ES2993913T3 - Fiber opening apparatus for growing medium - Google Patents

Abstract

Un abridor de medio de cultivo comprimido o fibra de mantillo que comprende al menos un conjunto de miembros giratorios adyacentes, teniendo los miembros giratorios una superficie e incluyendo al menos un alambre enrollado alrededor de al menos una porción de la superficie, en donde el alambre incluye una pluralidad de proyecciones que enganchan medio de cultivo comprimido o fibra de mantillo parcialmente abierta, y en donde una distancia entre los miembros giratorios adyacentes es suficientemente pequeña para crear al menos un punto de pinzamiento entre los miembros giratorios adyacentes, separando los miembros giratorios adyacentes las fibras a medida que las fibras pasan a través del al menos un punto de pinzamiento de modo que la densidad de la fibra se reduce en al menos un 50-95%. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de abertura de fibras para medio de cultivo

Campo técnico

La invención hace referencia a un aparato de abertura de fibras que reduce la densidad de una fibra de madera y/o de corteza comprimida, a un método para usar el mismo y a un mantillo o un medio de cultivo que incluye fibras abiertas por el aparato de abertura de fibras.

Antecedentes

Los sistemas de abertura de fibras se han diseñado y usado tradicionalmente en la industria textil. En los documentos US 2013/0075504 y US 2013/0075509 se divulgan, por ejemplo, abridores de fibras a modo de ejemplo.

Un abridor de balas textiles convencional, tal como un triturador de balas 2+2 con estructura de elevación dispone de una cinta inclinada verticalmente con listones de madera con agujas afiladas para la abertura de la fibra. La cinta inclinada eleva la fibra hasta una cinta separadora que controla el flujo de la fibra y elimina los pedazos de fibra de gran tamaño. Existe un espacio ajustable entre la cinta separadora y la cinta inclinada. Cuanto mayor sea el espacio, menor será la abertura de la fibra. Por otro lado, si se reduce la diferencia entre el espacio se consigue una mayor abertura de la fibra, pero se puede limitar el volumen de fibra que entra. El triturador de balas 2+2 y otros trituradores de balas textiles convencionales están diseñados para abrir fibras textiles y, por tanto, no son capaces de abrir fibras de madera y/o de corteza para reducir lo suficiente la densidad de dicha fibra, especialmente en volúmenes más altos de fibra que entrada.

La fibra de madera y/o de corteza es útil, por ejemplo, en la preparación de medios de cultivo, mantillos y medios de cultivo y mantillos de aplicación hidráulica. Dado que los medios de cultivo y los mantillos se venden en función del volumen, menor será el peso del medio de cultivo, mayor será el valor de los medios de cultivo y sus componentes. Por tanto, es conveniente reducir la densidad de los componentes del medio de cultivo, especialmente la densidad de una fibra de madera y/o de corteza muy comprimida.

Por lo tanto, sería deseable proporcionar un aparato de abertura de fibras que sea capaz de reducir la densidad de la fibra de madera y/o de corteza que está muy comprimida, es decir, que tenga una densidad de compresión de aproximadamente 160,2 kg/m3 a aproximadamente 480,6 kg/m3 (de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 libras/pie3), en al menos un 85 %, más preferentemente en al menos un 90 %, incluso más preferentemente en al menos un 95 %. Sería deseable además que dicho aparato de abertura de fibras sea capaz de manejar grandes volúmenes de fibra que entra.

El documento US6773545 describe el desfibrado de balas de pasta en fibras sustancialmente secas y agregados de fibras, es decir, fibras desmenuzadas secas y la dosificación de las fibras desmenuzadas secas resultantes a un contenedor u otro proceso, tal como un proceso de chorro de aire para fabricar artículos absorbentes desechables. Un aparato incluye un miembro de soporte de bala para soportar una bala de pasta, definiendo el miembro de soporte de bala dos aberturas; dos conjuntos de desfibrado giratorios que tienen elementos alteradores que sobresalen a través de las aberturas a una distancia ajustable por encima del miembro de soporte de bala para entrar en contacto con una capa superficial de la bala de pasta, teniendo la capa superficial una dimensión paralela al eje longitudinal del conjunto de desfibrado, extendiéndose cada elemento alterador longitudinalmente y de forma sustancialmente continua a lo largo del conjunto de desfibrado por una distancia del 100 % o más de dicha dimensión de la capa superficial. Un conjunto de transporte mueve la bala de pasta hacia adelante y hacia atrás a lo largo del miembro de soporte de bala y sobre las aberturas, de modo que los elementos alteradores entran en contacto con una capa superficial de la bala para formar fibras individuales sustancialmente secas y agregados de fibras. Un conjunto alternativo ajustable proporciona una fuerza motriz para mover el conjunto de transporte. El conjunto alternativo ajustable permite ajustar la frecuencia con la que el conjunto de transporte se mueve hacia adelante y hacia atrás sobre la abertura; y un conjunto de conducción para conducir las fibras desmenuzadas secas a una tolva o similares.

El documento US5513805 describe la separación de fibras de líber y fibras de núcleo de plantas herbáceas productoras de fibra usando una serie de etapas de limpieza y acondicionamiento previas a la separación. Estas etapas hacen que las fibras de líber y de núcleo estén en mejores condiciones para la separación antes de que se separen realmente. Las plantas de fibra recolectadas se cortan a una longitud determinada. A continuación, estas fibras se introducen en un aparato de acondicionamiento que las tritura y las seca, pero que aún no separa las fibras de líber y de núcleo. A continuación, las fibras acondicionadas se introducen en un tornillo sinfín y un alimentador que distribuye la fibra seca en hasta cuatro líneas de separación idénticas. Cada línea incluye al menos un separador de núcleos formado por un gran cilindro giratorio con púas rodeado parcialmente por un alojamiento con púas y rejilla, un cilindro giratorio con púas más pequeño que produce un flujo de aire. Un transportador inclinado ascendente tiene aberturas en su interior. La fibra más pesada con núcleo leñoso se arroja, se agita o se deja caer a través del alojamiento con rejilla y/o las aberturas del transportador y se retiran al limpiador de núcleos. La fibra de líber restante se introduce a continuación en un segundo separador de núcleos idéntico donde se repite este proceso de separación o se introduce en la abridora de fibras de líber multisierra con un control de alimentación no positivo.

El documento US6615454 describe la limpieza del algodón, lino y kenaf y materias afines en un proceso de despepitado. La inclusión de un cilindro de sierra adicional en el limpiafibra tipo sierra permite separar el algodón de la fibra rechazada al paso por el primer limpiafibra tipo sierra. La sierra adicional se retira con el mismo cepillo limpiador que retira el cilindro de sierra principal.

El documento US6327745 describe un conjunto de procesamiento de fibras que incluye una máquina de procesamiento de fibras que tiene una entrada y una salida. Una disposición está destinada a introducir un material de fibra en la máquina de procesamiento de fibras a través de la entrada. Una máquina de abertura y limpieza de fibras tiene una entrada y una salida y está dispuesta debajo de la máquina de procesamiento de fibras. Otra disposición está destinada a hacer avanzar el material de fibra de la máquina de procesamiento de fibras a la máquina de abertura y limpieza de fibras sustancialmente sólo por gravedad.

El documento DE10360635 describe una maquinaria textil para abrir un material de algodón con dispositivos dotados de cuchillas.

El documento GB1337694 describe una maquinaria textil de cardado con dispositivos provistos de dientes en ángulo para separar continuamente el material fibroso parcialmente abierto en fibras individuales y para transportar estas fibras fuera de la maquinaria.

El documento US2986778 describe una maquinaria textil de cardado con dispositivos dotados de dientes de alambre finos y poco espaciados para producir tiras de muestra a partir de materiales fibrosos con fines de ensayo.

El documento EP1491666 describe una maquinaria trituradora usada en operaciones de trituración para reciclar y reutilizar productos de hilos hilados usados que contienen un hilo hilado compuesto de fibras resistentes al calor y de alto rendimiento, tales como la fibra de poliamida totalmente aromática. La trituradora tiene un bastidor con rodillos trituradores superiores, un rodillo triturador inferior, cuchillas de trituración similar a un tornillo y una contracuchilla que forma ganchos y una guía auxiliar.

El documento CN2223300 describe una maquinaria de recorte de cuero usando agujas.

Los documentos GB437242 y EP1914344 describen un abridor de balas.

Sumario

Una realización de la invención proporciona un aparato de abertura de fibras para abrir un medio de cultivo comprimido que incluye fibras, el aparato de abertura de fibras comprende: al menos una sección que tiene al menos un conjunto de miembros giratorios adyacentes con salientes y una sección de abertura de fibras que tiene miembros giratorios abridores, teniendo cada uno de los miembros giratorios abridores una superficie que incluye al menos un alambre enrollado alrededor de al menos una parte de la superficie y crestas en la superficie, estando el al menos un alambre fijado en las crestas. El alambre incluye una pluralidad de salientes en forma de salientes piramidales, teniendo cada saliente piramidal tiene una sección transversal triangular, que forma una base ancha que se estrecha gradualmente en la parte superior del saliente piramidal, siendo el saliente piramidal capaz de enganchar el medio de cultivo y estando los miembros giratorios de abridor colocados uno respecto al otro para proporcionar al menos un punto de agarre entre los miembros giratorios de abridor adyacentes, siendo los miembros giratorios de abridor capaces de separar las fibras del medio de cultivo que pasan a través del al menos un punto de agarre de modo que la densidad de la fibra que pasa se reduce al menos en un 85 %, en relación con la densidad de la fibra del medio de cultivo comprimido que entra.

En una realización de la invención, la al menos una sección es un triturador de balas que tiene al menos un conjunto de miembros de batidores giratorios con salientes.

En una realización de la invención, la distancia entre los miembros giratorios adyacentes es ajustable.

En una realización de la invención, cada miembro giratorio de abridor tiene una anchura, en donde el al menos un alambre comprende al menos seis filas de alambres con una pluralidad de salientes piramidales por longitud de 25,4 mm (1 pulgada) de la anchura.

En una realización de la invención, el alambre incluye al menos tres salientes piramidales por longitud de 25,4 mm de longitud de alambre.

El triturador de balas está situado aguas arriba de la sección de abertura de fibras y la pluralidad de salientes que enganchan el medio de cultivo comprimido para separar el medio de cultivo en pedazos de fibra.

En una realización de la invención, el aparato de abertura de fibras comprende al menos uno de: una sección de entrada de componentes para suministrar componentes adicionales al medio de cultivo, una sección de transporte, una sección de mezcla y una sección de envasado.

La invención también tiene por objeto un método para reducir la densidad de un medio de cultivo comprimido que incluye fibras, el método comprende: suministrar el medio de cultivo comprimido que comprende fibras de madera y/o de corteza a un aparato de abertura de fibras como se expone en una de las realizaciones anteriores; la pluralidad de salientes piramidales en la sección de abridor de fibras que engancha los pedazos de fibras para expandirlos y abrirlos al pasar por el al menos un punto de agarre entre los miembros giratorios de abridor y separarlos en una pluralidad de hebras de fibras y descargar la fibra abierta de menor densidad.

En una realización de la invención, el método comprende además: hacer que el medio de cultivo comprimido se suministre en forma de al menos una bala con una densidad de aproximadamente 160 kg/m3 a aproximadamente 480 kg/m3, hacer pasar la al menos una bala del medio de cultivo comprimido a través del triturador de balas del aparato de abertura de fibras; enganchar el medio de cultivo con los salientes del al menos un conjunto de miembros de batidores giratorios adyacentes del triturador de balas que giran a una velocidad de rotación de al menos aproximadamente 250 rpm; y crear fibras parcialmente abiertas separando la bala en pedazos de fibra.

