Projekt 18544/01

Entwicklung eines mehrstufigen Anlagenverfahrens zur Verarbeitung von Restholz zur Erzeugung von hochwertigen OSB-Spänen für die Herstellung von OSB-Platten (Spanplatten aus großflächig orientierten Spänen)

Projektträger

AB Anlagenbau GmbH
33649 Bielefeld

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Projektziel war die Entwicklung eines mehrstufigen Anlagenverfahrens zur Verarbeitung von Restholz zur Erzeugung von hochwertigen OSB-Spänen für die Herstellung von OSB-Platten. Dazu war die Maschinentechnik zur definierten Vorzerkleinerung von Schwach- bzw. Gebrauchtholz zu entwickeln. Es sollten auch die Voraussetzungen geschaffen werden, gebrauchtes Holz so zu konditionieren, dass es mit Messingringzerspanern zu OSB-Spänen verarbeitet werden kann. Mit dem Projekt konnte für Altholz und schwer absetzbare Schwachholzsortimente eine besonders hochwertige Verwertungsschiene eröffnet werden. Zudem vermindert sich die Verwendung von Frischholz. Neben der Schonung von Ressourcen waren Möglichkeiten zur Einsparung von bis zu 70 % der Trocknungsenergie Anlass für dieses Pro-jekt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFür das Verfahren wurden folgende Verarbeitungsstufen vorgesehen:
- Vorzerkleinerung in definierten Durchmesserbereichen mit exakten Kantenabmessungen;
- Restentrindung und Rindenauslese;
- Lagengenaue Zuführung in Faserrichtung in einen OSB-Messingringzerspaner sowie Adaptierung an den Zerspaner zur Erzeugung definierter OSB-Späne;
Der Messingringzerspaner selbst war nicht Entwicklungsgegenstand dieses Projektes.
Im Arbeitsschritt Systementwicklung/Vorversuche wurden die Verfahrensschritte ausgelegt und aufeinander abgestimmt. Es wurden Funktionsmuster gebaut und erprobt.
Es folgte die Entwicklung, der Bau und die Optimierung von Hacker und weiteren Systemkomponenten als Prototyp. Hacker und Systemkomponenten wurden in Versuchen getestet. Dabei konnte das System auch in einer Linie erprobt werden. In die Erprobung wurde ein bekannter OSB-Hersteller eingebunden.
Es erfolgte ein Produktionsgroßversuch, in dem die mit dem neuen Verfahren hergestellten Strands zerspant und dann zu OSB-Platten verarbeitet wurden. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt war die Darstellung und Veröffentlichung von Projektergebnissen, die sowohl auf Messen als auch mit Fachartikeln erfolgte.


