DD298084A5

DD298084A5 - Verfahren und anlage zur herstellung von waermebehandeltem naehrsubstrat oder duenger

Info

Publication number: DD298084A5
Application number: DD90343472A
Authority: DD
Inventors: Hans J Clausen
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-02-06
Also published as: CZ283167B6; NO920592L; NO179832C; AU6278590A; ATE135923T1; EP0705806A2; DE69026262T2; CS397790A3; NO920592D0; NO179832B; WO1991002550A1; CA2064700A1; EP0487600B1; RU2094411C1; FI920592A0; SK279605B6; DK401689A; JPH04507233A; DK401689D0; EP0705806A3

Abstract

In natuerlichen Substraten oder Duengemitteln, wie z. B. Torfmoos, Kokosstaub oder Huehnerdung, koennen Samen und andere Verunreinigungen vorhanden sein, die durch Waermebehandlung neutralisiert werden koennen. Es wird durch die Erfindung eine besonders wirksame Behandlung erhalten, bei der das Material nach Durchlaufen eines Drehrohrofens (8) weiter zu einem waermeisolierten Tunnel (38) gebracht wird, so dasz die Dauer der Waermebehandlung ohne zusaetzlichen Energieverbrauch betraechtlich verlaengert werden kann, und der Materialflusz durch ein Transportsystem geleitet wird, das von der Umgebung im wesentlichen abgeschlossen ist und eine Kuehlzone * in der das Material dadurch abgekuehlt wird, dasz gefilterte Luft hindurchgeblasen wird, eine Zusatzmittelbeimischungseinrichtung * in der die gewuenschten Duengemittel und mikrobiologische Substanzen dem Material beigemischt werden, und eine Abgabestelle oder -einrichtung (16) besitzt, bei der das Material in geschlossene Transportbehaelter, wie z. B. in geschlossene Saecke, in dosierten Mengen abgefuellt wird. Es wird dadurch sichergestellt, dasz ein Material, das im Ofen auf wirtschaftliche Art und Weise vollstaendig pasteurisiert worden ist, vor der Auslieferung nicht verunreinigt oder infiziert wird und dasz die Zusaetze bei der laufenden Produktion beigemischt werden koennen, nachdem das Material einer kontrollierten Abkuehlung unterzogen wurde, so dasz es seinen vollen Gebrauchswert erreicht. Die Qualitaet und die Homogenitaet des Torfmoossubstrates werden durch die Behandlung stark verbessert.{Duengemittel; Torfmoossubstrat; Waermebehandlung; Drehrohrofen; Tunnel; Waermeisolierung; Kuehlzone; Lufteinblasung; Mischeinrichtung; Umgebungsabschlusz}

Description

Hiorzu 2 Seiten Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines wärmebehandelten gebrauchsfertigen Naturdüngers oder mit Düngemitteln angereicherten Substrates. Es wird im Zusammenhang mit der Erfindung vorzugsweise auf ein Substrat auf der Grundlage von sogenannten Kokoüstaub Bezug genommen, bei dem es sich um ein Abfallprodukt der Herstellung von Kokosfasern handelt, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf begrenzt ist, da als Material auch Torfmoos (Sphagnum) oder andere biologische Substrate sowie reiner Naturdünger, wie z. B. Hühnerdung, verwendet werden kann. In natiHichen Substraten sind gewöhnlich Unkrautsamen und Insekteneier, die für die meisten Verwendungszwecke der Substrate unerwünscht sind, in recht grcßer Menge vorhanden. Da außerdem auch unerwünschte Bakterien und Pilze vorhanden sein können, ist vorgeschlagen worden, die Substrate vor df r Auslieferung an die Abnehmer, bei denen es sich hauptsächlich um Baumschulen handelt, liner Wärmebehandlung zu unterziehen. Etwas ähnliches gilt auch für reine Naturdünger. Die Wärmebehandlungen, die bisher angewendet wurden, sind jedoch recht kostspielig und nicht allzu wirksam geweser, und befinden sich im allgemeinen immer noch im Versuchsstadium. Obwohl viele Schwierigkeiten durch die Verwendung eines pasteurisierten Substrates vermieden werden, bleibt das Substrat dennoch gegenüber dem Eindringen von neuen unerwünschten mikrobiologischen Substanzen sehr anfällig, so daß selbst die versuchsweise Verwendung ke.ne allzu wertvollen und zuverlässigen Ergebnisse geliefert hat.

