[01] Zur Behandlung von Substraten sind Perkulatoren und Kneter bekannt. Mit Per- kulatoren werden Partikel oder Stoffe aus einem stehenden Substrat ausgewaschen und in einem Kneter wird ein Substrat bei hoher Stoffdichte umgewälzt.

[02] Beide Verfahren dienen dazu, ein Substrat zu behandeln. Diesen Behandlungsverfahren liegen jeweils unterschiedliche Zielsetzungen zu Grunde.

[03] Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, beide Verfahren in nur einer Vorrichtung zu realisieren.

[04] Die Aufgabe wird mit einem Kneter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

[05] Im Unterschied zu bisherigen, bekannten Perkolatoren wird ein vom Grundkonzept her bekannter Kneter als Perkolator eingesetzt. Dieser Kneter hat einen Reaktionsraum und Bodenbleche mit Durchlässen. Im Reaktionsraum wird das Substrat mit einer Spirale oder Wendel umgerührt. Dabei wälzen vorzugsweise Schaufeln das Substrat so um, dass es geknetet wird Dabei wird der Wassergehalt so eingestellt, dass die Masse geknetet wird. Das Substrat ist dafür eine halbfeste Masse, die wie ein Teig vermischt und verformt wird. Während des Knetens wird das Substrat, zum Beispiel als Masse aus Reststoffen und Zusatzstoffen, mit Wasser besprüht oder beträufelt, sodass das Wasser die Zusatzstoffe ausspülen kann und mit dem Perkolat den Kneter verlässt.

[06] Dies hat zur Folge, dass es

- gleichzeitig mit der Perkolation zu einer intensiven Knetung bei extrem hoher Stoffdichte und

Bestätigungskopie - zu einer ebenso intensiven Umwälzung kommt.

[07] Hierdurch wird das zu behandelnde Substrat nicht statisch behandelt. Bei der bekannten statischen Behandlung perkoliert das Perkolationsmedium ungerichtet und zufällig durch vorhandene Poren bzw. Kanäle. Erfindungsgemäß wird dynamisch bewässert und das Perkolationsmedium wird an den Perforationen der Bodenbleche vor- beigeführt, sodass je Zeiteinheit sehr viel mehr hoch angereichertes Perkolat anfallt.

[08] Gegenüber dem bisher in den bisherigen Anmeldungen des Anmelders offenbarten Knetern kommen deutlich kleinere (nahezu beliebig kleine z.B. zur Gewinnung von Salzen bekannte Öffnungen) Perforationen (Löcher, Langlöcher, Schlitze usw.) zum Einsatz, da das Abtrennen von Partikeln (feste oder gelöste) bei der Perkolation auf sehr kleine Stoffe abzielt - als Beispiel sei hier Gips aus Gipskartonresten oder Schlamm aus den sogenannten Fangstoffen der Altpapieraufbereiter genannt, aber auch Lebensmittelreste (z.B. Säfte) aus Flüssigkarton. Durch die Bestückung des Kneters mit sehr kleinen Löchern fungiert er dabei im Vorfeld bzw. bei der Beladung als Eindicker. Der wirksame Durchmesser der Öffnungen im Lochblech liegt dabei beispielsweise unter 0,1 mm und vorzugsweise unter 0,01 mm. Der Lochdurchmesser kann aber je nach Anforderung auch größer sein. Die Löcher müssen nicht unbedingt kreisrund sein und sie können beispielsweise auch länglich sein. Der wirksame Durchmesser der Öffnungen besagt, dass eine Kugel mit diesem Durchmesser auf dem Lochblech liegen bleibt und eine Kugel mit einem kleineren Durchmesser das Lochblech passieren kann.

[09] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist ein Perkolator mit geteilter Perforationszone: Bei der Gewinnung von Faserstoff aus Papierabfallen wie z. B. Spuckstoff werden in einem ersten Prozessschritt durch Perkolation über sehr kleinen Löchern die störenden Mikro-Verunreinigungen (Stichwort: „Mikroplastik“) abgetrennt, die mit den üblichen Reinigungsaggregaten der Papierherstellung (sog. Schlitzsortie- rem) nicht abgetrennt werden können, da sie zu klein sind. [10] Im zweiten Prozessschritt wird dann über deutlich größeren (aus der üblichen Faserstoffabtrennung bekannten) Löchern der vom Kneter zerfaserte Faserstoff gewonnen. Dieser ist dann frei von großen sowie Mikropartikeln, die zuvor per Perkolation abgesondert wurden. Die Partikel mittlerer Größe würden dann vom Schlitzsortierer abgewiesen werden (mit Schlitzweiten von z.B. 0,15 mm).

