XXVIII. Ueber Holzschleiferei zur Herstellung von Holzmasse für die Papierfabrication; von B. Käßner, Civilingenieur in Leipzig. Aus der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1871, Bd. XV S. 499. Mit Abbildungen auf Tab. II. Käßner, über Holzschleiferei zur Herstellung von Holzmasse für die Papierfabrication. Die Manipulationen bei der Herstellung von Holzzeug sind rein mechanischer Natur und bei rationeller Fabrik- und Maschinenanlage so einfach, daß sie Jedermann bald erlernen kann. So anregend aber auch die Einfachheit des Betriebes auf die Besitzergreifung von Holzschleifereien einwirken muß, so sehr macht sich bei Inslebenrufung solcher Anlagen nicht nur die Beurtheilung der Erfordernisse, sondern auch die Verfügbarkeit über diejenigen Elemente nothwendig, unter welchen allein eine sichere Prosperität in Aussicht gestellt werden kann. Diese Momente lassen sich in folgende zusammenfassen: 1) Entsprechende Betriebskraft von 25 bis 40 und mehr Pferdestärken zu billigem Preise. In Papierfabriken, in denen auch zugleich die erforderliche Holzmasse gefertigt wird, oder in anderen Fabriken mit überschüssiger Betriebskraft, können zur Herstellung von Holzzeug auch die disponiblen, eventuell geringen Kräfte und zur Aufstellung der Apparate vielleicht vorhandene Gebäulichkeiten verwendet werden. Dampfbetrieb lohnt sich noch bis zu einem Steinkohlenpreise am Platze von 1/3 Thlr. pro Centner. 2) Passende Holzgattungen in der Nähe zu billigem Preise. Fichten- und Tannenholz geben den besten, d.h. verfilzungsfähigsten, Espen- und Lindenholz den weißesten Zeug. Statt der ersteren kann jedoch Kiefern- und statt der letzteren Tannenholz verwendet werden. Ferner ist überhaupt die Benutzung anderer Holzarten nicht allenthalben ausgeschlossen, und wird namentlich, in Belgien und Frankreich Birken- und Buchenholz massenhaft zu Holzzeug verbraucht. 3) Absatz des Erzeugnisses in der Nähe, oder bei größerer Entfernung der Absatzquelle, wohlfeiler Transport mittelst Eisenbahn oder Wasserfracht. Ueber die Bestimmung des Ortes der Anlage, ob in der Nähe des Absatzes oder in der von Waldungen, entscheidet die auf mancherlei Verhältnissen beruhende Calculation, auf welche namentlich auch der Umstand von Einfluß ist, daß der Stoff meist noch in Kuchen von gewöhnlich 1 bis 1,5 Centimeter Stärke naß mit 50 bis 60 Proc. Wassergehalt versendet wird. 4) Reines Quellwasser, welches den Weißesten Zeug liefert. Hat das Wasser einen geringen Kalkgehalt, so ist dieser dem Holzzeuge zuträglich. Flußwasser dagegen muß vor seinem Eintritt in das Werk filtrirt werden, um für alle Fälle vollkommen tauglich zu seyn. 5) Endlich billige Arbeitslöhne, die jedoch, da kein zahlreiches Personal erforderlich ist, nicht so sehr von Einfluß auf die Rentabilität sind. Was den Kraftbedarf anlangt, so können je auf 4 effective Pferdestärken pro Arbeitstag von 24 Stunden 1 Zollcentner, somit z.B. auf 40 Pfrdst. 10 Ctr. fertiger, lufttrockener Holzzeug gerechnet werden. Größere Kraft gibt ein besseres, kleinere ein etwas geringeres Resultat. Sollen nur die Sorten I (extrafein) und II (fein), und zwar getrennt dargestellt werden, so gewinnt man 80 Proc. von Sorte I und 20 Proc. von Sorte II. Bei Production der gröberen Sorte III für Packpapiere und dergleichen ordinäre Fabricate, bei welcher einer der Apparate (der Raffineur) außer Thätigkeit kommt und die Anlage sich vereinfacht, läßt sich das Quantum leicht steigern. Hinsichtlich des Holzbedarfes sind je nach der Qualität zu einem Zollcentner Holzzeug, in lufttrockenem