Die Hauptbestandteile von Kokosnussschalen sind Zellulose und Lignin. Der hohe Ligningehalt sorgt dafür, dass die Fasern außergewöhnlich fest miteinander verbunden sind – dies ist der grundlegende Grund dafür, dass Kokosnussschalen hart in der Struktur und hoch in der Zähigkeit sind. Diese Eigenschaft macht Kokosnussschalen für einen natürlichen Abbau ungeeignet, verleiht ihnen jedoch gleichzeitig einen einzigartigen Wert als industrieller Rohstoff.
Gegenwärtig gibt es für Kokosnussschalen im Wesentlichen drei Richtungen der stofflichen Verwertung: Nach der Karbonisierung und Aktivierung werden Kokosnussschalen zu Aktivkohle mit gut ausgebildeten Mikroporen verarbeitet, die für die Wasseraufbereitung, die Goldrückgewinnung und als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren eingesetzt wird; durch Pyrolyse oder direkte Verbrennung werden Kokosnussschalen in Biokohle, Bioöl und brennbares Gas umgewandelt oder direkt als Ersatzbrennstoff für Biomassekraftwerke genutzt; nach entsprechender Behandlung können Kokosnussschalen als Faser- und Verbundwerkstoffe verwendet werden, etwa für Matratzen, Bauplatten, gärtnerische Kultursubstrate sowie als Füll- und Verstärkungsmaterial für biologisch abbaubare Kunststoffe.
Unabhängig davon, welcher Weg gewählt wird, stehen Kokosnussschalen vor dem Eintritt in die Kernverarbeitungsanlagen vor demselben Problem: Rohe Kokosnussschalen sind groß, unregelmäßig geformt und sehr hart; eine direkte Beschickung führt zu ungleichmäßiger Erwärmung, Verstopfungen oder erhöhtem Verschleiß der nachgeschalteten Anlagen. Daher ist die Vorbehandlung ein unverzichtbarer Schritt am Anfang des gesamten Recyclingprozesses.
Kernanforderungen der Vorbehandlung: Auf welche Korngröße sollten Kokosnussschalen zerkleinert werden?
Verschiedene nachgelagerte Prozesse stellen klare Anforderungen an die Korngröße der zerkleinerten Kokosnussschalen:
Karbonisierung für Aktivkohle: Die Kokosnussschalen müssen auf Partikel von 3–10 mm oder Flocken von 2–3 cm gemahlen werden
Biomassebrennstoff/Stromerzeugung: Die Kokosnussschalen müssen auf 10–30 mm zerkleinert werden
Fasergewinnung: Die Kokosnussschalen müssen zunächst erweicht, zerkleinert und granuliert werden, wobei an die endgültige Form spezifische Anforderungen gestellt werden
Bodenverbesserung/gärtnerisches Substrat: Die Kokosnussschalen müssen auf 20–50 mm zerkleinert werden
Eine ungleichmäßige Korngröße ist das häufigste Problem bei der Vorbehandlung. Wenn die Größe der zerkleinerten Kokosnussschalen zu stark schwankt, werden feine Partikel im Karbonisierungsofen überkarbonisiert, während große Partikel unterkarbonisiert bleiben, was sich direkt auf die Jodzahl und die Festigkeit der fertigen Aktivkohle auswirkt. Daher besteht die Kernaufgabe der Zerkleinerungsanlagen darin, eine gleichmäßige und kontrollierbare Austragskorngröße zu gewährleisten.
GEP ECOTECH-Lösung zur Vorbehandlung von Kokosnussschalen: Vorzerkleinerung mit dem Doppelwellenzerkleinerer + Feinzerkleinerung mit der Hammermühle
Ganze Kokosnussschalen weisen eine hohe Härte auf. Der direkte Einsatz einer Hochgeschwindigkeits-Hammermühle führt zu einem schnellen Verschleiß der Hämmer, und zugleich kommt es aufgrund der unregelmäßigen Form der Kokosnussschalen bei instabiler Beschickung leicht zu Materialblockaden. Angesichts dieser Materialeigenschaften bietet GEP ECOTECH eine vollständige Anlagenkombination von der Vorzerkleinerung bis zur Feinzerkleinerung.
