Verfahren zur Herstellung von Briketten, die ein Bindemittel pflanzlichen Ursprungs enthalten. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zur Herstellung von Briketten, die ein Bindemittel pflanzlichen Ursprunges ent halten, und ist da-durch gekennzeichnet, dass vorerst zur Herstellung des Bindemittels Pflanzenteile einer aerobischen Gärung unter worfen werden, unter solchem Bedingungen, dass im wesentlichen die nicht gasförmigen Gärungsprodukte zurückgehalten werden und der Masse Alkali zugesetzt'wird,
worauf das so erhaltene Bindemittel mit dem zu'briket- tierenden Material vermischt und durch Pres sen geformt wird.
Zur Herstellung des Bindemittels wird. vorzugsweise unzersetzte weiche Pflanzen faser verwendet, weil sich herausgestellt hat, dass die Eigenschaften des erzeugten Binde mittels sehr verbessert werden, wenn im we sentlichen die gesamten nicht gasförmigen Gärungsprodukte in der Masse zurückbehal ten werden, und es hat sich ferner herausge stellt, dass, wo die Pfanzenfaser einer natür lichen Gärung unterworfen oder bei der Gä- rüng nicht überwacht wurde, wesentliche Mengen dieser wertvollen Gärungsprodukte gemeinhin verloren gingen.
Um das Bindemittel zu erzeugen, können Pflanzenteile beliebiger Art verwendet wer den, wie zum Beispiel Stroh, Algen, Kaktus, Opuntien, Binsen, Gräser, Bagasse, Zucker rübenrückstände, Flachsabfall, Sojabohnen abfall, Farnkraut, Sisal, Werg, Bananen- oder Maisblätter und Stengel, Kartoffel- und anderes graut oder dergleichen.
Es muss hier erwähnt werden, dass wahrscheinlich die Widerstandsfähigkeit der mit dem neuen Bindemittel hergestellten Brikette sich nach dem Humusgehalt verändert und dass in den meisten Fällen bessere Klebkraft erzielt wird, wenn der Humus in Gegenwart von Fasern ist, vorausgesetzt, dass die Faser hinreichend zerkleinert ist.
Zu diesem Zweck wird das Rohgut an geeigneten Stellen gleichmässig gestapelt, so dass die löslichen Bestandteile, die abzufliessen streben, zurückgehalten werden. Es können beliebige künstliche Mittel zum Zurückhalten oder Sammeln dieser Bestandteile verwendet werden, in jedem Fall muss Vorsorge getrof fen werden, dass die Luft in den Stapel ge langt. Es ist zweckmässig, dünne Schichten von bereits gegorenem Pflanzenstoff der gleichen oder einer andern Art in ver; schiedenen Höhen des Stapels einzulagern.
Man lässt nun die Pflanzenstoffe ver rotten oder gären, bis die ursprüngliche faserige Struktur des Ausgangsgutes einer erheblichen Zerkleinerung unterworfen ist, was zu verschiedenen Zeiten zwischen einigen Wochen bis zu einigen Monaten geschehen kann, sofern die Masse merkbar feucht gehal ten wird. Dies kann durch Befeuchten mit Wasser geschehen, vorzugsweise mit der Flüssigkeit, die von dem Stapel abfliesst. Die gewünschte Gärung ist aerobischer Art und ist :das Einführen von Luft in- die Masse auf irgend eine Art vorteilhaft.
Wenn die Masse vollkommen verrottet ist, kann sie während einer geeigneten Zeit, etwa fünf oder zehn Minuten, unter Hinzufügen des etwa notwen digen Wassers gekocht werden zusammen mit einer geeigneten Menge von Natriumkarbonat oder Hydroxyd, gewöhnlich zwischen 1 % und 5/o des Trockengewichtes, wodurch die Masse in einen, im wesentlichen struktur losen Schleim mit stark bindenden Eigen schäften verwandelt wird. Dieser Schleim wird als Bindemittel zum Brikettieren ver wendet, und zwar allein oder in Verbindung mit weiteren Bindemitteln. Man kann das Bindemittel auch zu Transportzwecken trocknen und am Bestimmungsort durch An feuchten und Durchkneten mit dem Briket- tiergut vereinigen.