Der Hauptgegenstand der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, nach dem die Behandlung industriemäßig sowohl wirksamer als auch viel vaniger kostspielig durchgeführt werden kann.

Es ist bei einer industriellen Wärmebehandlung allgemein bekannt, daß ein Ourchlaufdrehrohrofen mit einem perforierten Drehrohr verwendet wird, dem Wärme von einem äußeren feststehenden Ofenmantel zugeführt wird. Ein solcher Ofen wird auch bei der Erfindung verwendet. Es wird jedoch darauf geachtet, daß Cds Material, das den Ofen verläßt, eine wärmeisolierte Zone durchläuft, so daß die effektive Behandlungidauar zur Erzielung eines bestimmten Erhitzungseffekts verlängert werden kann. Diese abgeschlossene Durchlaufzone setzt sich in einer abgeschlossenen Abkühlungszone fort und führt im Fall von Substraten weiter durch eine Einrichtung für die Zugabe von Düngemitteln und mikrobiologischen Substanzen und noch weiter bis zu einer Abgabeeinrichtung, d. h. vorzugsweise einer Einrichtung zum Abfüllen des Materials in Säcken, alles in einer nach außen abgeschlossenen Anlage. Dadurch wird ein sehr hoher Ausnutzungsgrad der zur Erhitzung züge. Juten Energie erhalten, so daß eine Pasteurisierung des Materials erreicht wird und die erzielte hohe Reinheit des Materials durch die nach außen abgeschlossene Anlage erhalten bleibt, bis das Material in geschlossen« Behälter, wie z. B. Säcke, abgefüllt wird. Es ist unerwünscht, das Material im heißen Zustand abzugeben, da auch bestimmte Düngemittel durch eine zu hohe Temperatur Schaden erleiden können. Deshalb wird eine Kühlung vorgenommen, die auf einfache Art und Weise dadurch erfolgen kann, daß Luft, die nur leicht gefiltert sein muß, durch das Material geblasen wird. Es kann dann ein relativ kurzer Förderer für den Transport zur Abgabestelle verwendet werden, da sich das Material während des Transportes nicht selbst abkühlen darf. Es ist darüber hinaus zur Erzielung eines guten und homogenen Ergebnisses wichtig, daß das Material in einer genau überwachten und gesteuerten Art und Weise durch die Ofenzono transportiert wird, so daß dementsprechend ein besonders ausgeführtes Beschickungssystem eingesetzt wird, durch das das erreicht werden kann.

Es ist festgestellt worden, daß die Struktur des so behandelten Torfmoosmaterials für Anbauzwccke stark verbessert wird, wobei eine Verbesserung der Krümelstruktur erfolgt, die für die Pflanzen z. B. dadurch sehr vorteilhaft ist, daß es eine beträchtlich geringera Neigung zum Zusammenfallen aufweist. Die Bildung der Krümelstruktur wird dadurch begünstigt, daß im Ofen praktisch die gesamte Feuchtigkeit oder der gesamte Dampf, die bzw. der während der Wärmebehandlung des Materials entstand, zurückgehalten wird, wobei das ebenfalls eine sehr wirksame Pasteurisierung zur Folge hat. Es ist, zumindest was Torfmoos betrifft, nicht erwünscht, das Material zu trocknen, so daß es den Ofen so feucht verlassen kann, wie es dem Ofen zugeführt wurde.