[11] Diese zwei Prozessschritte können im gleichen Behälter oder in nacheinander verwendeten Behältern durchgeführt werden.

[12] Außerdem kann durch das Kneten bei extrem hoher Stoffdichte im Substrat vorhandenes BSB-haltiges Wasser (z.B. bei Lebensmittelresten, Gras, Laubwerk oder sonstigen Einjahrespflanzen) in einem ersten Schritt vor der eigentlichen Perkolation ohne Zusatzwasser direkt herausgepresst werden - zur Gewinnung eines hochkonzentrierten Perkolats z.B. für die Vergärung und einer Faserfraktion für die Papierbranche.

[13] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf das Substrat ein Lösungsmittel gegeben, um es zu perkolieren und das Substrat wird gleichzeitig geknetet.

[14] Dabei kann das Lösungsmittel hydrophil sein. Hierfür können Wasser, Alkohol etc. eingesetzt werden. Das Lösungsmittel kann aber auch hydrophob sein. Hierfür können Öle, ölige Lösungsmittel, organische Lösungsmittel, Xylol, Benzol etc. eingesetzt werden. Außerdem können hydrophile und hydrophobe Lösungsmittel auch nacheinander eingesetzt werden.

[15] Das Lösungsmittel kann heiß sein und eine Temperatur von über 80 °C haben. Auch die Verwendung von gesättigtem oder ungesättigtem Dampf ist je nach Anwendungsfall vorteilhaft.

[16] Als Substrat werden bevorzugt Papierstoffe, Lebensmittel und Lebensmittelreste, pflanzliche Stoffe wie beispielsweise Gras oder Blätter etc. eingesetzt. Besonders gute Erfahrungen wurden mit Gipskartonplatten gemacht. Hierbei werden die Platten oder Plattenstücke im Kneter zerkleinert und zu einem gekneteten Substrat. Mit dem Lösungsmittel können Gipswasser, Gipsschlamm und Faserstoffe dem Substrat entzogen werden. Der Prozess kann kontinuierlich geführt werden. Vorteilhaft ist es jedoch in vielen Fällen, den Prozess als Batch verfahren zu fuhren und im Perkolator Stoffe gezielt zu entfernen und danach den Rest des Substrates dem Kneter zu entnehmen. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Reaktionsraum des Kneters im Boden und/oder einer Seitenwand des Reaktionsraumes eine verschließbare Öffnung aufweist, die direkt ohne Lochblech und ohne Wendel aus dem Reaktionsraum führt, sodass bei einem Batchverfahren oder nach einer längeren Zeit eines kontinuierlichen Verfahrens der Rest des Substrates aus dem Reaktionsraum entnommen werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn das Substrat mit Schaufeln geknetet wird und mit den Schaufeln aus dem Reaktionsraum herausgefördert wird.

[17] Über Kammern, die an die Lochbleche im Boden oder den Seitenwänden des Reaktionsraumes anschließen, kann Lösungsmittel in den Reaktionsraum gefordert werden, um die Perkolation zu unterstützen. Das Lösungsmittel kann aber auch ausschließlich durch diese Lochbleche dem Substrat zugeführt werden.

[18] Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt die

Figur 1 eine schräge Draufsicht auf einen Kneter und

Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des in Figur 1 gezeigten Kneters.

[19] Der in den Figuren gezeigte Kneter 1 ist wie ein offener Kessel ausgebildet. Er hat im Inneren einen Reaktionsraum 2, in dem ein Rührer 3 mit Schaufeln 4, 5 (nur exemplarisch beziffert) angeordnet ist. Der Reaktionsraum 2 des Kneters 1 hat einen Wandbereich 6 und einen schüsselartigen Boden 7, in dem Lochbleche 8 bis 13 (nur exemplarisch beziffert) angeordnet sind. Diese Lochbleche sind konzentrisch um eine zentrale Achse 14 angeordnet. Diese zentrale Achse 14 ist diejenige Achse des Rührers 3, um die die Schaufeln 4, 5 angeordnet sind. Die Schaufeln 4, 5 können somit das Sub- strat (nicht gezeigt) über die Lochbleche 10 bis 13 schieben oder an den Lochblechen 8, 9 entlangfuhren.