Bei dem. Verfahren gemäss der Erfindung wird das Rohgut unter solchen Bedingungen und mit solchen Vorkehrungen vergoren, dass im wesentlichen jeder Verlust von nicht gas förmigen Gärungsprodukten vermieden wird und nach der Vergärung wird das Gut vor zugsweise etwa.
bei 100 C mit einer geeigne ten Menge (gewöhnlich 1 % bis 5/o des Trok- kengewichtes) Alkalik.arbonat oder Hydro- xyd behandelt, wodurch gewisse chemische oder physikalische Umwandlungen eintreten, die wesentlich für,die Entwicklung der vollen klebenden Wirkung sind, da hierdurch eine verteilende Wirkung auf den Humus durch die gesamte Masse und eine Verstärkung der Wirkung des Mucin erzielt wird. Diese Wir kung tritt äusserst schnell ein, wenn die Masse erhitzt wird. Das Endprodukt soll eine leichte alkalische Reaktion aufweisen.
Es ist zu bemerken, dass der Humusgehalt durch die Änderung der Gärungszeit geregelt werden kann, da, je länger die Gärung an hält, desto grösser der Humusgehalt infolge der Umsetzung der Zellulose in Ulminver- bindungen wird.
Es ist bekannt, dass Verfahren vorge schlagen sind zur Herstellung von Dünger durch Verrottenl.assen von Stroh oder andern pflanzlichen Abfall in der Gegenwart von lös lichen Stickstoffverbindungen in einer be stimmten Konzentration. Die Produkte dieses bekannten Verfahrens können für die Zwecke der Erfindung benutzt werden nach der oben erwähnten Behandlung mit Alkalikarbonat oder Hydroxyd und trotz der Anwesenheit von für die Düngung wertvollen Stoffen; sie geben vorzügliche Ergebnisse als Bindemittel, vorausgesetzt, dass kein erheblicher Anteil an Mucin bei der Herstellung verloren worden ist.
Eine andere Ausführungsform des Ver fahrens gibt gleich gute Ergebnisse und wird wie folgt durchgeführt: Das' pflanzliche Rohgut wird solange und in der Weise eingeweicht, dass die Los lösung-von Fasern ohne wesentliche Kürzung ihrer Länge erfolgen kann, wobei also die Fasern gemahlen, gequetscht oder gespalten werden, ohne sie zu häckseln. Die Masse wird dann ungefähr 24 Stunden mit Ätz natron oder Natriumkarbonat in pulveriger Form oder mit einer Lösung dieser Stoffe gekocht, wobei das Gewicht jedes zugefüg ten Alkalis gewöhnlich zwischen 1 und 5 der trockenen Masse beträgt.
Die gebildete alkalische Flüssigkeit lässt man dann in einem Behälter vergären, vorzugsweise zwi schen 35 und 60 C, durch die Wirkung von Bakterien oder Pilzkulturen, bis die Fasern erheblich angegriffen oder zersetzt sind und die Masse viskos und schleimig geworden ist. Diese Veränderung kann durch wieder holtes Mischen und Umstechen der Masse zur Erzielung aerobischer Bedingungen er leichtert werden.
Bei einem andern Beispiel wird ein Teil des Alkalikarbonates oder Hydroxydes ein getragen vor- oder während der Vergärung und der Rest nach der Vergärung. oder wäh rend des Kochvorganges.
In einem besonderen Fall ' wir d ein Zent ner trockenen Grases 24 Stunden lang ge kocht. Die Flüssigkeit wird dann abgezogen und der verbleibende Faserstoff durch ge eignete Maschinen hindurch geführt bis eine hinreichende Zerkleinerung erzielt ist. Die Masse wird dann in einen seichten hölzernen Bottich gegeben und mit neun Liter einer Lösung behandelt, die 1 kg trockendes Na triumkarbonat enthält.