En una realización de la invención, el método comprende además: dicho aparato de abertura de fibras comprende una sección de mezcla y el medio de cultivo comprende fibras de madera y/o de corteza teñidas con pigmentos y dicho método comprende además suministrar al medio de cultivo componentes opcionales que incluyen al menos uno de fertilizante(s), macronutriente(s), micronutriente(s), mineral(es), aglutinante(s) químico(s), goma(s) natural(es), fibra(s) artificial(es) entrelazada(s), tierra y semillas a la fibra abierta; y mezclar el medio de cultivo con los componentes opcionales en dicha sección de mezcla.

Ahora se ha descubierto de forma sorprendente e inesperada que un aparato de abertura de fibras que emplea una pluralidad de miembros giratorios que incluyen un alambre enrollado alrededor de los miembros giratorios, el alambre incluyendo salientes, en donde los miembros giratorios enganchan la fibra y desgarran la fibra, es capaz de reducir la densidad de la fibra en al menos un 85 %, proporcionando así un mayor volumen de la fibra que resulta en un mayor valor de la fibra, así como de un producto que incluye la fibra como un componente tal como un medio de cultivo o un mantillo.

Breve descripción de los dibujos

Las FIGURAS 1A y 1B son imágenes fotográficas de balas a modo de ejemplo de fibra comprimida.

La FIGURA 2 muestra una vista lateral esquemática de un aparato de abertura de fibras.

La FIGURA 3A ilustra una vista lateral esquemática de otro aparato de abertura de fibras.

La FIGURA 3B ilustra una vista superior del aparato de abertura de fibras de la FIGURA 3A.

La FIGURA 4 muestra una vista frontal en perspectiva del aparato de abertura de fibras de las FIGURAS 3A y 3B. La FIGURA 5 muestra una vista lateral esquemática detallada de un triturador de balas del aparato de abertura de fibras de la FIGURA 2.

La FIGURA 6 muestra una vista lateral posterior en perspectiva de un triturador de balas del aparato de abertura de fibras de la FIGURA 2.

La FIGURA 7 ilustra una vista lateral esquemática de un abridor de fibras del aparato de abertura de fibras de la FIGURA 2.

La FIGURA 8 muestra una vista posterior en perspectiva de un dispositivo de transporte y un abridor de fibras del aparato de abertura de fibras de las FIGURAS 3A y 3B.

La FIGURA 9A muestra una sección transversal de un miembro giratorio que comprende un alambre no según la invención de la FIGURA 7.

La FIGURA 9B muestra una vista detallada del alambre no según la invención representado en la FIGURA 9A. Las FIGURAS 9C y 9D representan vistas esquemáticas de una sección de 25,4 mm (1 pulgada) de un miembro giratorio que tiene filas de alambres enrollados en su superficie.

La FIGURA 10 muestra una vista detallada de dos miembros giratorios de la FIGURA 8.

La FIGURA 11A muestra una vista en sección transversal de un miembro giratorio representado en la FIGURA 10. La FIGURA 11B representa una vista esquemática de una sección de un miembro giratorio representado en la FIGURA 10 que tiene filas de alambres enrollados en su superficie.

La FIGURA 12 muestra una vista esquemática detallada de los miembros de mezcla del aparato de abertura de fibras de la FIGURA 2.

Descripción detallada

El aparato de abertura de fibras de la invención puede usarse para reducir la densidad de la fibra muy comprimida para aumentar su valor como componente de un medio de cultivo o mantillo. Al reducir la densidad de la fibra, la densidad del medio de cultivo o del mantillo también se reduce y el valor del medio de cultivo o del mantillo aumenta. La fibra que entra comprende fibra de madera y/o de corteza. La densidad comprimida típica de la fibra que entra varía preferentemente entre aproximadamente 160,2 kg/m3 a aproximadamente 480,5 kg/m3 (aproximadamente 10 y aproximadamente 30 libras/pie3). La densidad de la fibra que entra se reducirá al menos un 85 %, en relación con la densidad de la fibra que entra.

El aparato de abertura de fibras es capaz de reducir la densidad de la fibra de madera y/o de corteza muy comprimida, en el orden creciente de preferencia, en aproximadamente un 85 % o más o en un 90 % o más. El aparato de abertura de fibras es capaz de reducir la densidad de la fibra de madera y/o de corteza muy comprimida en al menos de aproximadamente 85 % a 99 %, de 85 % a 95 % o de 85 a 90 %. La Tabla 1 ofrece una comparación de la reducción de densidad por pie3 y m3 lograda por un triturador de balas y un abridor de fibras convencionales, específicamente el triturador de balas 2+2 con estructura de elevación y el aparato de abertura de fibras de la divulgación. Como ilustra la Tabla 1, el aparato de abertura de fibras de la divulgación consigue una reducción de la densidad de fibras significativamente mayor.

Tabla 1: Comparación de la reducción de la densidad en un aparato convencional frente al aparato de abertura de fibras de la divul ación ue tiene miembros iratorios de alambre

El aparato de abertura de fibras con miembros giratorios de alambre puede reducir la densidad de la fibra muy comprimida de aproximadamente 160,2-480,5 kg/m3 (10-30 libras/pie3) a aproximadamente 12,8-32 kg/m3 (0,8-2 libras/pie3) o 14,4-25,6 kg/m3 (0,9-1,6 libras/pie3), en función del tipo de fibra que abra el aparato. La Tabla 2 proporciona una comparación de la densidad de la bala comprimida con la densidad de la fibra abierta para una fibra de madera y/o de corteza después de pasar por el aparato de abertura de fibras de la invención. Como se puede observar, la reducción para varios materiales es superior al 90 %.

Tabla 2: Eficacia de la reducción de la densidad del aparato de abertura de fibras de la invención que tiene miembros iratorios de alambre

Mientras se reduce la densidad de la fibra, el aparato de abertura de fibras incrementa el volumen de la fibra de madera y/o de corteza y/o de turba. Por ejemplo, mientras que los aparatos convencionales pueden incrementar una bala comprimida de turba de esfagno en una relación de 1:3,5 de fibra sin expandir a fibra expandida, el aparato de abertura de fibras de la presente divulgación es capaz de expandir la turba de esfagno muy comprimida en una relación de 1:5 de fibra sin expandir a expandida. Otra fibra muy comprimida puede expandirse en una relación de al menos 1:5,5, 1:7,5, 1:10 o incluso puede conseguirse una relación mejor de fibra sin expandir a expandida, como 1:12,5. Por ejemplo, la fibra de madera y de corteza muy comprimida y puede expandirse en una relación de al menos 1:11,5 y el 100 % de fibra de madera puede expandirse en una relación de al menos 1:15 de fibra sin expandir a expandida.

El aparato de abertura de fibras puede recibir una fibra que entra de balas de fibra de madera y/o de corteza comprimida u otra fibra comprimida, tal como, aunque sin limitación, turba de esfagno. La fibra que entra puede proceder de una bala comprimida vertical u horizontal. Una bala comprimida a modo de ejemplo puede tener una densidad de aproximadamente 320,4 kg/m3 (aproximadamente 20 libras/pie3), otra bala a modo de ejemplo puede tener una densidad de aproximadamente 296,3 kg/m3 (aproximadamente 18,5 libras/pie3), pero se contemplan otras densidades, típicamente dentro de un intervalo de aproximadamente 160,2 kg/m3 a aproximadamente 480,5 kg/m3 (aproximadamente 10 a aproximadamente 30 libras/pie3). También se contemplan balas comprimidas con densidades inferiores a 160,2 kg/m3 (aproximadamente 10 libras/pie3) y balas con densidades superiores a 480,5 kg/m3 (aproximadamente 30 libras/pie3). La fibra que entra comprende una fibra de madera, una fibra de corteza o ambas. La fibra que entra puede extraerse de árboles de madera dura (caducifolios) y/o de madera blanda (coníferas). La fibra de madera y/o de corteza puede incluir, aunque no de forma limitativa, madera y/o corteza de pino, roble, nogal(Juglans cinereá),caoba(Swietenia macrophylla, Swietenia mahagoni, Swietenia humilis),cicuta, abeto douglas, abeto de Colorado, aliso, olmo, abedul, pícea de Sitka, eucalipto, sicomoro, arce, cedro, liquidámbar, manzano silvestre, fresno común, sauce llorón, sasafrás, morera, similares y combinaciones de los mismos. Ejemplos de balas 1 de fibra de madera y/o de corteza pueden observarse en las FIGURAS 1A y 1B, así como en la FIGURA 4.

Se contempla que la fibra que entra pueda proceder de otras fuentes, tales como algodón, lana, lino, yute, coco, cáñamo, paja, hierba y otras fibras disponibles directamente de fuentes naturales tales como la turba, así como fibras naturales modificadas químicamente, por ejemplo, fibras de celulosa modificadas químicamente, fibras de algodón, azlon, productos de celulosa regenerada, incluyendo xantato de celulosa (rayón), acetato de celulosa, triacetato de celulosa, nitrato de celulosa, fibras de alginato, fibras a base de caseína; abacá, cantala, caroa, henequén, lechuguilla, Mauritius, formio, sansevieria, sisal, kenaf, ramio, rosella, sunn, cadillo, ceiba, raíz de retama, fibra de coco, crin vegetal y piasava. Esta lista de fibras es ilustrativa y no limitativa.

La bala de fibra de madera y/o de corteza puede incluir de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 % en peso de la corteza de árbol y de aproximadamente 95 a aproximadamente 70 % en peso de los componentes de madera, basándose en el peso total de la bala. Como alternativa, la bala de fibra de madera y/o de corteza puede incluir de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 % en peso de corteza de árbol y de aproximadamente 95 a aproximadamente 80 % en peso de los componentes de madera o de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 % en peso de la corteza de árbol y de aproximadamente 95 a aproximadamente 85 % en peso de los componentes de madera, basándose en el peso total de la bala.

La bala de fibra puede incluir además de aproximadamente 0 a aproximadamente 15 % en peso de componentes adicionales que se combinan con la fibra de madera y/o de corteza, basándose en el peso total de la bala. Ejemplos de tales componentes adicionales incluyen, pero sin limitación, fertilizantes, macronutrientes, micronutrientes, minerales, aglutinantes químicos, gomas naturales, fibras artificiales entrelazadas y similares y combinaciones de los mismos. En general, estos componentes están presentes en una cantidad inferior a aproximadamente el 15 % en peso del peso total de la bala de fibra de madera y/o de corteza. Los componentes adicionales en total pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 % del peso total de la fibra. Adicionalmente, la tierra puede añadirse en una cantidad de aproximadamente 20 % o menos, aproximadamente 15 % o menos o aproximadamente 5 % o menos del peso total del medio de cultivo. La tierra puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 20 % en peso del peso total del medio de cultivo. La tierra también puede estar ausente del medio de cultivo.

Fertilizantes como los fertilizantes nitrogenados, fertilizantes fosfatados, fertilizantes potásicos, fertilizantes compuestos y similares pueden usarse en forma de gránulos, polvo, perlas o similares. Por ejemplo, melamina/formaldehído, urea/formaldehído, urea/melamina/formaldehído y condensados similares pueden servir como fertilizante nitrogenado de liberación lenta. Pueden usarse fertilizantes con menor valor nutritivo, pero que aporten otras ventajas como la mejora de la aireación, absorción de agua o ser respetuosos con el medio ambiente. La fuente de dichos fertilizantes puede ser, por ejemplo, residuos animales o residuos vegetales.

