Vorbehandlung von Holzstämmen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Benetzung von Holzstämmen.

Eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren kommt insbesondere auf dem Gebiet der Holzwirtschaft zum Ein- satz. Prozessbedingt ist es zur Herstellung von Industrie ^¬ holz, beispielsweise in der Zellstoff- und Papierindustrie, notwendig, Rinde von Holzstämmen vollständig zu entfernen. Das Industrieholz wird dann z.B. weiter zu Hackschnitzel verarbeitet bzw. zur Holzschlifferzeugung (z.B. mittels TMP oder CTMP, Thermo Mechanical Pulp bzw. Chemo Thermo Mechanical Pulp) eingesetzt.

Die Rinde von Baumstämmen enthält kein typisches Fasermaterial wie das Holz, welches für die Papierherstellung verwertet werden kann. Hinzu kommt noch der dunkle Farbton der Rinde. Bleiben durch eine nicht hundertprozentige Entfernung oder Aussortierung Rindeteilchen im Prozess, sind Unreinheiten in Form von Schmutzpunkten im Papier vorprogrammiert. Dies führt natürlich zu einer deutlichen Minderung der Papierqualität.

Ein Verfahren zur Entrindung stellt die so genannte Mehrstammentrindung in einer Entrindungstrommel dar. Diesen an den Stirnseiten offenen Trommeln werden dabei liegend mit einem gewissen vorgegebenen Gefälle betrieben. Die Hölzer wer- den kontinuierlich zugeführt und durch die Trommel im entste ^¬ henden Pulk zur Auslaufseite bewegt. In der Regel werden die Holzstämme vorher auf gleiche Länge gesägt, die sogenannten Holzprügel. Durch die Reibung der Hölzer untereinander und an den innenwandig eingebauten Profilleisten löst sich die Rinde vom Holz. Die Rinde wird über Schlitze in der Trommel ausge ^¬ schleust. Das Verfahren kann sowohl als Rocken- als auch als Nassentrindung realisiert werden. Daneben existieren noch weitere mechanische Entrindungsverfahren (Hochdruckwasser- Entrinder etc.) .

Anlagen für Einstammentrindung sind meist Rotoraggregate, die als transportable Maschinen direkt im Wald durch die Forst ^¬ wirtschaft eingesetzt werden oder auch als stationäre Anla ^¬ gen, z.B. in Zellstoff- und Papierfabriken, zum Einsatz kommen. Hier wird jeder Stamm einzeln einem Schälwerkzeug mit rotierenden Messern, welches sich durch Verstellungen dem je- weiligen Durchmesser des Holzstammes anpassen kann, zugeführt und entrindet.

Bei allen mechanischen Entrindungsverfahren resultieren Probleme aus der Tatsache, dass zum Erreichen eines gewünschten Entrindungsgrades die Entrindung fortgesetzt werden muss, um die Rindenteile zu entfernen, die am stärksten an den Stämmen haften, obwohl die Stämme in diesem späteren Stadium des Entrindungsprozesses fast vollständig entrindet sind. Dies re ^¬ sultiert in Holzverlusten bei den bereits vollständig entrin- deten Teilen der Stämme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Vorbehandlung von Holzstämmen anzugeben, die gegenüber den bekannten Lösungen weniger Holzverluste aufweist und weniger Energie verbraucht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Vorrichtung mit zumindest einem luftdichten Gehäuse zur Aufnahme von Holzstämmen, das zumindest eine luftdicht verschließbare Öffnung aufweist, mit Mitteln zur Wechselwirkung des Gehäuses mit einem Unterdrucksystem sowie mit zumindest einer Zuführung, mittels der eine Flüssigkeit und/oder Dampf in das Gehäuse zuführbar ist.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zur Benet- zung von Holzstämmen mittels einer derartigen Vorrichtung mit zumindest den folgenden Schritten:

a) Zuführen zumindest eines Holzstammes in das Gehäuse, b) Absenken des Drucks innerhalb des Gehäuses, Zuführen einer Enzymlösung, deren Enzyme die Polymere in einer Kambiumschicht des zumindest einen Holzstammes auf brechen und/oder die Bindungen zwischen den Zellen der Kambiumschicht schwächen, in Form von Flüssigkeit

und/oder Dampf in das Gehäuse,

Entspannen des Drucks innerhalb des Gehäuses,

Ausleiten des zumindest eines Holzstammes aus dem Gehäu-

Dabei wird das Absenken des Drucks innerhalb des Gehäuses mittels des Unterdrucksystems, z.B. durch eine Vakuumpumpe oder andere Mittel, die einen Sog ausüben, erzielt. Die Ent ^¬ spannung des Drucks innerhalb des Mischgehäuses erfolgt auf Normaldruck (atmosphärischer Druck) , ein Aufbau von Überdruck ist nicht erforderlich. Die Mittel zur Wechselwirkung zwischen Gehäuse und Unterdrucksystem weisen u.a. natürlich Rohre und Ventile auf. Das Zuführen und Ausleiten der Holzstämme kann mittels eines Förderers erfolgen, der auch Bestandteil der Vorrichtung sein kann.