Es ist beobachtet worden, daß Pflanzen im neuen Material viel besser wachsen und sich viel besser entwickeln. Es ist eine bemerkenswerte Abnahme des Leitfähigkeitswertes gemessen worden, wobei das für Fachleute von Bedeutung ist. Torfmoosrohmaterial steht immer zur Verfügung, stammt jedoch aus verschiedenen Bezugsquellen, so daß seine Qualität und mikrobiologischen Eigenschaften unterschiedlich sein können. Die Abnehmer können sich nicht darauf verlassen, daß die Qualität bei jeder neuen Lieferung unverändert ist, so daß auch aus diesem Grund das Torfmoosmaterial nicht in dem Maße verwendet wird, wie es angesichts des relativ niedrigen Preises und seiner guten Qualitätsasnekte geschehen könnte. Die Torimoosqualität wird jedoch durch eine Behandlung gemäß der Erfindung auf einen fast einheitlichen Grad bei den verschiedenen Arten des Materials erhöht, so daß die Behandlung kontinuierlich erfolgen kann und sich die Abnehmer darauf verlassen können, daß zu jeder Jahreszeit ein Produkt von praktisch gleichmäßiger hoher Qualität geliefert wird. Ein sehr wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Qualität des Produktes dadurch weiter erhöht werden kann, daß bestimmte Pilz- und Bakterienspezies in dosierten Mengen zugeführt werden, die das Substrat vor dem Eindringen von äußeren gefährlichen biologischen Substanzen am Einsatzort schützen und die Bedingungen für ein vollkommenes Wachstum der Pflanzen liefern werden. Es sind bereits einige nützliche Spezies gefunden worden, die ausreichen, um die Möglichkeit zu schaffen, das Produkt in einem großen Rahmen einzusetzen, wobei jedoch zugegeben werden muß, daß sehr umfangreiche Forschungsarbeiten zur Vervollkommnung des Produktes, wie z. B. für eine gezielte Wirkung bei verschiedenen Pflanzen, noch durchzuführen sind.

Vor diesem Hintergrund besteht ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung darin, die Grundbedingungen dafür zu schaffen, daß eine solche wichtige Forschung überhaupt durchgeführt werden kann, da Forschungen unter Laborbedingungen für die tatsächliche Praxis nicht repräsentativ sein werden.

Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Behandlungsanlage gemäß <'ar Erfindung, Fig. 2: einen Querschnitt eines Durchlaufdrehrohrofens dieser Anlage und Fig.3: einen Querschnitt einer nachfolgenden Behandlungseinrichtung.

Die Anlage, die in Fig. 1 gezeigt wird, besitzt als Hauptbestandteile eine Siloeinrichtung 2 zur Aufnahme von natürlichem Substratmaterial, einen damit verbundenen Förderer 4 für den Transport des Ma'.erials zu einem Aufnahmebehälter 6, einen nachfolgenden Pasteurisierungsofen 8, dessen Auslaß mit einer Behandlungscinrchtung 10 verbunden ist, von der das Material zu einer Zusatzmittelbeimischungseinrichtung 12 für Düngemittel befördert wird, und einen Förderer 14, der das Material zu einer Abgabeeinrichtiing 16 transportiert, von der das Material, z. B. in Säcken abgefüllt, abtransportiert werden kann. Die Siloeinrichtung 2 besteht aus zwei flachen Silos 20, die jeweils (auf der linken Seite) für die Aufnahme des Substratmaterials offen sind und in einer Art und Weise, die nicht gezeigt wird, eine Bodenplatte besitzen, die als ein sich vorwärtsbewegendes Förderband für den Transport des Materials zu den gegenüberliegenden geschlossenen Seiten der entsprechenden Silos wirksam werden kann, von denen dann der Querförderer 4 das Material zum Ofen 8 weitertransportiert. Auf der Abgabeseite der Silos 20 befinden sich querangeordnete Kratzrotoren 22, die das zugeführte Material lösen, so daß es auf den Förderer 4 fällt. Das Material in den beiden gezeigten Silobereichen wird abwechselnd so nach vorn geschoben, daß jeweils ein Silobereich entleert wird, während der andere außer Betrieb ist, d. h. nur für die Aufnahme von Material bereitsteht, das auf der dazugehörenden offenen Einfahrtseite, die links gezeigt wird, hereingebracht wird, so daß dementsprechend ein Silobereich gefüllt werden kann, während der andere Silobereich entleert wird.