Los nutrientes son bien conocidos y pueden incluir, por ejemplo, macronutrientes, micronutrientes y minerales. Ejemplos de macronutrientes incluyen cloruro, magnesio, fósforo, potasio y sodio. Los micronutrientes también son bien conocidos e incluyen, por ejemplo, boro, cobalto, cromo, calcio, cobre, fluoruro, yodo, hierro, magnesio, manganeso, molibdeno, selenio, zinc, vitaminas, ácidos orgánicos y fitoquímicos.

Los aglutinantes pueden ser naturales o sintéticos. Por ejemplo, los aglutinantes sintéticos pueden incluir una variedad de polímeros, tales como los polímeros de adición producidos por polimerización en emulsión y usados en forma de dispersiones acuosas o como polvos secados por pulverización. Los ejemplos incluyen polímeros de estirenobutadieno, polímeros de estireno-acrilato, polímeros de polivinilacetato, polímeros de polivinilacetato-etileno (EVA), polímeros de alcohol polivinílico, polímeros de poliacrilato, polímeros de ácido poliacrílico, polímeros de poliacrilamida y sus copolímeros modificados aniónica y catiónicamente, es decir, copolímeros de poliacrilamida-ácido acrílico y similares. También pueden usarse polietileno y polipropileno en polvo. Cuando se usan, los aglutinantes sintéticos se usan preferentemente en forma acuosa, por ejemplo, como soluciones, emulsiones o dispersiones. Aunque los aglutinantes no suelen usarse en los medios de cultivo, pueden ser útiles en mantillos aplicados hidráulicamente y medios de cultivo aplicados hidráulicamente.

También pueden usarse aglutinantes termoestables, incluyendo una amplia variedad de resinas tipo resol y novolac, que son condensados de fenol/formaldehído, condensados de melamina/formaldehído, condensados de urea/formaldehído y similares. La mayoría se suministran en forma de soluciones acuosas, emulsiones o dispersiones y suelen estar disponibles en el mercado.

El aglutinante natural puede incluir una variedad de almidones, tales como almidón de maíz, celulosas modificadas, tales como hidroxialquilcelulosas y carboxialquilcelulosa o gomas de origen naturales, tales como goma guar, goma tragacanto y similares. También pueden usarse ceras naturales y sintéticas.

Una bala de fibras puede incluir de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 % de corteza de árbol mezclada con aproximadamente 99 a aproximadamente 50 % en peso de componentes de madera, basándose en el peso total de la bala. La expresión "componentes de madera" se refiere a virutas de madera, fibra de madera o su combinación. Los componentes de madera pueden obtenerse de coníferas y árboles de hoja caduca y pueden prepararse de cualquier manera conveniente, por ejemplo como se divulga en el documento US2757150. Se puede usar cualquier tipo de viruta de madera, aunque se prefieren virutas de madera de las variedades de madera blanda, tales como álamo amarillo, cedro, tal como rojo occidental, abeto, tal como abeto douglas, secuoya de California y, en particular, pino tal como las variedades Ponderosa, de Lambert, Weymouth y amarillo. Normalmente, los componentes de madera son de color más claro que la corteza del árbol antes de su procesamiento. Los componentes de madera pueden teñirse con uno o más pigmentos y/o precursores de pigmentos de la corteza de árbol cuando los componentes de madera se están convirtiendo en fibras a través de un refinador, de tal manera que el medio de cultivo o mantillo tenga una coloración marrón natural para su control visual.

El término "mantillo", como se utiliza en el presente documento, significa una capa de material fibroso que se aplica a un suelo para reducir la erosión, para mejorar la retención de agua y/o para mantener una semilla en su lugar en la superficie del suelo el tiempo suficiente para que la semilla germine y para que la raíz se desarrolle en el suelo por debajo del mantillo. Los mantillos hidráulicos son mantillos aplicados mediante pulverización con agua a través de una sembradora hidráulica o un dispositivo similar.

La expresión "medio de cultivo" se refiere a un sustrato sin tierra o sustrato con tierra o a una combinación de materiales usados para proporcionar soporte físico, retención de agua, aireación y/o suministro de nutrientes para el crecimiento de las plantas, de modo que una planta pueda establecer su sistema radicular dentro del medio de cultivo y permitir el crecimiento de las raíces, ya que las raíces crecen en espacios entre partículas individuales del medio de cultivo.

La corteza puede contener uno o varios pigmentos o precursores de pigmentos naturales que dan color a sus capas. Algunas cortezas, (por ejemplo, corteza de eucalipto y corteza de sicomoro) pueden ser inicialmente de color claro, pero se oscurecen al oxidarse sus pigmentos. Los pigmentos incluidos en la corteza pueden incluir, pero sin limitación, taninos tales como ácido tánico (p. ej., ácido quercitánico y ácido galotánico). Ejemplos no limitativos de cortezas de árboles útiles que contienen uno o más pigmentos son los mencionados anteriormente. De forma adicional, durante el tratamiento térmico, pueden desarrollarse pigmentos adicionales en la corteza, en la madera o en ambos, que contribuyen al color del producto de fibra. Esto es lo que se entiende por "precursores de pigmentos".

La cantidad, edad, humedad y/u otras propiedades de la corteza usada pueden influir en el tono y/o la intensidad del color impartido. Por ejemplo, cantidades bajas de corteza pueden dar lugar a un color marrón claro de la composición del mantillo o del medio de cultivo, mientras que cantidades altas de corteza pueden dar lugar a un color marrón oscuro. Al menos aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 3 % en peso, preferentemente puede ser necesario aproximadamente 5 % en peso de corteza para obtener mantillo o medio de cultivo teñido por los pigmentos de corteza. Para cambiar de color el mantillo o el medio de cultivo, en la composición inicial puede incluirse de aproximadamente 1 a aproximadamente 99 % en peso de corteza, basándose en el peso total de la composición inicial. Se puede añadir corteza adicional durante el proceso de producción del mantillo o medio de cultivo para que el color final del producto de fibra pueda ajustarse al tono deseado. Con respecto a la edad de la corteza, la corteza de los árboles sin corteza más recientemente suele proporcionar el cambio de color más intenso de los componentes de madera. La humedad de la corteza puede ser de aproximadamente 30 a 60 %, medida según la norma ASTM D4442-07, para proporcionar un cambio de color adecuado de los componentes de madera.

La composición de fibra puede tener un color con una longitud de onda dominante de aproximadamente 510 nm a aproximadamente 780 nm, de aproximadamente 590 nm a aproximadamente 770 nm, de aproximadamente 620 nm a aproximadamente 760 nm o de aproximadamente 675 nm a aproximadamente 750 nm en relación con una iluminación blanca. La expresión "longitud de onda dominante" se refiere a una forma de describir las mezclas de luz policromática en términos de luz monocromática que produce una percepción idéntica del tono. Se determina en el espacio de coordenadas de color de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) mediante una línea recta entre las coordenadas de color para el color de interés y las coordenadas para la iluminación. La intersección en el perímetro del espacio de coordenadas más cercano al color de interés es la longitud de onda dominante. La composición de la fibra puede tener un color rojo a marrón a negro. La composición de la fibra puede tener coordenadas de color hsl tales que el "valor h" (tono) sea de aproximadamente 25 a aproximadamente 45, el "valor s" (saturación) sea de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 y el "valor 1" (luminosidad) sea inferior a aproximadamente 50. El valor l puede ser de aproximadamente 0 a aproximadamente 25.

La composición de la fibra puede incluir además un colorante no permanente que con el tiempo se elimina o que con el tiempo se desvanece, después de que la composición sea abierta por el aparato de abertura de fibras y aplicada en el campo. Preferentemente, el colorante no permanente no es tóxico, por lo que no se filtran sustancias químicas tóxicas del producto de fibra abierta al medio ambiente. El colorante no permanente puede comprender compuestos naturales y/o sintéticos. El colorante no permanente puede comprender compuestos derivados de plantas, hongos, líquenes, invertebrados, insectos, minerales, similares o una combinación de los mismos. Se puede utilizar cualquier parte de la planta para obtener el colorante, tal como las raíces, pétalos, hojas, tallos, brotes, cañas, vainas, cáscaras, fruto maduro y/o inmaduro, semillas. Las fuentes a modo de ejemplo de materias colorantes vegetales incluyen las variedades de árboles mencionadas anteriormente; verduras tales como zanahorias, remolacha, col lombarda, alcachofa, espinaca, apio; frutas como granada, fresas, aguacate, cerezas, frambuesas, moras-frambuesa, bayas de saúco, moras, uvas, melocotón; cúrcuma, hinojo, albahaca, pimentón, azafrán, plantas de té, plantas de café, agracejo, sanguinaria, lila, equinácea, diente de león, vara de oro, malvarrosa, hiedra, hierba de San Juan, acedera, rosa, lavanda, aciano, jacinto, Zanahoria silvestre, hibisco, azucena, cártamo, camelia, boca de dragón, ortiga, algodoncillo, peonía, Susana de ojos negros, hortensia, manzanilla, alfalfa, croco, caléndula o similares. Las materias colorantes a base de minerales incluyen óxido de hierro y negro de carbono. Un colorante no permanente útil a modo de ejemplo incluye ELCOMENT BLACK 7822 disponible en el mercado en Greenville Colorants. Otro tipo a modo de ejemplo de colorante no permanente puede incluir pigmentos verdes.

El colorante no permanente puede combinarse con la corteza sola y/o con los componentes solos antes de formar la composición inicial, con la composición inicial, con la composición de fibra procesada, posteriormente o en más de una etapa. Puede añadirse al menos de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 % en peso de colorante no permanente a la composición inicial para provocar el cambio de color de la fibra de madera, basándose en el peso total de la composición inicial. De aproximadamente 0,1 a 15 % en peso o más, de aproximadamente 2 a 10 % en peso, de aproximadamente 3 a 7 % en peso del colorante no permanente puede añadirse a la composición inicial, basándose en el peso total de la composición inicial. Pueden añadirse de aproximadamente 0,9-18,1 kg (2-40 libras) de colorante no permanente por tonelada de la composición de fibra final para conseguir el cambio de color.

Normalmente, el colorante no permanente removible imparte un color más oscuro a la composición de fibra que cuando el colorante no permanente está ausente en la misma. El colorante no permanente puede lavarse después de varios días, tal como de aproximadamente 1 a aproximadamente 30 días o después de un período de tiempo más largo tras su aplicación en el campo. El colorante no permanente puede desvanecerse o comenzar a desvanecerse (por ejemplo, debido a la exposición a la luz solar u otras condiciones ambientales) después de varios días, tal como de aproximadamente 1 a aproximadamente 30 días o después de un período de tiempo más extenso tras la abertura de la bala y la aplicación del producto que contiene fibra en el campo. La composición de fibra puede ser resistente a la luz, en orden de preferencia creciente, de al menos hasta 1 día, 5 días, 10 días, 20 días, 1 mes, 2 meses o 3 meses o más, con una decoloración mínima, medida según la norma ASTM D4303-99. La resistencia a la luz del mantillo o medio de cultivo teñido puede ser de aproximadamente 1 a 120 días, de aproximadamente 5 a 90 días, de aproximadamente 10 a 30 días. La expresión "decoloración mínima" se refiere a cualquier grado de decoloración perceptible visualmente. La expresión "resistencia a la luz", como se utiliza en el presente documento, se refiere a la resistencia de un pigmento al cambio de color tras la exposición a la luz.

