien eingestellt.
In die homogene Mischung werden unter weiterem Rühren 12 Gew. % Holzfasern mit einer Länge von 10 bis 50 mm eingetragen und so lange weitergerührt, bis wiederum eine homogene Mischung enstanden ist.
Die erhaltene Mischung wird in einen Verschäumbehälter mit Mixkopf überführt und dort verschäumt. Um einen stabilen Schaum zu erhalten, wird der Mixkopf und/oder der Verschäumbehälter gekühlt. Die erhaltene geschäumte Masse wird über Düsen z. B. mäanderförmig auf ein Förderband in gewünschter Menge aufgetragen. Durch zwei hintereinander angeordnete Walzen, die hinter der Austrittsdüse über dem Förderband vorgesehen sind, wird die Masse gleichmäßig auf eine Breite von 61,5 cm und eine Höhe von 3,5 cm verteilt. Anschließend kann eine Perforierung der geformten Masse mit einer entsprechenden Walze vorgenommen werden. Dadurch ist ein gutes Einbringen von Saatgut bzw. Pflanzen gewährleistet.
Die so vorbehandelte Masse wird jetzt in einem Durchlauftrockner getrocknet und dann in der gewünschten Länge zerschnitten. Vorzugsweise erfolgt eine Ablängung nach jeweils 100 cm, sodaß geformte Platten mit einer Fläche von etwa 0,6 m² erhalten werden.
Je nach Verwendungszweck werden die erhaltenen Formplatten ohne weitere Behandlung eingesetzt. Ebenso ist es möglich, die Platten mit Jutebahnen zu überziehen und zu mehreren zu einem Verbundsystem zu vernähen.
Bei einer anderen Variante werden zwei oder mehrere Formplatten übereinandergelegt und ebenfalls mit Jutebahnen überzogen und vernäht. Man erhält so Verbundsysteme mit einer Gesamthöhe von 10 bis 14 cm. Bei einer Ausgestaltung, die sich besonders für Dachbegrünungssysteme eignet, wird zusätzlich als oberste Schicht ein grobes Netz aus Kokosfasern aufgenäht, das sich hervorragend als Pflanznetz eignet.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Pflanzplatten, Dämmplatten, Töpfe, Verbundwerkstoffe aus Formmassen, die 20 bis 50 Gew.-% proteinhaltiger Rohstoffe, 45 bis 65 Gew.-% Wasser, 5 bis 40 Gew.-% Pflanzenfasern, 5 bis 20 Gew.-% mineralischer Stoffe und 1 bis 10 Gew.-% Nährstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinhaltigen Rohstoffe zusammen mit den mineralischen Stoffen und den Nährstoffen in einem Behälter mit langsam laufendem Rührwerk in Wasser homogenisiert, unter Rühren die Pflanzenfasern hinzugefügt, anschließend die erhaltene Masse in einem Verschäumbehälter zu einem stabilen Schaum verschäumt, der erhaltene Schaum über eine Düse auf ein Band ausgeformt und anschließend getrocknet und/oder gepreßt werden.
Verfahren zur Herstellung der Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Verschäumung gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Formkörper mit einer Jutebahn überzogen und einzeln oder zu mehreren nebeneinander vernäht werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Formkörper mehrlagig übereinanderliegend vernäht werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Formkörper mehrlagig übereinanderliegend vernäht und zusätzlich mit einem Pflanznetz aus Kokosfasern überzogen werden.