Im Aufnahmebehälter 6, wie er in Fig. 2 gezeigt wird, ist ein Füllhöhenmelder 24 vorhanden, der die Materialfüllhöhe im Aufnahmebehälter meldet und den Förderer 4 so lange anhält, wie eine Überfüllung des Aufnahmebehälters 6 über eine vorher

vorher festgelegte normale Füllhöhe hinaus gemeldet wird. Von der Unterseite des Aufnahmebehälters 6 erfolgt eine kontinuierliche Zuführung von Material in den Ofen, wobei die Unterseite des Aufnahmebehälters 6 mit einem angetriebenen Schneckenförderer 26 versehen ist, der in offener Verbindung mit der Beschickungsseite des Durchlaufurehrohrofens 8 steht. Der Füllhöhenmelder und der Schneckenförderer führen dazu, daß am Einlaß des Ofens ein Materialpfropfen entsteht und dadurch ein Gasrückstrom in der Anlage verhindert wird.

Der Ofen 8 ist mit einem perforierten Drehrohr 28 versehen, das durch Vorkehrungen, die nicht gezeigt werden, drehbar gehalten wird und mit axialverlaufenden, nach innen vorstehenden Flügeln 3G ausgestattet ist, die durch die Drehung des Drehrohres 28 das Material auflockern, das dann vorwärtsbewegt wird, da der Ofen zum Auslaß geneigt ist. Untor dem Ofen 8 sind mehrere Gas- oder Ölbrenner 32 vorhanden, die Wärme in den Raum zwischen der Außenseite des Drehrohres 28 und einem wärmeisolierenden Ofenmantel 34 abgeben, so daß die Wärme aus diesem Raum in das perforierte Drehrohr gelangt, da sich in der Mitte des Drehrohrofens ein oberer Auslaß 36 für die Abgabe des zugeführten Verbrennungsgases und des darin enthaltenen Wasserdampfgehaltes befindet. Beträchtliche Wasserdampfmengen werden nicht nur durch die Verbrennung, sondern besonders auch durch den Wasserentzug des Dünger- oder Substratmaterials entstehen, das im typischen Fall anfangs etwa 20% Wasser oder etwa 14kg Wasser pro m³ enthält. Das bedeutet, daß durch eine Anlage in einer zweckmäßigen, bevorzugten Größe eine Wasserdampfabgabe, die 450kg Wasser/h entspricht, erreicht wird.

Es ist jedoch bei bestimmten Materialien, wie z.B. Torfmoos, nicht erwünscht, das Material zu trocknen, weil die Krümelstruktur dadurch beeinträchtigt werden könnte, so daß in diesem Fall der Auslaß mehr oder weniger geschlossen gehalten werden kann. Es wird vorausgesetzt, daß der Wasserdampf nicht ungehindert auf beiden Seiten des Ofens entweichen kann, so daß während des Betriebs ein Gleichgewichtszustand erreicht wird zwischen dem Wasserdampf, der vom Material abgegeben wird, und dem Wasserdampf, der vom Material wieder adsorbiert wird.