Nach dem Mischen lässt man die Masse an einer warmen Stelle stehen und sticht sie täglich einmal unter Aufsprengen von Was ser um, wobei die nach dem Kochen abgezo gene Flüssigkeit verwendet werden kann. Es wird soviel Flüssigkeit zugegeben, dass die Verdampfung ausgeglichen und die Massein einem steifen salbenförmigen Zustand gehal ten wird. Eine Gärung tritt ein, sobald die Flüssigkeit in einen Trog untergebracht wird, wird jedoch unterstützt durch Zusatz von 0,9 kg verfaulter Frucht oder dürren Grases. Nach 24 Tagen können Proben aus dem Sud entnommen und Versuchsbrikette hergestellt werden nach deren Eigenschaften das erzeugte Bindemittel als geeignet er scheint zum Agglomerieren von etwa zehn Zehnter Kohle.
Man kann das bei dem oben erwähnten, Verfahren verwendete Alkalikarbonat oder Hydroxyd zum Teil auch durch ihre Aequi- valente an Calcium oder andere alkalische Erden ersetzen. Die Merige des erforderlichen Bindemit tels ändert sich mit dem verwendeten Druck, der umfangreichen Änderungen unterworfen sein kann. So können bei Verwendung von 10 bis 15 %. Bindemittel Brikette durch Rol len in der Hand gemacht werden, die nach dem Trocknen einem Fall aus drei Meter Höhe auf Steinboden widerstehen.
Anderseits kann man einen Pressdrurk von 1.,6 bis 2,4 Tonnen auf den Quadrat zentimeter verwenden und dann die Binde mittelmenge auf<B>l</B> '/o oder noch weniger her absetzen. Gewöhnlich sind bei 0,15 bis 0,45 Tonnen Flächendruck auf den Quadratzenti meter 4 bis 8 % Bindemittel hinreichend.
Die Menge des verwendeten Bindemittels hängt wesentlich ab von der Güte der ver arbeiteten Kohle. Innerhalb weiter Grenzen der Brennstoffqualität können brauchbare Brikette erzeugt werden; es wurde jedoch durch wiederholte Versuche festgestellt, dass die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn in dem Brennstoffgut etwa 20 bis 30% feine Körnung zwischen 100 und 200 Siebmaschen auf den Quadratzoll engl. vorhanden waren.
Hierdurch unterscheidet sich das neue Binde mittel von den Vorbedingungen für die Ver wendung anderer Bindemittel, wie Pech oder dergleichen, wo eine Erhöhung des Anteils an kleinkörnigem Gut im allgemeinen einen grösseren Anteil an Bindemittel beim Briket tieren erfordert.
Die Verfahrenweise für die Herstellung von Brennstoffbriketten ergibt sich aus den folgenden Beispielen: Wenn 'von einem Mischverhältnis ge sprochen wird, so bedeutet das, dass= die Menge des zugesetzten Bindemittels nicht in Gewichtsprozenten des gesamten Gemisches ausgedrückt ist, sondern als Trockengewicht des Bindemittels, das zu 100 Teilen Briket- tiergut zugesetzt wird.
<I>Beispiel I</I> 100 Teile eines gepulverten Brennstoffes, der Koks, nicht bituminöse Kohle, Anthra: zitstaub, Gaskokslein, Lignit, Tieftemperatur- rückstände von Kohle ader Lignit, Russ oder dergleichen sein kann, werden innig gemischt mit einer Menge nassen Bindemittels, die dem Gewicht nach gleich wertig ist mit 6 Teilen des nach dem oben aufgezeigten Verfahren hergestellten wasserfreien Bindemittels.
Stellt sich durch Analyse das Binde mittel als ausnahmsweise aschereich heraus, so dass es etwa mehr als 15'/o anorganische Stoffe enthält. wenn das Bindemittel von verrotteten Pflanzenteilen herrührt, so muss entsprechend mehr Bindemittel zugeführt werden.