[20] Die Lochbleche 8 bis 13 können auf jeweils unterschiedlichen Umfangsringen um die zentrale Achse 14 gleiche oder auch unterschiedliche Lochdurchmesser aufweisen. Im Ausfuhrungsbeispiel sind drei Lochblechringe radial aneinander anschließend mit unterschiedlichen Lochdurchmessem gezeigt. Jeweils ein Ring an Lochblechen begrenzt auf einer Seite des Bleches den Reaktionsraum 2 und an der anderen Seite begrenzt das Blech eine Kammer, durch die ein Medium dem Reaktionsraum zugefuhrt oder aus dem Reaktionsraum abgefuhrt werden kann. Das Ausführungsbeispiel zeigt radial weit äußere Lochbleche 8, 9, die in eine offene ringförmige Kammer 15 fuhren, die Auslässe 16 aufweist. Radial etwas weiter innen angeordnet ist ein Ring mit Lochblechen 12, 13, die einerseits mit dem Reaktionsraum 2 und andererseits mit einer Kammer 17 in Verbindung stehen. Die radial am weitesten innenliegende ringförmige Reihe an Lochblechen 10, 11 steht einerseits mit dem Reaktionsraum 2 und andererseits mit der Kammer 18 in Verbindung.

[21] Das Ausführungsbeispiel zeigt drei Lochblechringe. Verständlicherweise können auch mehr oder weniger Lochblechringe vorgesehen sein. Diese Lochblechringe können mit einer oder mehreren Kammern in Verbindung stehen, um Medium dem Reaktionsraum zuzufuhren oder aus dem Reaktionsraum abzuführen. So kann das Lösungsmittel über die Kammern und die Lochbleche dem Reaktionsraum zugefuhrt werden und es kann mit Partikeln, wie beispielsweise Fasern oder Gips, aus dem Reaktionsraum abgefuhrt werden. Auf eine Bewässerungseinrichtung 19 oberhalb des Reaktionsraums 2 kann je nach Verfahrensfuhrung auch verzichtet werden.

[22] Die Lochbleche können mit unterschiedlichen Lochdurchmessem und unterschiedlichen Lochmengen pro Fläche sowie mit unterschiedlichen Lochformen ausgebildet sein, um durch unterschiedliche Kammern 15, 17 und 18 unterschiedliche Medien zu- und abzuführen. Jede Kammer hat einerseits eine Verbindung zum Reaktionsraum 2 und andererseits mindestens eine weitere Öffnung 16, über die ein Medium aus der Kammer abgeführt oder der Kammer zugeführt werden kann.

[23] Der Rührer 3 des Kneters 1 dient dazu, im Reaktionsraum 2 das Substrat zu kneten. Vorteilhaft ist hierfür ein Rührer mit einer zentralen Achse 14 und sich hierzu radial erstreckenden Schaufeln 4, 5. Um vor allem im radial äußeren Bereich mit den Schaufeln 4, 5 das Substrat zu kneten, kann der Rührer 3 einen Mittelbereich 20 aufweisen, der als Platte oder als vorzugsweise sich in den Reaktionsraum erstreckender Kegel ausgebildet ist. Ein Kegel drängt das Substrat nach radial außen und eine Platte sorgt für ein großes Volumen des Reaktionsraumes 2. Das Mittelteil hat vorzugsweise einen Radius RI, der größer ist als der Radius R2 der Schaufeln 4, 5.

[24] Damit das perkolierte, ausgelaugte Substrat nach seiner Behandlung einfach aus dem Reaktionsraum 2 herausgenommen werden kann, weist der Kneter 1 an seiner Wand 6 eine Klappe 21 auf. Wenn diese Klappe 21 geöffnet ist, dann schieben die Schaufeln 4, 5 des Rührers 3 das Substrat aus dem Reaktionsraum 2. Somit ist keine Schnecke mehr notwendig, die in den Reaktionsraum hineinragen müsste, um das geknetete halbfeste oder nach der Behandlung sogar noch fester gewordene Substrat aus dem Reaktionsraum 2 zu entnehmen. Die Klappe 21 hat zumindest eine nach außen aufschwingende Flügeltüre. Wenn sie geschlossen ist, ist dort eine Wand oder ein Siebblech, und wenn sie offen ist, wird dort das Substrat mit den Schaufeln 4, 5 aus dem Reaktionsraum 2 geschoben.