El producto que contiene fibra con el colorante no permanente puede tener un color con un color con una longitud de onda dominante de a aproximadamente 400 nm a aproximadamente 780 nm, de aproximadamente 510 nm a aproximadamente 770 nm, de aproximadamente 590 nm a aproximadamente 760 nm o de aproximadamente 620 nm a aproximadamente 750 nm en relación con una iluminación blanca. El color de la composición de fibra que incluye el colorante no permanente puede variar. El producto que contiene fibra con el colorante no permanente puede tener un color rojo a marrón a negro. Aunque se contemplan también otros colores tales como tonos verde, azul, amarillo, naranja, morado o gris. El tipo y la cantidad de colorante determinan la intensidad del color. Normalmente, el colorante no permanente removible imparte un color más oscuro al producto que contiene fibra que cuando el colorante no permanente está ausente en el mismo. Como alternativa, el producto que contiene fibra con el colorante no permanente puede tener un color más claro que cuando el colorante no permanente está ausente en el mismo. El producto que contiene fibra puede tener un "valor h" más bajo que el producto que contiene fibra sin el colorante no permanente. El producto que contiene fibra puede tener coordenadas de color hsl tales que el "valor h" (tono) sea de aproximadamente 10 a aproximadamente 40, el "valor s" (saturación) sea de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 y el "valor 1" (luminosidad) sea inferior a aproximadamente 50. El valor 1 puede ser de aproximadamente 0 a aproximadamente 25.

La composición de fibra puede teñirse con pigmentos de corteza y/o con uno o varios colorantes no permanentes naturales con el fin de cumplir con las normas orgánicas y obtener un certificado del Instituto de Revisión de Materiales Orgánicos (OMRI).

Ventajosamente, la composición de fibra puede proporcionar una capacidad de retención equilibrada de aire y agua de aproximadamente 25-60 % en volumen cada una, preferentemente entre aproximadamente 43-56 % en volumen cada una, más preferentemente aproximadamente 48-49 % en volumen cada una, en función del volumen total del medio de cultivo, según lo medido en un recipiente de dimensiones 30,5 x 30,5 x 30,5 cm (12 pulgadas x 12 pulgadas x 12 pulgadas). La capacidad de retención de aire y agua puede ser cada una, sin limitación, de aproximadamente 20 % en volumen o más, 25 % en volumen o más, 30 % en volumen o más, 35 % en volumen o más, 40 % en volumen o más, 45 % en volumen o más, 50 % en volumen o más, 55 % en volumen o más, 60 % en volumen o más o 65 % en volumen o más, del volumen total de la composición de fibra, cuando se mide en un recipiente de 30,5 x 30,5 x 30,5 cm (12 pulgadas x 12 pulgadas x 12 pulgadas). La capacidad de retención equilibrada de aire (no capilar) y agua (capilar) proporciona unas condiciones de crecimiento ideales para las plantas. El volumen del espacio aéreo es importante para los sistemas radiculares y las plantas en general, dado que sin oxígeno, las raíces no pueden crecer y absorber agua o minerales. Cuanto más oxigenadas estén las raíces, más eficaces serán las plantas a la hora de convertir los azúcares en energía para su crecimiento. Asimismo, la retención de agua suficiente de la composición de fibra es importante para garantizar que las raíces tengan acceso a una cantidad adecuada de agua para la fotosíntesis, el crecimiento de las raíces y la absorción eficiente de agua por parte de la planta en crecimiento sin sobresaturarse. Las mezclas de cultivo convencionales generalmente no logran una retención equilibrada de aire y agua dado que normalmente, cuando el % en volumen de retención de agua aumenta, es a expensas de la retención de aire y viceversa.

La capacidad de retención de agua y aire, como se denomina en el presente documento, se mide de acuerdo con los "Procedimientos para determinar las propiedades físicas de los sustratos hortícolas utilizando el Porómetro NCSU por el Laboratorio de Sustratos Hortícolas", Departamento de Ciencias Hortícolas, Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte, al que se hace referencia en el presente documento. La capacidad de retención de agua se mide mediante una prueba de capacidad del recipiente que mide el porcentaje de volumen de un sustrato que se llena con agua después de que la composición de fibra se sature y se deje drenar. Es la cantidad máxima de agua que puede retener la composición de fibra. El drenaje está influenciado por la altura del sustrato, esta propiedad depende, por tanto, del tamaño del recipiente. Cuanto más alto sea el recipiente, más drenaje provocará y menor será la capacidad del sustrato para retener agua. La capacidad de retención de oxígeno se mide como porcentaje del volumen de un sustrato que se llena con aire después de que la composición de fibra se sature y se deje drenar. Es la cantidad mínima de aire que tendrá el material. Se ve afectada por la altura del recipiente en forma inversa a la capacidad del recipiente; es decir, cuanto más alto sea el recipiente, más drenaje y, por lo tanto, más espacio de aire.

La suma de la capacidad de retención de agua y de aire es igual a la porosidad total para una densidad y un contenido de humedad determinados. La porosidad total define el volumen total de poros y se refiere al volumen porcentual de un sustrato que se compone de poros u orificios. Es la fracción de volumen que proporciona el agua y la aireación en un sustrato. La porosidad total el porcentaje de sólidos = 100 %. La porosidad total de la composición de fibra puede ser de aproximadamente 88 a aproximadamente 99 % en volumen, de aproximadamente 91 a aproximadamente 98 % en volumen, de aproximadamente 93 a aproximadamente 97 % en volumen, de aproximadamente 94 a aproximadamente 96 % en volumen. La porosidad total de la composición de fibra puede ser de aproximadamente 88 % en volumen o más, 91 % en volumen o más, 93 % en volumen o más, 95 % en volumen o más, 97 % en volumen o más, 99 % en volumen o más.

La capacidad de retención de agua (CRA) de la composición de fibra también puede medirse mediante la norma ASTM D7367-14, un método de prueba convencional para determinar la capacidad de retención de agua de los mantillos de fibra para plantación hidráulica. Según la norma ASTM D7367-14, la capacidad de retención de agua (CRA) de la composición de fibra puede ser de aproximadamente 400 a aproximadamente 1000 % en peso, de aproximadamente 500 a 1000 % en peso, de aproximadamente 600 a 900 % en peso, basándose en el peso total de la composición de fibra.

Una ventaja adicional de la composición de fibra es una menor densidad aparente en seco así como una menor densidad aparente en húmedo en comparación con los sustratos de la técnica anterior. La alta densidad puede imponer límites de transporte en los sustratos en crecimiento, ya que dichos sustratos pueden alcanzar su límite de peso antes de alcanzar el límite de volumen viable para el transporte. En comparación con medios de mayor densidad, las densidades aparentes en seco y en húmedo más bajas de la composición de fibra proporcionan un mayor volumen de la composición de fibra al usuario final con el mismo peso. La composición de fibra de baja densidad puede añadirse como un componente a los medios de la técnica anterior y reducir así sus costes de transporte en aproximadamente un 5 % o más, 10 % o más, 15 % o más o 20 % o más, en comparación con los medios de la técnica anterior solos. Adicionalmente, un consumidor puede encontrar más fácil comprar y utilizar la composición de fibra debido a su menor peso. La densidad aparente en seco de la composición de fibra puede ser, en orden de preferencia creciente, de aproximadamente 96,1108 kg/m3 (6 libras/pie3) o menos, 64,0739 kg/m3 (4 libras/pie3) o menos, 48,0554 kg/m3 (3 libras/pie3) o menos o 32,0369 kg/m3 (2 libras/pie3) o menos. La densidad aparente en seco de la composición de fibra puede ser de aproximadamente 24,0277 kg/m3 (1,5 libras/pie3) a aproximadamente 96,1108 kg/m3 (6 libras/pie3), de aproximadamente 32,0369 kg/m3 (2 libras/pie3) a aproximadamente 64,0739 kg/m3 (4 libras/pie3), de aproximadamente 35,2406 kg/m3 (2,2 libras/pie3) a aproximadamente 41,648 kg/m3 (2,6 libras/pie3). La densidad aparente en húmedo de la composición de fibra puede ser, en orden de preferencia creciente, de aproximadamente 240.277 kg/m3 (15 libras/pie3) o menos, 160.185 kg/m3 (10 libras/pie3) o menos, 128,148 kg/m3 (8 libras/pie3) o menos, 96,1108 kg/m3 (6<libras/pie3) o menos, 64,0739 kg/m3 (4 libras/pie3) o menos, 48,0554 kg/m3 (3 libras/pie3) o menos o 32,0369 kg/m3>(2 libras/pie3) o menos. La densidad aparente en húmedo de la composición de fibra puede ser de aproximadamente 32,0369 kg/m3 (2 libras/pie3) a aproximadamente 160,185 kg/m3 (10 libras/pie3), de aproximadamente 35,2406 kg/m3 (2,2 libras/pie3) a aproximadamente 80,0923 kg/m3 (5 libras/pie3), de aproximadamente 38,4443 kg/m3 (2,4 libras/pie3) a aproximadamente 48,0554 kg/m3 (3 libras/pie3).

La Tabla 3 ilustra los resultados de las pruebas para una realización de una composición de fibra que comprende aproximadamente un 80 % de componentes de madera y aproximadamente un 20 % de corteza de árbol y otra realización que comprende un 100 % de fibra de madera de pino, basándose en el peso total de la composición de fibra, en comparación con los medios de cultivo de la técnica anterior.

T l : Pr i l m i i n fi r

Los datos de la Tabla 3 fueron recopilados por el laboratorio JR Peters de Allentown, PA, Estados Unidos, usando "Procedimientos para determinar las propiedades físicas de los sustratos hortícolas utilizando el Porómetro NCSU por el Laboratorio de Sustratos Hortícolas", Departamento de Ciencias Hortícolas, Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte, al que se hace referencia en el presente documento.

El volumen porcentual de espacio de aire de la Tabla 3 se refiere a la capacidad de retención de aire de la que se ha analizado anteriormente, que se midió como el volumen porcentual de un sustrato que se llena de aire después de que el material se sature y se deje drenar. Es la cantidad mínima de aire que tendrá el material. El recipiente de medición tenía las siguientes dimensiones: 30,5 x 30,5 x 30,5 cm (12 pulgadas x 12 pulgadas x 12 pulgadas).

La densidad aparente de la Tabla 3 se refiere a la relación entre la masa de sólidos secos y el volumen aparente del sustrato. El volumen aparente incluye el volumen de sólidos y el espacio poroso. La masa se determina tras el secado a peso constante a 105 °C (221 °F) y el volumen es el de la muestra en cilindros.

El contenido de humedad de la Tabla 3 se refiere al porcentaje de humedad encontrado en una muestra basándose en una masa húmeda. Esto se calcula mediante: [(Peso en húmedo - Peso en seco)/Peso en húmedo] X 100. Indica qué proporción de una muestra concreta está compuesta por agua.

La Tabla 4 proporciona una comparación de los medios de cultivo de la técnica anterior con dos realizaciones de la composición de fibra, específicamente una realización de una composición de fibra que comprende aproximadamente un 80 % de componentes de madera y aproximadamente un 20 % de corteza de árbol y otra realización que comprende un 100 % de fibra de madera de pino, basándose en el peso total de la composición de fibra. Los datos de densidad aparente sin compactar de la Tabla 4 se obtuvieron empaquetando la composición de fibra en un recipiente de 30,5 x 30,5 x 30,5 cm (12 pulgadas x 12 pulgadas x 12 pulgadas) después de que la composición de fibra se expandiera mediante un abridor y/o usando un proceso recomendado para el tipo específico de composición de fibra.

Tabla 4: Densidad a arente sin com actar

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La Tabla 5 proporciona una clasificación por tamaños de la fibra de la composición de fibra; el % en peso del material que pasa por distintos tamaños de tamiz, así como la densidad, CRA y la porosidad total también se proporcionan. La porosidad total se midió mediante la prueba del porómetro "Procedimientos para determinar las propiedades físicas de los sustratos hortícolas utilizando el porómetro NCSU del Laboratorio de Sustratos Hortícolas", como se ha mencionado anteriormente.