Das Gewicht des verwendeten nassen Bindemittels ist veränderlich, es beträgt aber gewöhnlich ungefähr 30 % des Gewichtes des Brikettiergutes, der Kohle zum Beispiel. Nach vollständigem Mischen in einem belie bigen Verteiler, einem Mahlgang, einem Mischer nach Pfleiderer oder einer Kugel mühle wird der mit dem Bindemittel ge mischte Brennstoff mit Dampf erhitzt und in dem erhitzten Zustand einem Pressdruck von 160 bis 480 kg pro Quadratzentimeter unterworfen.
Im Augenblick des Pressens soll das Gemisch von Kohle und Bindemittel merkbar feucht sein, derart, dass ein gerin ger Austritt von Wasser beim Geben des vollen Pressdruckes erfolgt, aber bei manchen Formen; von Pressen kann ein trockeneres Gemisch verwendet werden, und wenn be sondere Rücksicht bei der Art des Pressens und der Wahl der verwendeten Pressform ge nommen wird, können sehr trockene Gemische brikettiert werden. .Sobald die Brikette die Presseverlassen, kann man sie an einer war men und gut belüfteten Stelle einige Tage trocknen lassen.
Das Ausmass der Trocknung kann erheblich verändert werden und die Trocknung findet gewöhnlich bei Tempera turen statt, die erheblich über<B>100'</B> C liegen. Dies kann deshalb geschehen, weil die mit dem neuen Bindemittel hergestellten Brikette im Gegensaz zu andern Briketten nicht die Neigung haben, bei rascher Trocknung zu reissen. Es ist deshalb auch möglich, eine Raschtrocknung in geeigneten Vorricltun,- gen anzuwenden. Die oben-aufgezeigten Verfahren wurden angewendet für eine Massenherstellung von Eierbriketten unter Benützung einer Wal zenpresse üblicher Grösse.
Eierbrikette können auch erfolgreich hergestellt werden, indem man das Erwärmen der Kohlebindemittel- mischung unterlässt, solche Brikette aber er fordern eine längere Trocknungs- und Erhär- tungszeit, wobei aber die schliesslich erreichte Druckfestigkeit fast nie merklich beeinflusst wird. Brikette im Gewicht von ungefähr 85 gr, die aufs Geratewohl aus.einer Masse genommen wurden, hielten nach dem Trock nen einen Fall von 21 < , bis 3 Meter auf einen Steinboden aus.
Solche Brikette halten auch ohne Springen einen Druck von ungefähr 80 kg aus, wenn sie zwischen zwei ebene Flä- oben gelegt werden. Wenn ferner 22 kg solcher Brikette in eine umlaufende Trommel gelegt und mit einer Geschwindigkeit von 28 Um läufen in der Minute zwei Minuten lang ge dreht werden, so übersteigt *der Gewichtsver lust der Brikette nach dem Sieben durch ein Drahtsieb von 5 Maschen auf den linearen Zoll gewöhnlich nicht<B>1,125</B> kg oder 5% des ursprünglichen Gewichtes.
Beispiel II 100 Teile einet entsprechend gemahlenen Brennstoffes von der oben erwähnten Art werden gemischt mit einem Gewicht von ver rottetem Pflanzengut. entspreehend 6 ,/o des wasserfreien. Gutes. Das verrottete Gut kann dadurch hergestellt werden, dass man frische oder trockene Pflanzenfaser auf dem Erd boden vergären lässt, nachdem sie erst zur Entfernung des Sandes gewaschen wurde. In allen diesen Fällen ist die Verfahrensweise zur Erzielung der vergorenen Pflanzenfaser identisch mit den oben beschriebenen Herstel lungsweisen des Bindemittels, aber das schliessliebe Koehen wird weggelassen.