Bäume haben eine Kambiumschicht zwischen der Rinde und dem Holz. Die Zellen in diesem Teil haben eine geringere mechanische Festigkeit als die Zellen in irgendwelchen anderen Bereichen des Baums. Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Prinzip, dass, um die Bindung zwischen dem Holz und der Rinde zu schwächen, die Stämme vor der Entrindung mit Enzymen behandelt werden, wobei letztere die in den Zellen des Kambiums vorliegenden Polymere aufbrechen und/oder die Bindungen zwischen den Zellen schwächen. Dies hat den Effekt, dass der Widerstand gegen die Entfernung der Rinde reduziert wird, d.h. dass die Rinde leichter loslösbar gemacht wird. Dies erleich ^¬ tert die mechanische Entrindung und verringert den dafür not ^¬ wendigen Zeitbedarf.

Erfindungsgemäß wird ein Enzymnebel (aus Flüssigkeit und/oder Dampf) verwendet, um die mechanische Entrindung zu unterstüt ^¬ zen. Die Stämme werden dabei der Enzymbehandlung vor der Entrindung durch bekannte Methoden unterworfen. Wenn es ge- wünscht wird, kann die Enzymbehandlung natürlich auch nach einer (ersten) Entrindung durchgeführt werden, d.h. nachdem ein Teil der Rinde zuerst entfernt worden ist - wobei die erste Entrindung ebenso nach einer Enzymbehandlung durchge- führt worden sein kann -, woraufhin die Stämme einer Enzymbehandlung zur Schwächung der Bindungen zwischen dem Holz und den verbleibenden Rindenteilen unterworfen werden, um es so zu ermöglichen, dass die verbleibenden Rindenteile in einer zweiten Behandlung entfernt werden. Diese Behandlung kann aus einer mechanischen Behandlung oder einer anderen Art von Behandlung bestehen.

Die Enzymbehandlung selbst wird durch das erfindungsgemäße Verfahren realisiert, bei dem mittels Wechseldruckverfahren (Unterdruck und Entspannung auf atmosphärischen Druck) eine Benetzung des Kambiums erfolgt. Durch den im Gehäuse - der sogenannten Behandlungskammer - reduzierten Druck (Unterdruck) wird die Luft innerhalb der Rinde und des Kambiums zu ^¬ nächst entzogen. Anschließend dringt der Enzymnebel aufgrund des Druckausgleichs in die so erzeugten Bereiche mit niedri ^¬ gerem Gasdruck ein ( Innenbenetzung) und die Enzyme wirken direkt auf die Zellen des Kambiums ein. Durch einen geschlosse ^¬ nen Kreislauf kann nicht-verbrauchte kondensierte Enzymlösung wiederverwendet werden.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, mit weniger Ener ^¬ gie und größerer Genauigkeit die Rinde von den Stämmen derart zu entfernen, dass die Menge an Holzfasern, die mit der Rinde entfernt werden, minimiert wird. Die Tatsache, dass die Rinde in der anschließenden Entrindung leichter entfernt werden kann, verringert den Energiebedarf für die Entrindung. Ein höherer und gleichmäßigerer Grad der Entrindung wird erreicht. Weiterhin hilft die erfindungsgemäße Lösung bei der Reduzierung von Holzverlusten während der Entrindung infolge der Unterschiede im Entrindungswiderstand zwischen verschie ^¬ denen Stammhölzern oder Stämmen. In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung ist die zumindest eine Zuführung als eine oder mehrere Düsen ausgeführt. Auf diese Weise lässt sich die Flüssigkeit und/oder der Dampf besonders einfach in der Behandlungskammer verteilen, so dass eine gleichmäßige Benetzung der Holzstämme ermöglicht wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung das Unterdrucksystem als integralen Bestandteil auf. Hierdurch wird ein eigenständiger Druckwechsel-Benetzer für Holzstämme in kompakter Bauform ermöglicht, wobei bei ^¬ spielsweise bei den Mitteln zur Wechselwirkung Rohrlänge zwischen Gehäuse und Unterdrucksystem eingespart werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist dabei das Unterdrucksystem eine Wasserringpumpe zur Erzeugung von Unterdruck auf. Eine solche arbeitet effizient und hat sich vielfach bewährt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Verfahrensschritte b) , d) und optional c) zumindest einmal wiederholt. Durch die Wiederholung wird der Effekt, den die Enzyme auf das Kambium haben, weiter verstärkt. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die Aufzählung der Verfahrensschrit ^¬ te keine zwingende Reihenfolge darstellt, insbesondere kann natürlich Schritt c) auch vor Schritt b) erfolgen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Enzymlösung vor Zuführung in das Gehäuse erhitzt. Sind die Holzstämme jahreszeitlich bedingt gefroren, werden sie vor der Entrindung üblicherweise mit heißem Dampf behandelt, wo ^¬ bei hohe Gestehungskosten für die Dampferzeugung anfallen. Ohne diese Vorbehandlung würde dies zu erhöhtem mechanischem Verschleiß bei den Entrindungsmaschinen führen. Durch die Erhitzung der Enzymlösung dringt heiße Flüssigkeit und/oder heißer Dampf aufgrund des Druckausgleichs in die so erzeugten Bereiche mit niedrigerem Gasdruck ein ( Innenbenetzung) und bewirkt effektiv das Auftauen der Rinde, wobei „heiß" im Sin ^¬ ne der Erfindung zumindest 40°C und vorteilhafterweise eine Temperatur von mehr als 60°C bedeutet. Dies erleichtert also die anschließende mechanische Entrindung und verringert den dafür notwendigen Zeit- und damit Energiebedarf weiter. Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläu ^¬ tert. Die Figur zeigt: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem luftdichten Gehäuse 2, in das zumindest ein Holzstamm 3 durch eine luftdicht ver- schließbare Öffnung 4 eingeführt werden kann. Dies kann bei ^¬ spielsweise durch einen nicht dargestellten Förderer (oder auch ein Förderband) erfolgen, der (oder das) auch zumindest teilweise Bestandteil der Vorrichtung 1 sein kann. Die Öff ^¬ nung 4 kann, z.B. durch einen Schieber, verschließbar sein.