Zustande 0,14 bis 0,19 Kubikmeter oder 2 Ctr. lufttrockenes Holz erforderlich. Bei in Klaftern geschichtetem und darnach gekauftem Holze ist für die Zwischenräume ungefähr ein Drittel in Abzug zu bringen, weßhalb auf 1 Ctr. lufttrockenen Holzzeuges etwa höchstens 1/10 Klafter rohes Holz zu rechnen ist. Der Vorzug ist jüngerem Holze von 80 bis 300 Millimet. Stammdicke, frisch oder doch nicht über 6 Monate geschlagen, zu geben, obwohl länger lagerndes, rein und gesund erhaltenes Holz auch zu gebrauchen ist. Zum Zerfasern des Holzes und Sortiren des Holzzeuges rechnet man einen Wasserverbrauch pro Minute von 12 bis 18 Liter auf 1 Ctr. Zeug, daher z.B. für eine Anlage von 40 bis 50 Pfrdst. etwa 140 bis 235 Liter Wasser pro Minute erforderlich sind. Für kleinere Maschinen verhältnißmäßig mehr. Der Preis der Maschinenanlage stellt sich z.B. für Apparate nach dem Patente von Heinrich Völter in Heidenheim (Württemberg),Wir verweisen auf die Beschreibung der Maschine welche sich Heinrich Völter am 28. December 1860 für England patentiren ließ, im polytechn. Journal, 1862, Bd. CLXIV S. 270.A. d. Red. dessen System bis jetzt als das beste anerkannt und in fast allen Ländern Europa's, und selbst in Amerika eingeführt ist, je nach der Stärke der erforderlichen Triebkraft loco Fabrik, ohne Emballage, wie folgt: Nummer der Maschine 1 2 3 4 5 6 7 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Höchster Bedarf an effectiven Pferdestärken 10 15 24 30 40 50 60 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Gewicht in Zollcentnern circa 50 70 95 110 140 160 175 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Preis der Maschine in Thalern 1000 1400 1800 2100 2500 2800 3000 Da die Ausführung der Holzgestelle, Verkleidungen etc. zu den Maschinen leicht am Platze selbst stattfinden kann, ebenso der Transport der Schleifsteine von der Maschinenfabrik aus sich oft theuer stellt, so bleiben auch die Holztheile und die drei Schleifsteine von der Lieferung ausgeschlossen; es werden dieselben nur auf ausdrückliches Verlangen und unter Extraberechnung der Ausführung beigefügt. Als Zubehör kommen dann noch hinzu: eine Pumpe zur Wasserbeförderung in ein hochgelegenes Reservoir, wenn das Wasser auf andere Weise nicht zugeleitet werden kann, für etwa 100 Thlr.; eine einfache Kreissäge mit Bohrvorrichtung zum Zurichten der Holznutzen für etwa 150 Thlr.; ein Aufzug zur Förderung der Holznutzen auf den Defibreurraum für etwa 150 Thlr.; ein Krahn zum Aus- und Einheben der Schleifsteine für etwa 150 Thlr. Statt dessen genügt wohl auch die zu dem Krahne gehörige Steinzange im Gewicht von 1 Ctr. und im Preise von 25 Thlrn., die alsdann an einem über dem Steine angebrachten Haken aufgehängt wird; eine Holzzeugpresse, die als Walzen-, als Filter-, als hydraulische oder als Schraubenpresse construirt seyn kann. Erstere ist die vollkommenste, letztere die billigste, da ihre etwa 4 Ctr. wiegenden Eisentheile nicht viel über 100 Thlr. zu stehen kommen. Wird der Holzzeug am Orte seiner Erzeugung verwendet, so kommt die Holzzeugpresse in Wegfall. Für die erforderliche Holzausrüstung, das Zubehör einschließlich der Werkzeuge und Geräthe, ferner für die Transmission bis zum Motor kann ein mindestens ebenso hoher Preis angenommen werden, als für die entsprechende Maschine selbst. Bei Anlage von mehreren Maschinen kommen noch hinzu, eine mechanische Reinigungsvorrichtung für das Holz, ein Transportwagen, auch wohl ein Schienengleis etc. Hierbei wäre noch zu bemerken, daß für eine der größeren Maschinenanlagen (Nr. 6 oder 7) nebst Bedienungsraum, wenn die Apparate, wie es allerdings das Vortheilhafteste ist, in einer Linie aufgestellt sind, ein Platz von 19 Met. Länge, 5 Met. Breite und wenigstens theilweise von 6,25 Met. Höhe erforderlich ist. Ein gegen 8 Met. hohes Gebäude genügt hier vollkommen und bleibt dabei oben über dem Sortirapparat noch ein Raum, der groß genug ist, um als Wohnung des Werkführers zu dienen. Die Zeugkästen, Hülfsapparate etc. finden in Nebengelassen des Gebäudes Platz. Eine Walzenpresse beansprucht einen Raum incl. der Bedienungsgänge von 5 Met. Länge und 3,5 Met. bis 4 Met. Breite. Was die erforderlichen Arbeitskräfte betrifft, so kann bei solider und nicht zu kleiner Fabricationsanlage außer dem Werkführer auf je 1 Zollctr. fertigen lufttrockenen Holzzeuges 1 Arbeiter gerechnet werden. Bei ununterbrochenem Betriebe kommt man für Tag- und Nachtarbeit mit ein bis zwei tüchtig bewanderten Leuten pro Maschine aus, während im Uebrigen gewöhnliche Taglöhner und zum Theil auch Jungen beschäftigt werden können. Figur 10 gibt in Längenansicht und Figur 11 im Grundriß die Anlage einer Holzschleiferei nach Volter's Patent mit 60 pferdiger Maschine. Das reingeschälte Stammholz wird auf der Kreissäge A in circa 30 Centimet. lange Stücke zerschnitten und die Aeste etc. aus denselben mit dem in der Sägewelle befindlichen Maschinenbohrer herausgebohrt. Kernfaules und untaugliches Holz wird durch Zerspalten der Scheite abgesondert und bei Seite geworfen. Von dem zu ebener Erde oder auch versenkt gelegenen Sägeraume gelangt das zertheilte und von Aesten und dergleichen befreite Holz mittelst eines Aufzuges B nach dem darüber befindlichen Raum, wo es auf den Zerfaserungsapparat oder Defibreur C gegeben wird. Dieser Apparat besteht aus einem verticalen Schleifsteine, der mit zwei Kreuzrosetten und vier durchgehenden Schrauben auf einer etwa 10 Centimet. starken und circa 1,58 Met. langen Welle, die ihrerseits in drei Lagern ruht, befestigt ist. Der Stein befindet sich in einem starken Holz- oder auch Eisenkasten, auf welchem zwei der erwähnten Lager und ferner der Apparat zur Aufnahme und Zuführung der Holzstücke befestigt sind. Am zweckmäßigsten erfolgt die Holzzuführung selbstthätig und in einem gewissen Verhältniß zur Umfangsgeschwindigkeit des Steines durch mechanisch bewegte Schraubenspindeln.Bei einigen von mit ausgeführten Holzschleifereianlagen wurde die Zuführung nur auf ausdrückliche Vorschrift durch Anwendung von beliebig zu beschwerenden Gewichten eingerichtet. Es bleibt hierbei der Grad der Zuführung und der der Zerfaserung ein nahezu constanter, wodurch das Product gleichmäßigste Beschaffenheit erlangt. Ebenso wird hierdurch aber auch eine gleichförmigere Kraft in Anspruch genommen, die Geschwindigkeit des Steines ist gleichmäßiger und das Krafterforderniß geringer, was bei der an sich bedeutenden Kraftabsorption dieses Holz um einen feststehenden Stein rotirte, ebenso wie horizontale Steine mit stehend rotirender Achse, haben sich zum Zerfasern der Holzstücke erfahrungsgemäß nicht bewährt. Für gewöhnlich ist den Steinen, die bei mittleren Maschinen etwa 1,3 Met. Durchmesser und 0,4 Met. Breite haben, eine Umfangsgeschwindigkeit von 2 Met. pro Secunde und eine Umdrehungszahl von 150 pro Minute zu geben. Die Riemenscheiben sind dabei mindestens 0,850 Met. im Durchmesser groß und 0,280 Met. breit zu machen. Von dem Defibreur gelangt das zerfaserte Holz in den Vorsortirapparat D, in welchem die wenigen gröberen Holzsplitter als Abfall, ferner die gröberen Holzfasern