Un gefähr 30 Gewiehtsteile von verrottetem Pflanzenstoff, die ein Trockengewicht von 6 Gewichtsteilen ergeben, werden durch Zumi schen von 0,12 Gewichtsteilen wasserfreien Alkalikarbonates oder Hydrogydes in Pulver- form und in vier bis fünf Liter Was ser gelöst alkalisch gemacht. Das alka lisch gemachte Gut wird nun der kohlen masse vollständig einverleibt durch irgend eines der vorerwähnten Verfahren und das so erzielte Gemisch auf 100 C erhitzt, sodann am Ende des Erhitzungsvorganges in noch heissem Zustand mit einem Druck von 160 bis 480 kg pro Quadratzentimeter gepresst.
Wahl los entnommene Proben von auf einer Wal zenpresse in Eierform hergestellten Briketten ergaben beim Versuch die gleichen Eigen schaften bezüglich des Widerstandes gegen Bruch, Druck und Abreibung, wie die nach den ersten Versuchen hergestellten Brikette. <I>Beispiel</I> III 100 Gewichtsteile eines entsprechend ge- pulverten Brennstoffes werden in bereits ge schilderter Weise mit einer solchen Menge eines Bindemittels, welches nachdem vor gehenden Beispiel erhalten wurde, gemischt, die 6 Gewichtsteile Trockenstoff enthielt. Das Bindemittel wird in wesentlich getrocknetem Zustand gemahlen oder sonst zerkleinert mit der Kohle oder anderem Brennstoff bis zu inniger Vermischung.
Das Gemisch von Kohle und Bindemittel wird dann mit Dampf unter Zufügung von Wasser und Kneten er wärmt, bis es eine Temperatur von 80 bis, 100 C angenommen hat. Das Gemisch kann dann bei einem Druck von 160 bis 480 kg auf den Quadratzentimeter wie bei den früheren Bei spielen brikettiert werden.
Beispiel IV 100 Gewichtsteile eines in geeigneter Weise zerkleinerten Brennstoffes werden, wie in den vorigen Fällen,- mit 6 Gewichtsteilen Trockensubstanz eines nach dem vorhergehen den Beispiel .hergestellten Bindemittels ver mischt. Es ist vorteilhaft beim Mischen 0,12 Teile wasserfeien Alkalikarbonates oder Hydrogyd in Staubform oder in 4 bis 5 Liter Wasser gelöst zuzusetzen und das Gemisch zu erwärmen, kneten und zu pressen wie bei den vorigen Beispielen.
In allen diesen Fällen kann das Gemisch von Kohle und Bindemittel in heissem Zu stand gepresst oder ganz oder teilweise bis zu einem bestimmten Grad abgekühlt werden. Man kann das Gut auch zunächst abkühlen lassen und dann vor dem Pressen wieder an wärmen.
Nach einem der oben aufgezeigten - Ver fahren hergestellte Brikette sind widerstands fähig gegen Regen und Frost ohne Zerfall bis zu einem gewissen Grad, dieser hängt aber teilweise von .der Natur des Brikettier gutes ab, da einige dieser Stoffe mehr oder weniger vollständig wasserfeste Brikette er geben.
Mit einer Bindemittelmasse herge stellte Brikette können bis zu jedem beliebi gen Grad wasserfest gemacht werden, indem man sie in Emulsionen von 01 oder Asphalt und Wasser untertaucht, die nicht weniger als 20 % des wasserfestmacliend.en Mittels enthalten, oder indem man die Brikette in be liebiger Weise kurze Zeit auf 200 C oder längere Zeit bei ein wenig geringerer Tem peratur erhitzt. Diese Art des Wasserfest machens bildet aber keinen Teil der Erfin dung.
Um das Weiterbestehen des organischen Wachstumes zu verhindern oder stillzulegen, kann eine kleine Menge Kupfersulfat oder ein anderes pilztötendes oder desinfizierendes Mittel beim Brikettieren der Kohle der voll ständig vergorenen Flüssigkeit zugesetzt wer den.