Технология производства пеллет


Производство топливных пеллет - техника и технология

    Последнее десятилетие всё большее значение на мировом топливном рынке придают древесным гранулам - пеллетам. Они -  наиболее распространенный тип гранулированного топлива и, как правило, сделаны из отходов деревопереработки – опилки, стружка, горбыль, обрезки.

    В общем, гранулы, как новый и прогрессивный вид топлива, широко используются во многих странах за счет их явных преимуществ:

    1. Разнообразие сырья. В прошлом как классическое топливо всегда рассматривалась цельная древесина . По сравнению с цельной древесиной, древесные гранулы могут быть изготовлены из любых органических материалов, таких как солома, опилки, травы…
    2. Экологическая эффективность. После производства гранулы имеют низкую влажность и высокую плотность. Это гарантирует, что при их сжигании будет выброшено меньше углекислого газа в атмосферу.. То есть, гранулы производят меньше золы и меньше дыма.
    3. Низкая себестоимость. При сравнении со многими видами топлива древесные гранулы немного дороже, чем обычное дерево, опилки и т.п., ведь они требуют производственного процесса Однако, если сравнивать с другими видами топлива, такими как нефть, природный газ и т.д., то они оказываются намного дешевле, а если учесть доступность сырья в виде отходов на лесопильном и лесоперерабатывающем производстве, то экономическая эффективность пеллет очевидна.

    Одна тонна пеллет равняется:

  • 455 литрам мазута = 0,45 м³ природного газа
  • 644 литрам пропана = 4,775 кВт/ч электроэнергии


Производственный цикл в малом бизнесе и домашнем хозяйстве

Маленькие грануляторы чаще всего используются при производстве топливных брикетов из биомассы. На рынке такие грануляторы называют грануляторами с плоской матрицей. Они используются для домашнего хозяйства, собственных нужд и малого бизнеса. Например, в отопительной системе собственного жилья вы можете использовать свои собственные древесные гранулы, модернизировав имеющийся или приобретя новый котел. Кроме того, для того, можно гранулировать корма для различных животных.

Производственный процесс включает в себя 3 этапа:

  • Подготовка сырья


Сырье может быть различным, например, древесные отходы (опилки, древесная стружка и т.д.), отходы сельскохозяйственного производства (солома, кукурузные стебли, лузга и т.д.), органические остатки (трава, листья и т.д.), и другие биомассы.

Размер сырья перед загрузкой в гранулятор не должен превышать 5 мм, так что, для уменьшения размеров до минимальных, сырье нужно пропустить через молотковую дробилку. Молотковые дробилки могут работать на высоких скоростях - от 3000 об/мин до 8000 об/мин.

Размер на выходе контролируется за счет отверстий сит, которые могут быть от 1 мм до 10 мм. Молотковые дробилки очень популярны для измельчения сырья при производстве пеллет, т. к. благодаря большому ассортименту сит могут использоваться практически для любого сырья.

  • Гранулирование


Высушенное сырье направляется в прессующий узел гранулятора, где роликом создается высокое давление. В общих чертах, самыми распространенным являются D-тип (тип с вращающейся матрицей) и R-тип (тип с вращающимися роликами). В грануляторах используются различные виды привода - электродвигатели, дизельные двигатели, бензиновые двигатели, вал отбора мощности.

  • Упаковка

По окончанию процесса древесные гранулы пакуют в пластиковые пакеты для защиты от влажности и удобства транспортировки.

Стандартный производственный процесс в больших грануляторах

В промышленном производстве используются пеллетные заводы и линии для производства пеллет. В основном, они состоят из дробилки для древесных отходов, молотковой дробилки, сушилки, установки для гранулирования (обычно используются грануляторы с кольцевой матрицей), охладителя  и прочего вспомогательного оборудования (питатели, упаковочные машины и т. д.).