T l : l ifi i n r m ñ l fi r m r

El tamaño del tamiz de las partículas de fibra en la composición de fibra puede variar del tamaño de tamiz de EE. UU. n.° 8 a n.° 100, pero se contemplan otros tamaños de tamiz. El tamaño de la fibra en la composición de fibra puede variar de aproximadamente 0,149 mm a aproximadamente 2,38. Algunos de los componentes de madera y/o corteza pueden procesarse de manera que se conviertan en un polvo con un tamaño de partícula de aproximadamente 30 pm o menos a 600 pm o más. Por lo general, cuanto menor sea el tamaño de la fibra, mayor será la CRA.

Algunos datos de la tercera y cuarta columnas de la Tabla 5 no se incorporan.

Una bala comprimida que comprenda fibra de madera y/o de corteza que se va a abrir puede producirse mediante el método siguiente. La corteza de árbol, al menos algunas de las cuales pueden contener uno o más pigmentos o precursores de pigmentos, uno o más componentes de madera y un componente no permanente opcional, pueden combinarse para formar una composición inicial. Preferentemente, los componentes de madera son virutas de madera. De aproximadamente 1 a aproximadamente 50 % de una corteza de árbol puede combinarse con de aproximadamente 99 a aproximadamente 50 % en peso de los componentes de madera, basándose en el peso total de la composición inicial. Como alternativa, de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 % en peso de la corteza de árbol puede combinarse con de aproximadamente 95 a aproximadamente 70 % en peso de los componentes de madera, basándose en el peso total de la composición inicial.

La composición inicial se calienta a una temperatura elevada para destruir los microbios en un contenedor presurizado. Normalmente, la etapa de calentamiento puede realizarse a una temperatura en el intervalo de 121 °C (250 °F) o menos a aproximadamente 260 °C (500 °F) o más, de aproximadamente 149 °C (300 °F) a aproximadamente 204 °C (400 °F), de aproximadamente 160 °C (320 °F) a 193 °C (aproximadamente 380 °F). La etapa de calentamiento puede llevarse a cabo durante un tiempo suficiente para destruir los microbios. La etapa de calentamiento se puede realizar durante aproximadamente 1 a aproximadamente 5 minutos o menos a una presión de vapor de aproximadamente 102 kg/cm2 (35 libras/pulgada2) a aproximadamente 351 kg/cm2 (120 libras/pulgada2) o de aproximadamente 146 kg/cm2 (50 libras/pulgada2) a aproximadamente 293 kg/cm2 (100 libras/pulgada2). Por ejemplo, la etapa de calentamiento puede realizarse a una temperatura de aproximadamente 149 °C (300 °F) durante aproximadamente 3 minutos a aproximadamente 234 kg/cm2 (80 libras/pulgada2). La etapa de calentamiento da como resultado un medio de cultivo preferentemente sustancialmente estéril. Preferentemente, la etapa de calentamiento da como resultado un medio de cultivo sustancialmente estéril. Algunos de los pigmentos y/o precursores de pigmentos pueden impartir su color al menos a una parte de los componentes de madera durante la etapa de calentamiento. El caudal de vapor durante la etapa de calentamiento puede ser de aproximadamente 1814 kg/hora (4000 libras/hora) a aproximadamente 6803 kg/hora (15,000 libras/hora).

En el documento US2757150 se divulga un ejemplo de un contenedor presurizado y un proceso relacionado, en el que las virutas de madera se alimentan a un contenedor de vapor a presión que ablanda las virutas. En este proceso puede usarse cualquier tipo de viruta de madera, pero se prefieren las virutas de madera de las variedades de madera blanda, tales como álamo amarillo y, en particular, el pino.

La composición inicial se procesa posteriormente a través de un refinador para formar la composición de mantillo o medio de cultivo. El refinador puede usar una pluralidad de discos para obtener la composición de mantillo o el medio de cultivo. El refinador puede usar dos o más discos, uno de los cuales es giratorio, para separar las fibras de madera entre sí, tal como se expone en el documento US2757150. El refinador suele funcionar a una temperatura inferior a la temperatura del contenedor presurizado. El refinador puede funcionar a una temperatura en el intervalo de 70 °F (21 °C) y 400 °F (204 °C), de aproximadamente 150 °C (150 °F) a aproximadamente 176 °C (350 °F), de aproximadamente 93 °C (200 °F) a aproximadamente 148 °C (300 °F). El refinador puede funcionar con vapor. El refinador puede funcionar a presión atmosférica o a presiones elevadas, tales como presiones de aproximadamente 146 kg/cm2 (50 libras/pulgada2) o inferiores hasta aproximadamente 293 kg/cm2 (100 libras/pulgada2). El refinador puede funcionar a temperaturas y presiones tales que permitan que los pigmentos y/o precursores de pigmentos en la corteza y opcionalmente los pigmentos y/o precursores de pigmentos en la fuente de colorante no permanente impartan su color a las fibras de madera. La etapa de refinado se lleva a cabo durante un tiempo suficiente para impartir el color más oscuro de la corteza y/o el color del colorante no permanente a las fibras. El refinador produce fibras más finas que las que se obtendrían sin dicho procesamiento.

De este modo, se prepara un medio de cultivo o mantillo que puede refinarse aún más mientras pueden añaden componentes adicionales, tales como fertilizantes, como se ha expuesto anteriormente. Posteriormente, la composición de fibra resultante se comprime en las balas para el transporte.

El aparato de abertura de fibras al que se suministra la fibra comprimida comprende una pluralidad de secciones. El aparato de abertura de fibras puede comprender al menos una o más de las siguientes secciones: una sección de transporte, un triturador de balas de fibra, un alimentador, un abridor de fibras, una sección de entrada, una sección de mezcla o una combinación de los mismos. Algunas o todas estas secciones pueden estar unidas entre sí, ya sea temporal o permanentemente. La pluralidad de secciones puede disponerse en más de un orden siempre que el aparato de abertura de fibras sea capaz de reducir la densidad de la fibra de madera y/o corteza muy comprimida, en orden de preferencia creciente, en al menos aproximadamente un 85 % o más, 90 % o más. El aparato de abertura de fibras puede conectarse a otros sistemas de producción, temporal o permanentemente. El número y las dimensiones de cada sección dependerán de los requisitos de una aplicación específica, especialmente de la densidad de fibras diana. Una sola sección puede cumplir una función de una o más secciones, tal como, por ejemplo, la sección de mezcla puede servir también como sección de abertura de fibras.

Como se puede ver en la FIGURA 2, un aparato 10 de abertura de fibras comprende una pluralidad de secciones 12 de transporte, un triturador 14 de balas, una sección 16 de abertura de fibras, una sección 18 de entrada, una sección 20 de mezcla y una sección 22 de envasado. Las FIGURAS 3A y 3B muestran un aparato 10 de aberturas de fibras que comprende una sección 12 de transporte directamente conectada al abridor 16 de fibras.

Una sección 12 de transporte puede entregar una bala de fibras y/o fibra de madera y/o de corteza parcial o totalmente abierta a otras secciones del aparato 10 de abertura de fibras, por ejemplo, al triturador 14 de balas, al abridor 16 de fibras o a la sección 20 de mezcla, a otro sistema de producción o fuera del aparato 10 de abertura de fibras. Una sección 12 de transporte puede comprender cualquier tipo de dispositivo de transporte capaz de cumplir con esta función. La sección 12 de transporte puede comprender un transportador 24 de cualquier tipo, por ejemplo, una cinta transportadora, un transportador de tornillo, un transportador en ángulo; o una plataforma; un tornillo sinfín; un elevador de cangilones; una estructura; similares o una combinación de los mismos. La superficie del dispositivo de transporte puede ser rugosa para evitar el deslizamiento de las balas y/o la fibra, pero también se contempla una superficie lisa de un dispositivo de transporte. La sección 12 de transporte puede estar abierta, al menos parcialmente cerrada o totalmente cerrada. En las FIGURAS 2, 3A y 3B se representan ejemplos no limitativos de una sección 12 de transporte; la sección 12 de transporte, como se ha representado, comprende cintas transportadoras 24. Como se ilustra en las FIGURAS 3A y 4, la sección 12 de transporte puede incluir uno o más protectores 26 removibles que impidan la caída de pedazos de fibra del dispositivo de transporte.

Como ilustran las FIGURAS 3B y 4, el dispositivo 12 de transporte puede incluir además una o más piezas de inserción 28 removibles para ajustar las dimensiones de una abertura 30 que conduce a otras secciones del aparato 10 de abertura de fibras, como una abertura 30 que conduce a un triturador 14 de balas, al abridor 16 de fibras, a la sección 20 de mezcla, a la sección 22 de envasado o a una combinación de los mismos. El ajuste de las dimensiones de la abertura 30 en función de las dimensiones de una bala 1 ayuda a guiar la bala 1 hacia una sección adyacente, como el abridor 16 de fibras en la FIGURA 4 y garantiza que el abridor 16 de fibras pueda enganchar correctamente la bala 1. La FIGURA 4 ilustra que las piezas de inserción 28 pueden instalarse para crear ajustes desiguales a cada lado de la abertura 30. Por ejemplo, las dimensiones de cada pieza de inserción 28 pueden diferir para satisfacer mejor los requisitos de cada aplicación. Como alternativa, las dimensiones de al menos una de las piezas de inserción 28 pueden ser ajustables para que las mismas piezas de inserción 28 puedan usarse para recibir una variedad de balas.

Para iniciar la rotura de la fibra que entra de las balas 1 de fibra de madera y/o corteza muy comprimidas, el aparato 10 de abertura de fibras puede comprender un triturador 14 de balas, cuyos ejemplos se muestran en las FIGURAS 5 y 6. El triturador 14 de balas puede recibir fibra que entra en forma de bala 1 o fibra parcialmente abierta.

El triturador 14 de balas comprende miembros 32 de batidores. Los miembros 32 de batidores son capaces de dividir la fibra que entra en pedazos. Los miembros 32 de batidores dividen mecánicamente una bala 1 de fibra que entra en pedazos de fibra. Los miembros 32 de batidores son capaces de girar en el sentido de las agujas del reloj y/o en sentido contrario a las agujas del reloj, de modo que los salientes 34 de los miembros 32 de batidores puedan acceder a la bala 1 de fibra que entra, entrar en la bala 1, romper la bala 1, retirar los pedazos de fibra de la bala 1 y crear así una fibra parcialmente abierta.

Los miembros 32 de batidores pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración. Por ejemplo, los miembros 32 de batidores pueden ser cilíndricos. Los miembros 32 de batidores pueden tener las mismas dimensiones o dimensiones diferentes. Por ejemplo, el miembro 32 de batidor superior puede tener un diámetro superior a al menos uno de los miembros 32 de batidores inferiores. Los diámetros a modo de ejemplo del miembro 32 de batidor pueden variar de 2 cm a 2 m o más; sin embargo, se contempla cualquier diámetro de los miembros 32 de batidores.

Los miembros 32 de batidores pueden estar dispuestos uno encima del otro o estar dispuestos en una variedad de configuraciones diferentes para que los miembros 32 de batidores puedan retirar la fibra que entra de las balas 1 y/o abrir al menos parcialmente la fibra. Los miembros 32 de batidores pueden estar apilados o escalonados. La FIGURA 5 ilustra tres miembros 32 de batidores que comprenden dos miembros 32 de batidores cilíndricos superiores de dimensiones idénticas y un miembro 32 de batidor cilindrico inferior que tiene un diámetro mayor que los miembros 32 de batidores superiores. Al menos uno de los miembros 32 de batidores puede estar desplazado espacialmente del resto de los miembros 32 de batidores. Como se puede ver en la FIGURA 6, el miembro 32 de batidor situado más abajo está desplazado por estar situado más cerca de la abertura 30 que los restantes miembros 32 de batidores.