Zur Erzeugung von Druckwechseln im Gehäuse 2 weist die Vorrichtung 1 Mittel 5 zur Wechselwirkung des Gehäuses 2 mit einem Unterdrucksystem 6 auf, in dem der Unterdruck beispielsweise durch eine Wasserringpumpe 8 erzeugt wird.

Ist der Baumstamm 3 in die Behandlungskammer 2 verbracht worden, wird durch das Unterdrucksystem 6 zumindest einmal ein Unterdruck im Gehäuse 2 erzeugt, der anschließend wieder ent ^¬ spannt wird. Davor oder dazwischen wird über Zuführungen 7 (im in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel als Düsen ausgeführt) eine Enzymlösung als Flüssigkeit und/oder Dampf (z.B. als Enzymnebel) in die Kammer 2 eingebracht. Durch den sich in der Behandlungskammer 2 - ggf. zyklisch - verändernden Druck (Unterdruck) wird die Luft innerhalb der Rinde und des Kambiums zunächst entzogen. Anschließend dringt der En ^¬ zymnebel aufgrund des Druckausgleichs in die so erzeugten Be ^¬ reiche mit niedrigerem Gasdruck ein ( Innenbenetzung) , wobei die Enzyme die in den Zellen des Kambiums vorliegenden Poly- mere aufbrechen und/oder die Bindungen zwischen den Zellen schwächen. Dies hat den Effekt, dass der Widerstand gegen die Entfernung der Rinde reduziert wird, d.h. dass die Rinde leichter loslösbar gemacht wird. Dies erleichtert die mecha ^¬ nische Entrindung und verringert den dafür notwendigen Zeitbedarf .

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Benetzung von Holzstämmen. Um eine Lösung für die Vorbehandlung von Holzstämmen anzugeben, die gegenüber den bekannten Lösungen weniger Holzverluste aufweist und weniger Energie verbraucht, wird vorgeschlagen, die Holzstämme in ein luftdichtes Gehäuse zu verbringen, innerhalb des Gehäuses mittels eines Unterdrucksystems den Druck abzusen ^¬ ken, eine Enzymlösung, deren Enzyme die Polymere in einer Kambiumschicht des zumindest einen Holzstammes aufbrechen und/oder die Bindungen zwischen den Zellen der Kambiumschicht schwächen, in Form von Flüssigkeit und/oder Dampf in das Gehäuse über dafür vorgesehene Zuführungen einzuleiten, den Druck im Gehäuse wieder zu entspannen und die Holzstämme aus dem Gehäuse auszuleiten.