Auf der Abgabeseite des Ofens 8 wird das Material an die Einrichtung 10 weitergegeben, d. h., es fällt in einen ersten Bereich 38, der ein nach oben geneigtes Förderband 40 enthält und darüber hinaus nach außen abgeschlossen und wärmeisoliert ist. In diesem Bereich wird das Material relativ langsam in einer dicken Schicht auf dem Förderband 40 transportiert, d. h., das Material wird in einem hohen Maße die Temperatur beibehalten, auf die es im Ofen 8 erhitzt worden ist, wodurch die Wärmebehandlung des Materials ohne zusätzlichen Energieverbrauch erfolgt, Die Temperatur wird jedoch auf einen unwirksamen Wert absinken, und das Material wird dann am oberen Ende des Förderbandes 40 durch eine Verengung im Oberteil der Einrichtung 38 transportiert und in den folgenden Bereich fallen, der mit 42 bezeichnet ist und bei dem es sich um einen Abkühlungsbereich handelt, in dem das aufgenommene herabfallende Material auf Reibeisenwalze 44 trifft und von dort auf einen Förderer 46 geleitet wird, der sich relativ schnell bewegt, so daß das Material darauf eine dünne Schicht bildet, die von Kühlluft durchdrungen werden kann, die ein darunter angeordnetes Gebläse 48 liefert. Es ist dadurch möglich, eine starre Abkühlung des Materials zu erreichen, das auf dem Förderer 46 zur 7usatzmittelbeimischungseinrichtung 12 transportiert wird, in der sich ein Flügelrotor 50 mit üuerabgabe befindet, der Substrat von einer Seite aufnimmt, während von der gegenüberliegenden Seite ein Düngemittel oder eine Zusatzmittelmischung von einer Zuführungseinrichtung 52 für derartige Zusätze zugeführt wird. Der Rotor 50 führt zu einer intensiven Mischung des Substrates mit den Zusätzen und transportiert das Material waiter zu dem nach oben geneigten Förderer 14.

Es sollte angestrebt worden, daß das Material mit einer Temperatur nicht unter 90°C aus dem Ofen 8 abgegeben wird und vorzugsweise auf der Abgabeseite des Ofens ein Temperaturmeßfühler vorhanden ist, der dann, wenn er eine niedrigere Temperatur feststellt, die Antriebsvorrichtung für die Drehbewegung des Drehrohres 28 so bewegen läßt, daß die Durchlaufgeschwindigkeit dementsprechend zur Erzielung einer höheren Temperatur verringert wird.

Die Abgabe- oder Abfülleinrichtung 16 braucht nicht näher beschrieben zu werden. Es muß nur erwähnt werden, daß sie optimal eine nach außen abgeschlossene Einrichtung sein muß, die die schließliche Dünger- oder Substratmischung von einem nach außen abgeschlossenen Fördersystem 14 so erhält, daß die abgegebene Mischung in Säcke 54 abgefüllt werden kann, ohne daß Samen oder andere äußere Verunreinigungen nach der Wärmebehandlung in die Mischung gelangen können. Der Materialfluß durch den Ofen ist vorzugsweise so zu steuern, daß auf der Abgabeseite des Ofens eine Materialtemperatur erreicht wird, die 100°C nahekommt, vorzugsweise jedoch im Bereich von 90°C bis 100⁰C liegt, da eine völlig wirksame Wärmebehandlung eine Temperatur von wenigstens 80⁰C erforderlich macht, während dagegen eine Erhitzung auf über 1OC⁰C einen übermäßig hohen Energieaufwand und eine mögliche Schädigung des Materials mit sich bringen wird. Die Verwendung der erwähnten Einlaßschleuse mit dem Füllhöhenmelder 24 führt zu einem genau gesteuerten Materialzufluß zum Ofen, und ' außerdem kann die Durchlaufzeit auf verschiedene Weisen verändert werden, wobei dazu auch die allgemeinere Methode gehört, daß der Ofen in eine mehr oder weniger geneigte Stellung gebracht wird.

Die Erfindung wird im vorhergehenden als besonders relevant für Substratmaterialien beschrieben, ist jedoch tatsächlich genauso relevant, was reine Düngerprodukte oder andere Güter betrifft, wenn diese nicht durch eine zusätzliche Beimischung von Düngemitteln angereichert werden sollen.