gesondert ausgeschieden, letztere dem nächstfolgenden Apparate überliefert und dem Stoffe Nr. III zugetheilt werden, im Fall dieser nicht als solcher zum Verkauf kommt. Der Vorsortirapparat liegt tiefer als der Defibreur, so daß durch eine Rinne der Zeug in ihn hineinfließen kann. Er enthält Rührapparat und Siebtrommeln in welche letztere der Zeug durch einen ihrer Böden, der mit einem circa 150 Millimet. im Lichten großen metallenen Rohrmuff versehen ist, hineingelangt. Ein Sortirapparat von mehr als mittlerer Größe ist etwa 6 Met. lang, 1,140 Met. im Lichten weit, seine Siebtrommeln sind circa 0,525 Met. im Durchmesser groß und 2,100 Met. lang. Letztere sind meist aus zwei runden Holzböden zusammengesetzt, deren Peripherien durch 16 Holzstäbe mit einander verbunden werden, um sie dann mit Drahtsieb umspannen zu können. Durch einen aufgesetzten Rumpf hinter der vorderen Siebtrommel wird der Stoff Nr. III aufgegeben. Die Bewegung der verschiedenen Wellen erfolgt entweder von einer neben dem Kasten schrägliegenden Welle mit conischen Rädern aus, oder durch Riemen und Riemenscheiben, und beträgt die Anzahl der Umdrehungen der Siebtrommeln etwa 8 pro Minute. Der Raffineur oder Verfeinerungsapparat E besteht aus einem vor und unter dem Sortirapparate liegenden Kranz, welcher mittelst dreier starker Schrauben, Muttern und Gegenmuttern, mit feinem flachem Gewinde in der Höhe genau zu verstellen ist. In ihm liegt ein entsprechend großer, horizontaler Stein fest, auf welchem ein anderer, dessen stehende Welle durch ersteren hindurchgeht, von unten durch ein starkes Mühlenzeug mit einer Geschwindigkeit von 135 Umdrehungen pro Minute bewegt wird. Der Kranz für eine mittelgroße Maschine hat 160 Millimet. lichte Höhe und 1,200 Meter lichten Durchmesser. Zwischen beiden Steinen werden die Holzfasern verfeinert, gereinigt und geschmeidiger gemacht. Auf dem sich hier anschließenden Feinsortirapparat F werden nunmehr die nach ihm übergeflossenen Holzfasern nach den verschiedenen Feinheitsgraden sortirt und als fertiger Holzzeug in den drei Auffangkästen, Nr. 3, 2 und 1 in die Sorten Nr. III, II und I geschieden. Es steht derselbe wieder zu ebener Erde; die erste Siebtrommel liegt höher als die zweite, und zwischen beiden befindet sich unterhalb der Kasten Nr. 3. Nach der zweiten Siebtrommel folgt der Kasten Nr. 2, worauf endlich eine dritte größere Trommel und der Kasten Nr. 1 als letzte Stadien in der Maschine angeordnet sind. Zu allen diesen Apparaten muß durch Leitungsrohre immer Wasser zugeführt werden, zu welchem Zwecke sich auf dem Bodenraume des Gebäudes ein Reservoir G befindet, welches durch eine Pumpe H gespeist wird. Letztere ist überflüssig, wenn von einem höher gelegenen Punkte oder durch eine vorhandene Wasserleitung der Maschine Wasser mit dem nöthigen Drucke zugeführt werden kann. Das Entwässern des Holzzeuges hat unter der Presse soweit zu erfolgen, daß in dem Zeuge nur noch 50 bis 60 Proc. Wasser verbleiben. Bei der Schraubenpresse geschieht diese Manipulation solchergestalt, daß man zwischen die einzelnen auf dem Packtische übereinander auszubreitenden Masselagen grobe Leinwand legt, wodurch einzelne Kuchen von etwa 800 Millimet. Länge, 600 Millimet. Breite und 15 Millimet. Dicke gebildet werden. Solche Preßkuchen sind an der durch das Leinwandgewebe hervorgebrachten gemusterten Oberfläche zu erkennen. In K ist eine Walzenzeugpresse dargestellt, die in ihrer continuirlichen Wirkung die vortheilhafteste Zeugpresse repräsentirt. Die Productionskosten belaufen sich, je nachdem