Feinschneiden
Ein Überblick über Rezyklate, Agglomerate und Regranulate
Was sind Zellulose?
Zellulose ist die häufigste an der Erdoberfläche vorkommende organische Substanz, die wichtigste Gerüstsubstanz der pflanzlichen Zellwände. Zellulose ist ein bedeutender organischer Rohstoff. In unterschiedlichen Faserlängen oder Pulverfeinheiten findet er Verwendung bei der Papier- und Pappeherstellung, als Saugfaser bei der Herstellung von Babywindeln, als Füllstoff und Trägerstoff oder Konsistenzgeber, in der Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie, in der Kunststoff- und Gummiindustrie, bei der Herstellung von Schweißelektroden und als Filterhilfsmittel. Zum anderen wird Zellulose verwendet als wichtiger Chemiegrundstoff für Zellulosederivate, d.h. in regenerierter Form als Zelluloseacetat, Methylzellulose, Nitrozellulose etc., zur Herstellung von Kunststoffen, Folien, Lacken, Klebstoffen, Textil- und Papierhilfsmittel, Viskose und bei der Erdölförderung.
Als Rohstoff für die Zellulosegewinnung dient hauptsächlich Holz. Als zweitwichtigster Rohstofflieferant für die Herstellung von Zellulose dient Baumwoll-Linters, das sind die kleinen Abfallhäärchen der Baumwollnuß, die auf den Baumwollplantagen in großen Mengen anfallen und die einen Zellulosegehalt von 95 % aufweist. Als weitere Rohstoffe dienen Flachs, Hanf, Ramie und Jute.
Holz wird für die Zelluloseherstellung zunächst entrindet und zu Hackschnitzel zerkleinert. Durch anschließende Behandlung im Kocher mit einer geeigneten Chemikalienlösung, die meist bei höherer Temperatur unter Druck erfolgt, wird der größte Teil des im Holz enthaltenen Lignins sowie ein Teil der Hemicellulose (im Zellgerüst eingelagerte Stoffe) aus dem Holz entfernt. Dies führt zu einer vollständigen Auflösung des Faserverbandes oder, unter milderen Bedingungen, zu einer so starken Erweichung, dass die Fasern ohne Beschädigung auf mechanischem Wege mit Druckrefinern voneinander getrennt werden können. Im ersten Fall spricht man von Vollzellstoffen, im zweiten von Halbzellstoffen. Man unterscheidet bei der Zelluloseherstellung je nach Chemikalieneinsatz das Sulfit-, das Natron- oder das Sulfatverfahren.
Feinmahlen von Zellulose
Für spezielle Anwendungsgebiete muss Zellulose pulverisiert werden.
Pulver-Zellulose ist weiß, geschmacks- und geruchlos, wasserunlöslich, kalorienfrei und zeigt ein inertes Verhalten. Pulver-Zellulose wird in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt als Ballaststoffkonzentrat, als kalorienfreier, körpergebender Inhaltsstoff, sowie als technologischer Hilfsstoff. So wird Pulver-Zellulose in Molkereiprodukten als Verdickungsmittel und Stabilisator eingesetzt. Bei Gewürzen zugegeben, verbessert Pulver-Zellulose durch die Kapillareffekte die Stabilität der Aromen. In Wurstwaren bindet Pulver-Zellulose Wasser und Fett und trägt zu einer Verbesserung der Textur und des Schnittbildes bei. Ferner findet Pulver-Zellulose eine breite Anwendung bei der Herstellung der verschiedenen Zelluloseether.
Zur Herstellung von Pulver-Zellulose wird im allgemeinen auf Blatt- oder Rollenzellulose zurückgegriffen. Aber auch Ballenzellulose und Blattpakete kommen zum Einsatz. Die Aufbereitung erfolgt ein- oder zweistufig in Abhängigkeit vom Aufgabeprodukt und der geforderten Durchsatzleistung.
Neben der Form und Beschaffenheit der Rollen und Bögen ist für die Auswahl einer Zerkleinerungsmaschine zum Feinmahlen von Zellulose die Holzart und das Verfahren nachdem sie hergestellt wurde von Bedeutung. Kurz- oder langfaserige Zellulosearten verhalten sich beim Vermahlen sehr unterschiedlich.
Soll Rollen-Cellulose direkt zu Pulver-Zellulose zerkleinert werden, kommen Präzisions-Schneidmühlen mit horizontalem Einzugssystem zum Einsatz. Die Rollen-Zellulose wird dabei der Präzisions-Schneidmühle mit exakt definierter Geschwindigkeit einem rotierenden Vielmesser-Rotor zugeführt.
Was sind Zellulose?
In der Präzisions-Schneidmühle erfolgt die Zerkleinerung zwischen im Gehäuse angeordneten Statormessern und den Messern eines offenen Vielmesserrotors. Zellulose der gewünschten Korngröße wird durch die Öffnungen des im Maschinenunterteil angeordneten Siebeinsatzes ausgetragen. Gröberes Material verbleibt im Schneidraum, bis es die gewünschte Partikelgröße erreicht hat. Meist kommen im Siebeinsatz Sieblochungen von 0,1 bis 0,8 mm Rundlochung und Conidursiebe zum Einsatz. Gute Erfahrungen liegen auch mit sogenannten Sandwichsieben vor, welche bei gleicher Durchgangsgröße eine höhere freie Siebfläche als Rundlochsieb aufweisen.
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Die Durchsatzleistung einer Präzisions-Schneidmühle hängt in erster Linie von der gewählten Siebeinlage und damit der Korngröße ab, außerdem von der Messeranzahl sowie von der Rotordrehzahl der Maschine.
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