Производственный процесс включает в себя 8 этапов:

  • Первичное измельчение древесины


Перед началом производства сырье должно быть предварительно обработано. Первичное измельчение является важным моментом в процессе гранулирования, т.к. оно может стать ограничивающим фактором в производстве пеллет, а также является самым затратным этапом всего процесса. Для предварительной обработки сырья используются дробилки для древесных отходов – щепорезы, валковые дробилки. По завершению дробления фракция должна быть подходящих размеров – 6-25 мм

  • Сушка


Перед загрузкой в грануляторы сырье должно быть тщательно высушено (5-20% в зависимости от фракции и типа сырья). Стандартным оборудованием в линии является барабанная сушилка – максимально простое в обслуживании и обращении оборудование с неплохим КПД за невысокую цену. Альтернативным выбором является аэродинамическая сушилка – намного более эффективная и компактная.

  • Очистка от примесей


В целях обеспечения качества гранул, сырье должно быть очищено от примесей, таких как металлы, камни или другие. Крупные камни и другие материалы убираются в ручную или с помощью камнеуловителей. От металлов сырье очищают с помощью магнита на конвейерной ленте или металлоуловителя.

  • Вторичное измельчение


Этот процесс осуществляется молотковой дробилкой для уменьшения размеров сырья до 4-8 мм. На данной ступени сырье должно быть сухим. Размеры помола контролируются ситом.

  • Гранулирование


На данном этапе сырье формируется в пеллеты. Через фильеры матрицы гранулятора под высоким давлением опилки прессуются в древесные гранулы. На выходе гранулы горячие и относительно мягкие.

  • Охлаждение


Охлаждение является важной частью процесса производства качественных древесных гранул. Оно необходимо для отвердения готовых пеллет -  они горячие и пластичные, легкодеформируемые до полного остывания.

  • Контроль продукции


На данном этапе  сформированные и охлажденные гранулы проверяются на наличие превышающих требуемый  размер пеллет. Тщательность проверки зависит от условий местного рынка и индивидуальных особенностей производства.

  • Хранение и фасовка


По завершению процесса производства для  обеспечения удобства использования, транспортировки и  привлекательного внешнего вида, гранулы расфасовываются по пластиковым пакетам, так гранулы менее подвержены истиранию во время доставки. В летнее время, когда спрос на рынке на древесные гранулы небольшой, их приходится длительно хранить. Древесные гранулы должны храниться в сухих условиях, так что очень важным фактором является наличие влагозащищенного помещения.

  • Линия для производства древесных гранул.


Благодаря исследованиям последних лет стало понятно, что рынок древесных гранул перспективен и набирает оборот. Более того, древесные гранулы более безопасны для окружающей среды, чем традиционные виды топлива, поскольку могут быть изготовлены из отходов. Это является важным элементом защиты окружающей среды. К тому же, древесные гранулы, как новый вид топлива, могут повысить КПД использования топлива. Не имеет значения для домашнего использования или для коммерческого, древесные пеллеты, в любом случае, весьма перспективное направление.

 

Секреты производства пеллет - ТехноМашСтрой

Сегодня идет речь о полной и глубокой переработке древесины, и особенно актуальным является вопрос по утилизации отходов деревообработки. Мы считаем, что одной из самых наилучших технологий переработки древесных отходов является – производство пеллет. Вот несколько критериев по которым данная технология переработки отходов превосходит другие:

  • Технология довольно проста.
  • Для обслуживания работы оборудования необходимо минимальное количество персонала.
  • Себестоимость производства довольно небольшая, а вот отдача от бизнеса высокая.<
  • Возможность переработки отходов различных размеров. Но как мы уже знаем, чтобы эффективно работать, необходимо знать технологию производства продукции от А до Я. И здесь к технологии производства относится:
  • Сырье, с его размерами и влажностью.
  • Процесс работы оборудования и режимы работы.
  • Качество получаемых пеллет.
  • Правильная упаковка пеллет.