Los miembros 32 de batidores pueden comprender una pluralidad de salientes 34 como los que se muestran en las FIGURAS 5 y 6. Los miembros 32 de batidores pueden estar separados por una distancia que crea un espacio 36 que permite que los salientes 34 de los miembros 32 de batidores giren libremente alrededor de su eje sin encontrarse con los salientes 34 de un miembro 32 de batidor vecino, permitiendo al mismo tiempo que pasen pedazos de fibra entre los miembros 32 de batidores. El espacio 36 puede ser ajustable y la cantidad de fibra pasante puede controlarse regulando el tamaño del espacio 36. La fibra que entra puede ser recibida por todos los miembros 32 de batidores al mismo tiempo o por un miembro 32 de batidor a la vez. La fibra que entra puede suministrarse primero al miembro 32 de batidor situado más abajo o al miembro 32 de batidor situado más arriba, dependiendo de los requisitos de una aplicación específica y un dispositivo de transporte que suministre la fibra que entra a los miembros 32 de batidores.

La pluralidad de salientes 34 son capaces de separar las balas 1 de fibra que entra en pedazos de fibra. Los pedazos de fibra separados por el triturador 14 de balas pueden medir de aproximadamente 0,4 mm (aproximadamente V64 pulgadas) o menos hasta aproximadamente 25,4 cm (aproximadamente 10 pulgadas) o más de diámetro, más preferentemente de aproximadamente 3,18 mm (aproximadamente % pulgada) a aproximadamente 12,7 cm (aproximadamente 5 pulgadas) de diámetro, aún más preferentemente de aproximadamente 1,27 cm (aproximadamente / pulgada) a aproximadamente 5,08 cm (aproximadamente 2 pulgadas) de diámetro, preferentemente de 0,64 cm (% de pulgada) a 2,54 cm (1 pulgada) de diámetro.

Los salientes 34 pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración para enganchar las balas 1 y separar las balas 1 en pedazos de fibra. Los salientes 34 pueden tener forma de púas, clavos, pasadores, varillas, tachuelas, clavijas, tornillos, similares o una combinación de los mismos. En las FIGURAS 5 y 6, los salientes 34 tienen forma de púas. Los salientes 34 pueden tener bordes afilados o romos. Los salientes 34 pueden tener una superficie rugosa o lisa o partes rugosas y lisas. Cada miembro 32 de batidor puede tener una o más filas horizontales y/o verticales de salientes 34. Cada fila horizontal y/o vertical de salientes 34 puede tener uno o más salientes 34. Preferentemente, el número total de salientes 34 es tal que el triturador 14 de balas es capaz de dividir las balas 1 de fibra que entra en pedazos de fibra. Preferentemente, la configuración de los salientes 34 es tal que los salientes 34 están igualmente espaciados en cada fila. Incluso más preferentemente, los salientes 34 pueden estar configurados en un patrón de desplazamiento para que los miembros 32 de batidores puedan enganchar toda el área de las balas 1. Como se ilustra en la FIGURA 6, cada miembro 32 de batidor cilindrico puede comprender ocho filas horizontales de salientes 34, comprendiendo cada fila seis salientes 34 que están igualmente espaciados en un patrón de desplazamiento para cubrir la mayor área posible de una bala 1 que se va a abrir.

La FIGURA 5 ilustra además todos los miembros 32 de batidores girando en el sentido de las agujas del reloj. Pero se contemplan otras realizaciones en las que la totalidad o al menos un miembro 32 de batidor gira en sentido contrario a las agujas del reloj o en las que al menos algunos de los miembros 32 de batidores giran en sentido contrario a otros miembros 32 de batidores. La rotación de al menos algunos miembros 32 de batidores puede ser ajustable.

Los pedazos de fibra procedentes del triturador 14 de balas pueden transportarse a una sección 16 de abridor de fibras en un dispositivo de transporte como la cinta transportadora 24 ilustrada en la FIGURA 2. Como alternativa, la bala 1 que contiene la fibra que entra puede transportarse directamente al abridor 16 de fibras, como se ilustra en las FIGURAS 3A, 3B y 4. La sección 16 de abridor de fibras puede estar abierta o ser al menos una cámara parcialmente cerrada. Las FIGURAS 3A y 4 muestran una sección 16 de abridor de fibras parcialmente cerrada que tiene dimensiones ajustables gracias a las piezas de inserción 28 removibles. Como ya se ha indicado, las dimensiones de la abertura 30 pueden ajustarse con piezas de inserción 28 removibles en función de las exigencias de una aplicación especifica y, especialmente, de las dimensiones de la bala 1 entrante. La sección 16 de abertura de fibras comprende elementos de abertura de fibras capaces de reducir la densidad de la fibra. La densidad de la fibra se reducirá al menos en aproximadamente un 85 % o más o en un 90 % o más, en función de los requisitos de una aplicación especifica. Los elementos de abertura de fibras pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración de los mismos para cumplir esta función. Los elementos de abertura de fibras son miembros 38 giratorios. Los miembros 38 giratorios son rodillos cilindricos recubiertos de alambre.

El número de miembros 38 giratorios puede variar, en función de los requisitos de una aplicación especifica. Por ejemplo, la sección 16 de abertura de fibras puede contener una serie de cuatro miembros 38 giratorios, como se representa en la FIGURA 7, pero se contempla cualquier número de miembros 38 giratorios, especialmente para aplicaciones con mayor volumen de fibra que entra. El abridor 16 de fibras incluye al menos dos miembros 38 giratorios, como se ilustra en la FIGURA 8. Los miembros 38 giratorios pueden colocarse uno encima del otro, como se representa en la FIGURA 8 o de forma desplazada, como se ilustra en la FIGURA 7. Como ilustra además la FIGURA 7, cada otro miembro 38 giratorio puede estar desplazado con respecto al primer miembro 38 giratorio.

Los miembros 38 giratorios pueden estar en contacto entre sí o colocados muy próximos entre sí, de modo que una distancia entre dos miembros 38 giratorios defina un espacio 42. El "espacio" se refiere a una distancia entre superficies de miembros giratorios adyacentes sin alambre. El espacio 42 entre los miembros 38 giratorios puede ser ajustable y puede aumentarse o disminuirse en función de los requisitos de una aplicación específica, de modo que pueda controlarse un porcentaje en el que se reduzca la densidad de la fibra. El espacio 42 puede reducirse para abrir la fibra más apretada o aumentarse para aumentar el rendimiento de la fibra. La longitud a modo de ejemplo del espacio 42 puede ser inferior a 1 mm, 1 mm o más, 5 mm o más, 10 mm o más, 5 cm o más o 10 cm o más.

La distancia 42 entre los miembros 38 giratorios adyacentes, incluido el alambre 44, es suficientemente pequeña para crear al menos un punto 40 de agarre. Los miembros 38 giratorios adyacentes se colocan uno respecto al otro para proporcionar al menos un punto 40 de agarre entre los miembros 38 giratorios adyacentes, los miembros 38 giratorios adyacentes separan las fibras a medida que éstas pasan a través del al menos un punto 40 de agarre, de modo que la densidad de la fibra se reduce en al menos un 85 %.

El "punto de agarre" es un punto entre elementos de abertura de fibras adyacentes en el que la fibra es enganchada por los elementos de abertura de fibras al mismo tiempo, de modo que la fibra se rompe, extrae, deshilacha o abre de otra forma y separada en hebras individuales de fibra. La fibra se dirige a cada punto 40 de agarre entre los miembros 38 giratorios adyacentes y pasa a través de cada punto 40 de agarre para separar la fibra en una pluralidad de hebras de fibra de modo que la densidad de la fibra se reduce al menos en un 85 %. En la FIGURA 7, la fibra se dirige a tres puntos 40 de agarre; estando el primer punto 40 de agarre situado entre los miembros giratorios n.° 1 y n.° 2, estando el segundo punto 40 de agarre situado entre los miembros giratorios n.° 2 y n.° 3 y estando el tercer punto 40 de agarre situado entre los miembros giratorios n.° 3 y n.° 4.

La FIGURA 8 ilustra un punto 40 de agarre entre dos miembros 38 giratorios situados directamente uno encima del otro. El punto 40 de agarre ayuda a expandir el volumen de la fibra entrante. A medida que los miembros 38 giratorios enganchan la fibra entrante que avanza hacia y a través del punto 40 de agarre, la superficie de los miembros 38 giratorios, tal como un alambre enrollado que incluye una pluralidad de salientes 46, desgarra la fibra. De este modo, la fibra se abre ampliamente a medida que la fibra pasa por cada punto 40 de agarre entre los miembros 38 giratorios.

Como se representa en la FIGURA 7, el abridor 16 de fibras puede comprender dos conjuntos de miembros 38 giratorios, miembros 38 giratorios del primer conjunto que giran en la misma dirección y en dirección opuesta que los miembros 38 giratorios del segundo conjunto. El primer miembro 38 giratorio puede girar en sentido contrario a las agujas del reloj hacia el segundo miembro 38 giratorio y el segundo miembro 38 giratorio puede girar en sentido de las agujas del reloj hacia el primer miembro 38 giratorio. Cuando los miembros 38 giratorios tercero y cuarto son incluidos como se representa en la FIGURA 7, el tercer miembro 38 giratorio puede girar en sentido contrario a las agujas del reloj hacia el cuarto miembro 38 giratorio y el cuarto miembro 38 giratorio puede girar en sentido de las agujas del reloj hacia el tercer miembro 38 giratorio. Pueden añadirse miembros 38 giratorios adicionales a la configuración. La dirección en la que gira cada miembro 38 giratorio puede alterarse según se desee, ya que al menos algunos de los miembros 38 giratorios pueden girar en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario a las agujas del reloj. Como alternativa, como se representa en la FIGURA 8, dos miembros 38 giratorios pueden girar en direcciones diferentes y girar el uno hacia el otro. Pero los miembros 38 giratorios pueden ajustarse de modo que ambos miembros 38 giratorios giren en la misma dirección.

Los pedazos de fibra o una bala 1 se distribuyen al abridor 16 de fibras de tal manera que la fibra es enganchada por al menos un miembro 38 giratorio. A continuación, la fibra se tritura, prensa, estruja, empuja y/o desgarra en al menos un punto 40 de agarre entre los miembros 38 giratorios adyacentes, de modo que las fibras individuales se separan y la densidad de la fibra se reduce. La fibra puede pasarse además a otros miembros 38 giratorios y a través de al menos un punto 40 de agarre adicional para reducir aún más la densidad de la fibra.

Los miembros 38 giratorios están hechos de un material que permite a los miembros 38 giratorios reducir la densidad de la fibra. Preferentemente, los miembros 38 giratorios son de metal, tal como acero, hierro, aluminio, similares o una combinación de los mismos. Se contemplan otros metales y materiales como los plásticos termoestables. Un alambre 44 se enrolla alrededor de al menos una parte o alrededor de toda el área superficial del miembro 38 giratorio.

El alambre 44 puede estar hecho de metal o de otro material lo suficientemente afilado como para desgarrar pedazos de fibra. El alambre 44 incluye salientes 46 que ayudan a reducir la densidad de la fibra al enganchar los pedazos de fibra y separarlos. Los salientes 46 pueden tener cualquier tamaño o configuración. Los salientes 46 pueden tener dimensiones uniformes o variables. La longitud y/o altura a modo de ejemplo de al menos algunos de los salientes 46 pueden ser inferiores a aproximadamente 5 mm, 5 mm o más, 10 mm o más, 15 mm o más, 20 mm o más, 25 mm o más, 35 mm o más, 50 mm o más, en función de los requisitos de una aplicación específica. La longitud y/o altura de los salientes 46 puede ser de 3 mm a 60 mm, de 15 mm a 35 mm, de 20 mm a 30 mm. La longitud y/o altura de los salientes 46 puede ser de 3 mm a 60 mm, de 15 mm a 35 mm, de 20 mm a 30 mm. La anchura a modo de ejemplo de al menos algunos de los salientes 46 puede ser inferior a aproximadamente 1 mm, 1 mm o más, 5 mm o más, 10 mm o más, 20 mm o más, en función de los requisitos de una aplicación específica. La anchura de los salientes 46 puede ser de aproximadamente 0,1 a 20 mm, de aproximadamente 0,5 a 10 mm, de aproximadamente 1 mm a 5 mm.