die Anlage günstig und umfänglich ist, auf etwa 2 bis 3 Thlr. pro Centner, während der fertige Holzstoff mit 4 1/2 bis 6 Thlr. bezahlt wird. Derselbe vermag übrigens einen Hadernzeug im Werthe von 8 bis 10 Thlrn. zu ersetzen. In bedeutenden Etablissements wird der weit zu versendende Holzstoff, unbeschadet seiner Qualität und leichten Wiederzertheilung, mittelst einfacher Apparate in Form von Pappen hergestellt, die man im Sommer an der Luft, sonst aber in geheizten Räumen trocknet. Durch Anwendung von mit Dampf geheizten Walzen kann der Holzzeug auch als lockeres und trockenes Papier dargestellt werden. Beide Arten gestatten eine leichte Abschätzung der Güte des Holzstoffes und sind geeignet Inconsequenzen bezüglich der Gewichtsermittelung der eigentlichen Holzmasse zu begegnen. Was das Bleichen des Holzzeuges anlangt, so bedingt dieses, wie überhaupt die Natur des Holzes, einen größeren Aufwand von Chemikalien und ist bisher auf genügend billige Weise noch nicht vollzogen worden. Dagegen ist selbst für Papiere höherer Weiße und Güte die theilweise Mitverwendung des gelblichen Holzstoffes nicht ganz ausgeschlossen, und leistet eine geringe Beimischung von entsprechenden Füllmitteln, wie Kaolin, Annaline und dergleichen gute Dienste. Von den im Allgemeinen, durch die Vermengung des Holzstoffes mit Lumpenstoff zur Darstellung der verschiedenen Papiere, constatirten vielen Vortheilen sind besonders für die Papierfabrication hervorzuheben: 1) der billige Preis des Holzstoffes gegenüber dem des Lumpenstoffes, 2) der größere Gewinn durch das größere Productionsquantum überhaupt, 3) die verhältnißmäßig verminderten Spesen auf das vermehrte Productionsquantum, welches übrigens noch mit Leichtigkeit immer beliebig erhöht werden kann. Da der Holzstoff Ganzzeug repräsentirt, welcher nur mit dem theuer herzustellenden Ganzzeug aus Hadern gemischt werden darf, um Papier daraus zu machen, so ist der Werth des ersteren durchaus nicht mit dem Preise der rohen Hadern zu vergleichen, wie dieß bisweilen aufgestellt wird, aber grundfalsch ist. Nur der Preis des fertigen Ganzzeuges aus Hadern gibt den Maaßstab zur Beurtheilung der Ersparniß, welche durch Vermischung mit Holzzeug sich herausstellt. Wenn 2 Ctr. Hadern billiger sind als 2 Ctr. Holzzeug, so berücksichtige man, daß erstere wenig mehr als 1 Ctr. Hadern-Ganzzeug geben. Die Vermengung des Holzstoff-Ganzzeuges mit dem Hadern-Ganzzeuge geschieht in Quantitäten von 15 bis 80 Proc. zur Darstellung der mannichfaltigsten Papiersorten. Für gewöhnlich beträgt die Mitverwendung des ersteren: 15 bis 60 Proc. für mittelfeines Schreib-, Druck-, Bücherumschlag-, ordinäres Postpapier etc., 50 bis 70 Proc. für ordinäres Schreib-, Druck-, Affichen-, Seiden-, Flaschen-, Packpapier etc., 50 bis 80 Proc. für ordinäre Tapetenpapiere, Cartons etc., 100 Proc. für Cartons, Pappen u. dgl. Stoff I, der frei von allen gröberen Fasern ist, eignet sich auch zu besser bezahlten Papiersorten, indem er in einem sonst gut gearbeiteten Papiere dem Schreibenden sich in keiner Weise bemerklich macht, auch wenn das Papier satinirt wird. Von hohem Werthe ist derselbe besonders auch für gewisse farbige Papiersorten besserer Qualität. Stoff II ist indessen für viele Papiersorten ebenso gut, für manche sogar, wie z.B. für ordinäre dünne Papiere, zweckmäßig zu verwenden. Für viele Fälle werden beide Sorten, in gewissem Verhältnisse gemischt, dem Hadernzeug zugegeben, wobei für die verschiedenen Papiersorten Proben anzustellen und die Resultate der Erfahrung anheim zu geben sind.