Es ist, wie bereits erwähnt, äuflarst empfehlenswert oder sogar notwendig, dem Material einige Pilz- und Bakterieospezies beizumischen, wobei das zweckmäßigerweise im Mischer 12 geschehen kann. Es ist von größter Bedeutung, das pasteurisierte Material mit derartigen Spezies anzureichern, die das Material später dann vor dem Eindringen von gefährlichen Kulturen schützen werden, wobei für die allgemeine Verwendung die Pilzspezies Trichoderma haraianun, Pythion oligandrun und Gliocladiumvirens vorteilhaft sein werden. Außerdem werden auch mehrere Bakterienspezies geeignet sein, wobei einer dieser Spezies der Bacillus streptomyces ist, der bereits als natürliches Antibiotikum bekannt ist. Weitere Einzelheiten in dieser Hinsicht werden Gegenstand der wissenschaftlichen und praktischen Forschung sein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gebrauchsfertigen wärmebehandelten Düngers oder mit Düngemitteln angereicherten Substratrnaterials, bei dem ein natürliches Düngemittel oder Substratmaterial, wie z. B. Torfmoos, durch einen Erhitzungsofen geleitet wird und vorzugsweise danach Düngemittel und andere Zusätze hinzugegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vom Ofenauslaß langsam durch einen wärmeisolierten Tunnel und danach mit einer höheren Geschwindigkeit und einer geringeren Materialflußdichte durch eine Abkühlungseinrichtung, in der das Material dacurch abgekühlt wird, daß Luft hindurchgeblasen wird, und anschließend durch eine Zusatzbeimischungseinrichtung für die kontinuierliche Zugabe der Stoffe und von dort weiter zu einer Abgabeeinrichtung geleitet wird, wobei der Transport des Materials immer in einem Transportsystem erfolgt, das von der Umgebung im wesentlichen abgeschlossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung erfolgt, um das Material vollständig oder fast vollständig zu trocknen und zu pasteurisieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung im wesentlichen ohne Abführung von Wasserdampf aus dem Ofen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzuführung zum Durchlaufdrehrohrofen und die Erhitzung dieses Materials teils durch die Verwendung einer Einlaßschleuse mit einem Füllhöhenmelder und teils durch die Verwendung eines Auslaßthermostaten auf der Auslaßseite des Ofens recht genau gesteuert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abkühlungsschritt verschiedene Pilz- und Bakterienspezies, d. h. hauptsächlich Spezies, die als natürliche Antibiotika wirken, dem Material zugesetzt werden.

6. Anlage zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Durchlaufdrehrohrofen mit einer Vorrichtung zur Auflockerung des Materials besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßweite des Ofens mit einem nach außen abgeschlossenen und wärmeisolierten Fördertunnel verbunden ist, der durch eine Schleusenöffnung in einen Tunnelbereich führt, der mit einer Einrichtung zur Abkühlung des aufgenommenen Materials verbunden ist, die vorzugsweise dadurch erfolgt, daß gefilterte Luft quer hindui chgeblasen wird, wobei dieser Tunnelbereich zu einer Zusatzbeimischungseinrichtung für die kontinuierliche Zugabe von Zusatzstoffen zum Material im wesentlichen unter nach außen abgeschlossenen Bedingungen führt, während außerdem eine weitere Verbindung zu einer Abgabeeinrichtung für das Material von der Umgebung im wesentlichen abgeschlossen ist.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druchlaufdrehrohrofen mit einer Vorrichtung verbunden ist, die einen genau gesteuerten Materialfluß liefert, d. h. teils durch eine Einlaßschleuse mit einem Füllhöhenmelder, der den Materialzustrom so steuert, daß die Füllhöhe des Materials in der Einlaßschleuse ständig über dem oberen Rand der Einlaßöffnung des Ofens gehalten wird, und teils durch einen Temperaturmeßfühler auf der Auslaßseite des Ofens, der die Ofenwirkung (Erhitzungseffekt/Durchlaufzeit) so steuert, daß eine vorher festgelegte Materialtemperatur, d. h. vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von 90°C bis 100⁰C erreicht wird.