Los salientes 46 tienen forma piramidal y una sección transversal triangular. Cada miembro 38 giratorio puede incluir más de un tipo de salientes 46. Los salientes 46 pueden tener bordes afilados o romos. Los salientes 46 pueden tener bordes texturizados, como protuberancias, para facilitar aún más la abertura de la fibra. En las FIGURAS 9A y 9B no según la invención, los salientes 46, con forma de gancho, están inclinados en la dirección de rotación. En las FIGURAS 10 y 11A, los salientes 46 piramidales tienen una sección transversal triangular, los salientes 46 tienen una base 48 ancha que se estrecha gradualmente en la parte superior 50. La parte superior 50 puede ser afilada y puntiaguda o relativamente roma. Los lados de cada saliente 48 pueden ser lisos o rugosos. El ángulo de los lados individuales de los salientes 46 puede variar. Los ángulos a modo de ejemplo pueden ser de aproximadamente 30° o menos, 40° o menos, 50° o menos, 60° o menos, 70° o menos, 80° o menos o más de aproximadamente 80°.

Además de los salientes 46, los miembros 38 giratorios pueden incluir una pluralidad de depresiones 47 que pueden ayudar a la separación de la fibra en hebras individuales de fibra. En la FIGURA 10 se representan depresiones 47 a modo de ejemplo.

El tipo de alambre 44 enrollado alrededor de la superficie de los miembros 38 giratorios puede ser el mismo en todos los miembros 38 giratorios o diferente. Uno o más miembros 38 giratorios pueden incluir al menos un tipo de alambre 44 con diferente cantidad y/o tipo de salientes 46 por 25,4 mm (pulgada) de alambre 44 que los restantes miembros 38 giratorios. Cada alambre 44 puede tener 1 saliente por 25,4 mm (pulgada) de alambre o más, 2 salientes por 25,4 mm (pulgada) de alambre o más, 4 salientes por 25,4 mm (pulgada) o alambre o más, 6 salientes por 25,4 mm (pulgada) de alambre o más, 10 salientes por 25,4 mm (pulgada) de alambre o más; son preferibles 3 salientes por 25,4 mm (pulgada) de alambre. Cada alambre 44 puede tener de 1 a 10 salientes, de 2 a 8 salientes o de 3 a 6 salientes por 25,4 mm (pulgada) de alambre. Los miembros 38 giratorios pueden tener el siguiente espaciado de los salientes 46 a lo largo o ancho de los miembros 38 giratorios: 1 fila de salientes por 25,4 mm (pulgada) de miembro 38 giratorio o más, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 o más filas de salientes por 25,4 mm (pulgada) de miembro 38 giratorio. Los miembros 38 giratorios pueden tener de 1 a 15, de 3 a 10 o de 5 a 7 filas de salientes por 25,4 mm (pulgada) de miembro 38 giratorio.

El alambre 44 se enrolla en espiral alrededor del miembro 38 giratorio. En la FIGURA 10, un alambre 44 se fija en la superficie de los miembros 38 giratorios mediante su colocación dentro de una cresta 52. La cresta 52 permite fijar firmemente el alambre 44, pero también determina el espaciado y el posicionamiento del alambre 44 en la superficie de cada miembro 38 giratorio.

Además de la inserción dentro de una cresta 52, el alambre 44 puede estar fijado al menos a un extremo del miembro 38 giratorio mediante soldadura u otra técnica adecuada.

El alambre 44 en al menos un miembro 38 giratorio puede estar enrollado de tal manera que el miembro 38 giratorio tenga 1 o más filas de alambre por 25,4 mm (pulgada) de anchura de cada miembro giratorio.

La FIGURA 9C muestra el miembro 38 giratorio que tiene 6 filas de alambre por 25,4 mm (pulgada) de anchura del miembro giratorio, mientras que la FIGURA 9D muestra el miembro 38 giratorio que tiene 9 filas de alambre por 25,4 mm (pulgada) de anchura del miembro giratorio.

Las FIGURAS 10 y 11B ilustran que el enrollado de un alambre 44 en el miembro 38 giratorio puede crear espacios 56 entre las filas del alambre 44 enrollado. Los espacios 56 pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración. Los espacios 56 pueden ser simétricos, asimétricos, regulares, irregulares, similares o una combinación de los mismos. La anchura a modo de ejemplo de al menos algunos de los espacios 56 puede ser inferior a aproximadamente 1 mm, de aproximadamente 1 mm o más, de aproximadamente 5 mm o más, de aproximadamente 10 cm o más o de aproximadamente 15 cm o más. Los espacios 56 pueden rellenarse con otro tipo de alambre 44 enrollado o con un material diferente. Como alternativa, los huecos 56 puede incluir una o más depresiones 47.

Con referencia de nuevo a la FIGURA 7, la sección 16 de abertura de fibras puede contener además uno o más deflectores 58 que pueden ayudar a guiar pedazos individuales de fibra a los puntos 40 de agarre, a los miembros 38 giratorios o a ambos. Los deflectores 58 pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración para cumplir esta función. Por ejemplo, los deflectores 58 pueden tener forma de tobogán y/o estar angulados de tal manera que cuando los pedazos de fibra se encuentren con el deflector 58, la fibra es guiada hasta un punto 40 de agarre. Los deflectores 58 evitan que los pedazos de fibra pasen por los miembros 38 giratorios sin ser enganchados por los miembros 38 giratorios y preferentemente por el alambre 44 de los miembros 38 giratorios. La sección 16 de abridor de fibras puede contener cualquier número de deflectores 58. Por ejemplo, el abridor 16 de fibras puede contener uno o más deflectores 58 por cada miembro 38 giratorio, como ilustra la FIGURA 7. Los deflectores 58 pueden estar situados en las paredes del abridor 16 de fibras. Los deflectores 58 pueden fijarse temporal o permanentemente a la sección 16 de abridor de fibras.

Preferentemente, la fibra abierta tiene la densidad deseada a la salida de la sección 16 de abridor de fibras. La fibra abierta de la sección 16 de abridor de fibras puede continuar hacia un dispositivo de transporte que descargará la fibra abierta. Como alternativa, la fibra puede salir o ser transportada a otra sección, tal como una sección 20 de mezcla o una sección 22 de envasado o a una sección 16 de abertura de fibra adicional para abrir aún más la fibra. Alternativamente todavía, la fibra puede transportarse a una sección 18 de entrada para que los componentes adicionales deseados, tales como la turba, abono orgánico, corteza, fibra de coco, nutrientes, fertilizantes y otros componentes mencionados anteriormente, puedan añadirse a la fibra abierta. En la FIGURA 2 se muestra una sección 18 de entrada a modo de ejemplo. Después de que la fibra esté suficientemente abierta, se puede añadir humedad a la fibra para reducir el material pulverulento, facilitar el transporte o una combinación de ambos.

La FIGURA 12 representa una sección 20 de mezcla que comprende al menos una cámara parcialmente cerrada para mezclar los componentes opcionales suministrados desde la sección 18 de entrada y/o la fibra parcialmente abierta. La sección 20 de mezcla puede comprender uno o más miembros 60 de mezcla. Uno o más miembros 60 de mezcla pueden mezclar componentes opcionales individuales y/o la fibra. Los miembros 60 de mezcla pueden girar en sentido a las agujas del reloj y/o en sentido contrario a las agujas del reloj. Todos los miembros 60 de mezcla pueden girar en sentido a las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj. Como alternativa, al menos algunos de los miembros 60 de mezcla pueden girar en dirección opuesta a los otros miembros 60 de mezcla. La rotación de los miembros 60 de mezcla puede modificarse según se desee. La FIGURA 12 representa tres miembros 60 de mezcla; el primer miembro 60 de mezclador girando en el sentido de las agujas del reloj, el segundo miembro 60 de mezcla girando en sentido contrario a las agujas del reloj y el tercer miembro 60 de mezcla girando en sentido de las agujas del reloj.

Todos los miembros 60 de mezcla pueden tener las mismas dimensiones o diferentes dimensiones. Los miembros 60 de mezcla pueden tener cualquier tamaño, forma o configuración. Como se representa en la FIGURA 12, los miembros 60 de mezcla pueden ser cilíndricos. Los miembros 60 de mezcla pueden disponerse directamente uno encima del otro o en una variedad de configuraciones diferentes siempre que los miembros 60 de mezcla sean capaces de enganchar y mezclar adecuadamente los componentes opcionales y/o la fibra. Los miembros 60 de mezcla pueden estar apilados o escalonados, como se ilustra en la FIGURA 12. El escalonamiento de los miembros 16 de mezcla puede ayudar a una mezcla adecuada. Los miembros 60 de mezcla pueden estar separados por una distancia que crea un espacio 62 que permite que los salientes 64 de los miembros 60 de mezcla giren libremente alrededor del eje sin encontrarse con los salientes 64 de un miembro 60 de mezcla vecino mientras se mezclan los componentes opcionales y/o la fibra. El espacio 62 puede ser ajustable para regular la producción de fibra. Los componentes opcionales y/o la fibra pueden ser recibidos primero por el miembro 60 de mezcla superior o inferior.

Los uno o más miembros 60 de mezcla pueden comprender salientes 64 que ayuden a mezclar los componentes opcionales y/o la fibra. Los salientes 64 pueden tener cualquier tamaño, forma o una configuración de los mismos para enganchar los componentes opcionales y/o la fibra parcialmente abierta. Los salientes 64 pueden tener forma de púas, clavos, pasadores, varillas, tachuelas, clavijas, tornillos, similares o una combinación de los mismos. En la FIGURA 12, los salientes 64 tienen forma de púas. Los salientes 64 pueden tener bordes afilados o romos. Los salientes 64 pueden tener una superficie rugosa o lisa. Cada miembro 60 de mezcla puede tener una o más filas horizontales y/o verticales de salientes 64. Cada fila horizontal y/o vertical de salientes 64 puede tener uno o más salientes 64. Preferentemente, el número total y la configuración de los salientes 64 es tal que los componentes opcionales y/o la fibra pueden mezclarse adecuadamente. Los salientes 64 pueden estar igualmente espaciados en cada fila o configurados en un patrón de desplazamiento.

Al menos algunos de los miembros 60 de mezcla pueden estar diseñados como miembros 38 giratorios, opcionalmente enrollados con alambre 40 al igual que los miembros 38 giratorios en la sección 16 de abertura de fibras para proporcionar una mayor abertura de la fibra mientras se mezcla la fibra y/o componentes opcionales al mismo tiempo.

Los componentes opcionales y/o la fibra pueden descargarse o transportarse a una sección 22 de envasado directamente desde el triturador 14 de balas, la sección 16 de abertura de fibras, la sección 18 de entrada o la sección 20 de mezcla. Como se puede ver en la FIGURA 2, la fibra parcialmente abierta y/o los componentes opcionales entran en la sección 22 de envasado situada a continuación de la sección 20 de mezcla. Como alternativa, la mezcla puede transportarse mediante un aparato de transporte convencional, tal como un transportador, hasta una estación de envasado situada a distancia.