Ergebnisse und Diskussion

Der Grundgedanke der neuen zweistufigen Stranderzeugung für die OSB-Herstellung war die Kostenreduzierung durch Nutzung kostengünstiger Holzressourcen. Es sollte eine Möglichkeit geschaffen werden, Rohstoffe zu nutzen, die bei der konventionellen OSB-Technik nicht genutzt werden können. So sind es Ressourcen wie Recyclingholz, die den Frischholzeinschlag reduzieren sollen. Mit Hilfe des mehrstufigen Anlagenverfahrens soll den engen Holzspezifikationen der bestehenden Technik begegnet werden. Es entstand das zweistufige Anlagenverfahren mit dem Trommelhacker Typ HRL/OSB in der 1. Stufe und dem Messerringzerspaner Typ MSF in der 2. Stufe zur Erzeugung von hochwertigen OSB-Spänen (Strands) für die Herstellung von OSB-Platten.
Auch bei der Spanplattenherstellung wurden anfangs ausschließlich entrindete Rundhölzer eingesetzt. Es wurde der Begriff der Spankultur geprägt. Jedoch zwangen die Kosten auch die Hersteller zu einem Umdenken. Diese Tatsache und das wachsende Umweltbewusstsein bewirkten einen stetig zunehmenden Althölzeranteil in der Spanplattenproduktion.
Ein ähnliches Szenario zeichnet sich auch im Bereich OSB ab. So stellt sich auch hier die Frage, ob noch andere Holzsortimente und Holzressourcen in Frage kämen. Warum sollen nicht auch in der OSB-Produktion Altholz der Kategorie A1 oder Krüppel- und Schwachholz eingesetzt werden?
Firma B. Maier Zerkleinerungstechnik GmbH stellte auf der Ligna 2001 das zweistufige Verfahren zur Erzeugung von Strands vor. Anfänglich noch skeptisch belächelt führte B. Maier diese Gedanken weiter und entwickelte einen speziell angepassten Trommelhacker HRL/OSB und den Maier Strand Flaker MSF.
Das Ziel der Zweistufigkeit ist die Nutzung anderer, für diesen Bereich vorher nicht nutzbarer, Rohstoffe. Es sollen neue Rohstoffe bzw. Holzsortimente für den Bereich OSB (strukturorientierte Holzwerkstoffe) wie zum Beispiel Recyclingholz genutzt werden. Auch soll die neue zweistufige Verfahrenstechnologie geeignet sein, bestehende als auch neue Anlagen auszurüsten. Die flexible Anlagenkonzeption ermöglicht es ferner, neuartige Plattentypen (z.B. OSB mit feiner Deckschicht etc.) herzustellen. Derartige Projekte sind nicht nur in Deutschland, sondern auch im Ausland vorhanden.
Die 3 ½-jährige Entwicklung mit vielen unterschiedlichen Holzarten und Holzsortimenten zeigte, welches Potenzial vorhanden ist und welche Anforderungen speziell an den OSB-Hacker gestellt werden müssen. Der Schwerpunkt dieses Projektes ist die Entwicklung der 1. Stufe des mehrstufigen OSB-Anlagenverfahrens, dem OSB-Trommelhacker. In dieser Verarbeitungsstufe werden aus dem Holzwerkstoff die OSB-Chips (Hackschnitzel) produziert. Die optimierten Maschinenparameter und dazugehörigen Laboruntersuchungen hatten somit direkten Einfluss auf die 2. Stufe, den Zerspaner. Während des gesamten Projektes wurde diese Schnittstelle immer wieder betrachtet und überprüft.
Im Februar 2003 vollzog man einen großen Schritt. Es wurde ein Großversuch im industriellen Maßstab auf dem Werksgelände eines bekannten OSB-Herstellers durchgeführt. Das Ziel dieses industriellen Versuchs war die Produktion einer OSB-Platte mit den von der Firma B. Maier hergestellten Strands. Der Industrieversuch sollte und konnte die Entwicklung des zweistufigen OSB-Verfahrens mit hervorragenden Platteneigenschaften mit den Plattenanforderungen OSB/3 bzw. OSB/4 abrunden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Symposien: (Präsentation Dipl.-Ing. Robert Loth)// Deutschland, Bremen, 26. MOBIL Holzwerkstoff-Symposium, 13.09.02 // USA,Pullman, Pullman Symposium, 06.-08.04.04 // Kanada, Niagara, OSB World Symposium, 18.-19.05.04 // Deutschland, Hannover,Europäisches Holzwerkstoff-Symposium, 15.-17.09.04 // UK, Bangor, 8th European Panel Products Symposium, 13.-15.10.04 // China, Chengdu, OSB Forum, 23.-24.09.04
Messen: Ligna 2001, Deutschland, Hannover, 21.-25.05.01 // Ligna+ 2003, Deutschland, Hannover, 26.-30.05.03 // China, Peking ,Chinawood , 02.-05.03.0 4// W.M. Fair, 07.-10.03.04 // Italien, Mailand, Xylex-po, 26.-30.05.04


Fazit

Die mechanischen Eigenschaften eines OSB-Holzwerkstoffes mit zweistufig hergestellten Strands entsprechen den konventionell hergestellten OSB-Holzwerkstoffen. Dieses geht aus zahlreichen Laboruntersuchungen von Plattenmustern hervor. Auch der im industriellen Maßstab angelegte Großversuch konnte diese Ergebnisse bestätigen. OSB-Platten können mit dem neuen Verfahren aus einem breiten Holzsortiment hergestellt werden, das auch Schwachhölzer und Althölzer umfasst.
Die Entrindung des Holzes wurde in diesem Projekt nicht vollständig gelöst. Die Rinde wird jedoch beim Hacken vom Holz abgelöst und kann später größtenteils abgesiebt werden. Hier besteht noch weiteres Entwicklungspotenzial, um Qualität und Ausbeute der OSB-Späne zu steigern.