Erste Stufe: Vorzerkleinerung mit dem Doppelwellenzerkleinerer. Der GD Series Doppelwellenzerkleinerer arbeitet nach dem Prinzip der Scherzerkleinerung mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment. Durch zwei gegenläufig rotierende Messerwellen werden die Kokosnussschalen gerissen, gequetscht und geschert. Dieses Zerkleinerungsverfahren ist gut an ganze Kokosnussschalen, halbe Schalen sowie Kokosnussschalen mit geringen Verunreinigungen angepasst. Die Austragsgröße wird üblicherweise auf 50–200 mm eingestellt, wodurch ein gleichmäßiges Zwischenprodukt für die anschließende Feinzerkleinerung oder die direkte Karbonisierung bereitgestellt wird. Um der Härte und Zähigkeit der Kokosnussschalen gerecht zu werden, bestehen die Messer der GD-Serie aus importiertem legiertem Stahl mit hoher Verschleiß- und Schlagfestigkeit; sie können durch Auftragschweißen instand gesetzt und wiederverwendet werden, was niedrige Wartungskosten und eine bequeme Wartung ermöglicht.
Zweite Stufe: Die vorzerkleinerten Kokosnussschalenpartikel gelangen in die Hammermühle der GXB-Serie und werden dort weiter auf die Zielkorngröße verarbeitet. Die GXB Series Hammermühle ist mit einem Rotor mit hohem Trägheitsmoment und einem Sieb mit großer Fläche ausgestattet. Durch den Wechsel der Sieböffnung lässt sich die Austragsgröße anpassen (10 mm, 20 mm, 30 mm usw.), wodurch unterschiedliche nachgelagerte Anforderungen wie Karbonisierung und Brennstoffaufbereitung erfüllt werden; die Mühle eignet sich für verschiedene Anwendungsszenarien mit vergleichsweise strengen Anforderungen an die Korngröße.
Der Vorteil dieses kombinierten Verfahrens von GEP ECOTECH besteht darin, dass in der Vorzerkleinerungsstufe das niedertourige Scheren die Hochgeschwindigkeits-Schlagwirkung ersetzt, wodurch der Messerverschleiß und die Staubentstehung erheblich verringert werden; die Feinzerkleinerungsstufe erfolgt auf der Grundlage eines bereits homogenisierten Materials, was eine hohe Zerkleinerungseffizienz und einen gleichmäßigen Austrag zur Folge hat. Gleichzeitig sind die Zerkleinerungsanlagen von GEP ECOTECH mit einem intelligenten Steuerungssystem ausgestattet, das Fernüberwachung und Ferndiagnose unterstützt; es überwacht den Betriebszustand der Anlagen in Echtzeit, ermöglicht Fehlerwarnungen und Verbundsteuerungen, reduziert ungeplante Stillstandszeiten und verringert die Auswirkungen wartungsbedingter Ausfälle auf die kontinuierliche Produktion.
Wenn Sie ein Projekt zur Verwertung von Kokosnussschalen planen und die Vorbehandlungsanlagen entsprechend den spezifischen Eigenschaften Ihres Rohmaterials und den angestrebten Produkten auswählen müssen, wenden Sie sich gerne an das technische Team von GEP ECOTECH, um maßgeschneiderte Zerkleinerungslösungen und Empfehlungen zur Anlagenauswahl zu erhalten. Wir können außerdem einen Probebetrieb mit Ihrem Material organisieren, um an realen Anlagen zu prüfen, ob Zerkleinerungsergebnis und Austragskorngröße Ihren Prozessanforderungen entsprechen.