El volumen de fibra abierta puede aumentarse o disminuirse regulando la velocidad de rotación de al menos un miembro 32 de batidor, al menos un miembro 38 giratorio, al menos un miembro 60 de mezcla o una combinación de los mismos. La frecuencia de rotación de cualquiera de los miembros giratorios 32, 38 y 60 puede ser de aproximadamente 250 rpm o más, 500 rpm o más, 750 rpm o más, 1000 rpm o más, 1250 rpm o más, 1500 rpm o más, 2000 rpm o más o 3000 rpm o más. La frecuencia de rotación de cualquiera de los miembros giratorios 32, 38 y 60 puede ser de 150 a 3500 rpm, de 250 a 2000 rpm o de 500 a 1000 rpm.

La invención también hace referencia a un proceso para reducir la densidad de la fibra muy comprimida mediante la abertura de la fibra y la producción de un medio de cultivo o mantillo que incluye la fibra abierta con densidad reducida. El proceso puede comprender las siguientes etapas, en donde las etapas pueden realizarse en cualquier orden y repetirse según se desee. El proceso puede incluir una etapa de carga de una o más balas de fibra en un dispositivo de transporte que puede suministrar las balas de fibra que entra muy comprimida a un triturador de balas. El proceso puede incluir una etapa de paso de al menos una bala de la fibra comprimida a través de un triturador de balas antes de suministrar la fibra a un abridor de fibras. El triturador de balas puede dividir en pedazos más pequeños una o más balas de fibra que entra muy comprimida, desgarrando la fibra, así como golpeando y separando los pedazos de fibra de la bala. El proceso puede incluir una etapa de creación de fibra parcialmente abierta separando la bala en pedazos de fibra. El proceso puede incluir además una etapa de enganche de una o más balas con los salientes de uno o más miembros de batidores girando en sentido a las agujas del reloj y/o en sentido contrario a las agujas del reloj. El proceso puede incluir además una etapa de ajuste de un espacio entre dos o más miembros de batidores aumentando o disminuyendo la distancia entre los miembros de batidores, cambiando la dirección de rotación de al menos algunos miembros de batidores y/o ajustando la velocidad de rotación de al menos algunos de los miembros de batidores. El proceso puede incluir además una etapa de transporte de los pedazos de fibra o una o más balas de fibra a la sección de abertura de fibras y la abertura de la fibra mediante el paso de la fibra entre uno o más miembros giratorios de la sección de abertura de fibras. El proceso incluye una etapa de enganche de la fibra comprimida o parcialmente abierta con al menos algunos de la pluralidad de salientes de los miembros giratorios de abridor. Los miembros giratorios de abridor pueden girar en el sentido de las agujas del reloj, en sentido contrario a las agujas del reloj o una combinación de ambos. El proceso puede incluir una etapa de ajuste de la velocidad y/o dirección de rotación de al menos uno de los miembros rotatorios de abridor y/o el aumento y/o disminución de un espacio entre uno o más miembros de batidores. El proceso incluye una etapa de separación de las fibras, expansión y abertura de la fibra comprimida o parcialmente abierta a medida que los pedazos de fibra pasan entre los miembros giratorios de abridor, a través de un punto de agarre o ambos. El proceso incluye una etapa de paso de la fibra a través de un punto de agarre entre los miembros giratorios de abridor adyacentes y así abrir la fibra a medida que la fibra es prensada, aplastada, estrujada, empujada y/o desgarrada en el punto de agarre. El proceso incluye una etapa de separación de la fibra comprimida o parcialmente abierta en una pluralidad de hebras de fibra en el punto de agarre. El proceso puede incluir una etapa de disminución del espacio para abrir la fibra más apretada o aumentar el espacio para aumentar la producción de la fibra. El método puede incluir el guiado de pedazos individuales de fibra y/o fibra parcialmente abierta hacia y/o a través de al menos un punto de agarre mediante el uso de uno o más deflectores. El proceso incluye una etapa de enganche de la fibra con uno o más salientes de uno o más miembros giratorios de abridor de la sección de abridor de fibras y la abertura de la fibra con rodillos de alambre. El proceso puede incluir una etapa de regulación de la capacidad y el volumen de la fibra abierta cambiando la velocidad de rotación de al menos un miembro de batidor, al menos un miembro giratorio de abridor, al menos un miembro de mezcla o una combinación de los mismos. El proceso también puede incluir una etapa de suministro de componentes opcionales desde una sección de entrada. El proceso puede incluir además una etapa de mezcla de la fibra y/o componentes opcionales en una sección de mezcla mediante uno o más miembros de mezcla. El proceso puede incluir una etapa de envasado de la fibra al menos parcial o totalmente abierta. El proceso puede incluir la descarga de la fibra abierta. El proceso puede incluir la adición y/o eliminación de una o más secciones del aparato de abertura de fibras, así como la unión de una o más secciones del aparato de abertura de fibras entre sí, por ejemplo, mediante pernos, tuercas, similares o una combinación de los mismos, temporal o permanentemente. El proceso puede incluir la adición de la fibra abierta como componente en un medio de cultivo o mantillo. El proceso puede incluir una etapa de formación de un medio de cultivo o mantillo que incluya la fibra abierta.

Esta divulgación también se refiere a un medio de cultivo o mantillo preparado por el proceso descrito anteriormente. El medio de cultivo o mantillo resultante incluye la fibra abierta por el aparato de abertura de fibras. La densidad resultante del mantillo o medio de cultivo que incluye la fibra abierta es inferior a la densidad de la fibra en una bala comprimida en aproximadamente un 85 % o más o en un 90 % o más. El medio de cultivo o mantillo resultante puede aplicarse hidráulicamente. La densidad resultante del mantillo o medio de cultivo que incluye la fibra abierta es inferior a la densidad de la fibra en una bala comprimida en al menos aproximadamente un 85 a 99 %, de 85 a 95 % o de 85 a 90 %.

Tal y como es necesario, las realizaciones detalladas de la presente invención se divulgan en el presente documento; sin embargo, debe entenderse que las realizaciones divulgadas son simplemente ejemplos de la invención que puede realizarse de diversas formas y alternativas. Las figuras no están necesariamente a escala; algunas características pueden estar exageradas o minimizadas para mostrar detalles de componentes particulares. Por lo tanto, los detalles específicos estructurales y funcionales que se divulgan en el presente documento no deben interpretarse como limitaciones, sino simplemente como base representativa para enseñar a un experto en la materia a emplear de diversas maneras la presente invención.

Si bien las realizaciones a modo de ejemplo se describen más arriba, no se pretende que estas realizaciones describan todas las formas posibles de la invención reivindicada.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Aparato (10) de abertura de fibras que puede usarse para abrir un medio de cultivo comprimido que incluye fibras, comprendiendo el medio de cultivo comprimido fibra de madera y/o de corteza; comprendiendo el aparato (10) de abertura de fibras:

al menos una sección (14, 20) con al menos un conjunto de miembros (32, 60) giratorios adyacentes con salientes (34, 64); y

una sección (16) de abridor de fibras que tiene miembros (38) giratorios de abridor, teniendo cada uno de los miembros (38) giratorios de abridor una superficie que incluye al menos un alambre (44) enrollado alrededor de al menos una parte de la superficiecaracterizado porquecada uno de los miembros (38) giratorios de abridor tiene crestas (52) en la superficie, estando el al menos un alambre asegurado dentro de las crestas yporqueel alambre (44) incluye una pluralidad de salientes en forma de salientes (46) piramidales;

teniendo cada saliente (46) piramidal una sección transversal triangular, que forma una base (48) ancha que se estrecha gradualmente en la parte superior (50) del saliente (46) piramidal; siendo los salientes (46) piramidales capaces de enganchar el medio de cultivo,

siendo los miembros (38) giratorios de abridor colocados uno con respecto al otro para proporcionar al menos un punto (40) de agarre entre los miembros (38) giratorios de abridor adyacentes, siendo los miembros (38) giratorios de abridor capaces de separar las fibras del medio de cultivo que pasan a través del al menos un punto (40) de agarre de modo que la densidad de la fibra que pasa se reduce en al menos un 85 %, en relación con la densidad de la fibra del medio de cultivo comprimido que entra.

2. Aparato (10) de abertura de fibras según la reivindicación 1, en donde la al menos una sección (14) es un triturador (14) de balas que tiene al menos un conjunto de miembros (32) de batidores giratorios adyacentes con salientes (34), estando dicho triturador (14) de balas situado aguas arriba de la sección (16) de abridor de fibras, enganchando la pluralidad de salientes (34) el medio de cultivo comprimido para separar el medio de cultivo en pedazos de fibra.

3. Aparato (10) de abertura de fibras según la reivindicación 1, en donde la distancia entre miembros (32, 38, 60) giratorios adyacentes en al menos un conjunto de miembros giratorios adyacentes es ajustable.

4. Aparato (10) de abertura de fibras según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde cada miembro (38) giratorio de abridor tiene una anchura, en donde el al menos un alambre (44) comprende al menos seis filas de alambres (44) con una pluralidad de salientes (46) piramidales por longitud de 25,4 mm (1 pulgada) de la anchura.

5. Aparato (10) de abertura de fibras según la reivindicación 4, en donde el alambre (44) incluye al menos tres salientes (46) piramidales por longitud de 25,4 mm de longitud de alambre.

6. Aparato (10) de abertura de fibras según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el aparato (10) de abertura de fibras comprende además al menos uno de: una sección (18) de entrada de componentes para suministrar componentes adicionales al medio de cultivo, una sección (12) de transporte, una sección (20) de mezcla o una sección (22) de envasado.

7. Aparato (10) de abertura de fibras según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde los miembros (38) giratorios de abridor incluyen una pluralidad de depresiones (47) situadas en el espacio (56) entre las filas de dicho alambre (44) enrollado.

8. Método para reducir la densidad de un medio de cultivo comprimido que incluye fibras, comprendiendo el método:

suministrar el medio de cultivo comprimido que comprende fibra de madera y/o de corteza a un aparato (10) de abertura de fibras de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

enganchando la pluralidad de salientes (46) piramidales en la sección (16) de abridor de fibras los pedazos de fibras para expandirlos y abrirlos al pasar por el al menos un punto (40) de agarre entre los miembros (38) giratorios de abridor y separarlos en una pluralidad de hebras de fibras y descargar la fibra abierta de menor densidad.

9. Método para reducir la densidad según la reivindicación 8, que comprende además:

hacer que el medio de cultivo comprimido se suministre en forma de al menos una bala (1) con una densidad de aproximadamente 160 kg/m3 a aproximadamente 480 kg/m3 y haciendo pasar la al menos una bala (1) a través del triturador (14) de balas del aparato (10) de abertura de fibras según la reivindicación 2;

enganchar el medio de cultivo con los salientes (34) del al menos un conjunto de miembros (32) de batidores giratorios adyacentes del triturador (14) de balas que giran a una velocidad de rotación de al menos aproximadamente 250 rpm; y

crear fibras parcialmente abiertas separando la bala (1) en pedazos de fibra.

10. Método para reducir la densidad según la reivindicación 8, en donde dicho aparato (10) de abertura de fibras comprende una sección (20) de mezcla según la reivindicación 6, en donde dicho medio de cultivo comprende fibras de madera y/o de corteza teñidas con pigmentos,

y en donde dicho método comprende además suministrar al medio de cultivo componentes opcionales que incluyen al menos uno de: fertilizante(s), macronutriente(s), micronutriente(s), mineral(es), aglutinante(s) químico(s), goma(s) natural(es), fibra(s) artificial(es) entrelazada(s), tierra y semillas a la fibra abierta; y mezclar el medio de cultivo con los componentes opcionales en dicha sección (20) de mezcla.