При этом в интернете имеется достаточно большое количество информации про оборудования различных фирм. Но вот как работать на таком оборудовании никто не говорит, какое сырье предпочтительнее, какие нормы расхода сырья, как увеличить ресурс работы линии.

Сырье для производства пеллет

Сырьем для пеллет является измельченная древесина размером около 1 мм толщиной и до 3-4 мм длиной. Преимуществом производства пеллет является тот факт, что здесь не требуется специально подготовленная стружка как к примеру для дсп. В сырье не допускается наличие минеральных примесей и металлических включений. Сырье для производства пеллет оказывает влияние на цвет готовых гранул:

  • Черные пеллеты получают из древесины с наличием коры, и возможным наличием гнили несоблюдением технологии…
  •  Серые пеллеты получают из неокоренной древесины. На фото видно что пеллеты имеют включения коры. При уменьшении размера стружки включения могут быть и не видны, но пеллет будет иметь темноватый оттенок.
  •  Светлый пеллет получают из качественной окоренной древесины. Светлый пеллет обладает большей теплоотдачей, меньше крошится и соответственно дороже стоит чем серые и черные гранулы.

Кроме цвета пеллет, от сырья зависит и качество склеивания пеллет. Дело в том что связующим веществом в процессе прессования пеллет является природный лигнин, который содержится в древесине. Но содержание лигнина в каждой породе разное, и соответственно чем больше лигнина содержится в древесине тем качественнее пеллет.

Еще одним важным технологическим фактором при производстве гранул является такой параметр древесины как твердость. Дело в том что чем жестче древесина, тем больший износ режущего инструмента, матрицы и пуансона пресса.

Как влияет сырье на получение пеллет

 Сегодня рассмотрим сырье для пеллет получаемых из опилок. Мы знаем что опилки могут быть разными и различаться по породе, по размерам, по влажности… Также мы рассмотрим какие параметры и как влияют на производство пеллет и это особо важно как нам кажется при производстве пеллет своими руками, так как промышленное оборудование не столь чувствительно как небольшой станок с малой мощностью.

  Влияние породы древесины на склеиваемость пеллет из опилок

Теперь переходим к основной теме этой статьи. Пеллеты могут производиться из разных пород древесины, я же хочу рассказать из какой древесины пеллеты будут получаться лучше, какая древесина подходит оптимально, в общем рассмотрим некоторые критерии сырья для пеллет…
Как всем известно связующим в производстве пеллет выступает лигнин из древесины. Так вот чем больше природного лигнина в древесине, тем проще получить качественные пеллеты из опилок. Итак нам необходима табличка на содержание лигнина в древесине:
Сосна–27,05%.
Ель–27,00%.
Пихта–29,89%.
Бук–27,72%.
Береза–19,10%.
Осина–21,67%.
В среднем в древесине хвойных пород лигнин содержится в пределах 26-30%, в лиственных породах 19-28 % от общей абсолютно сухой массы древесины. Ну и конечно чем ниже содержание лигнина, тем большее количество отсевов мы получаем, а это большие затраты электроэнергии и незначительные снижения производительности.

 Влияние твердости дерева на получение пеллета

Еще одним интересным фактором в производстве пеллет является твердость древесины, чем тверже древесина, тем более сложно ее переработать в стружку, сложнее спрессовать в пеллет. Повышается расход электроэнергии, увеличиваются нагрузки и соответственно расход инструмента (ножи, матрица, ролики). Предлагаю вам сравнить твердость некоторых пород.древесины:

Сосна–260кГ/см2.
Ель–235кГ/см2.
Пихта–255кГ/см2.
Бук–555кГ/см2.
Береза–425кГ/см2.
Осина – 240 кГ/см2.

Опять же один кубометр пеллет из опилок более плотных пород будет обладать большей насыпной плотностью и большей теплотой сгорания. К примеру один кубометр пеллет из березы выделит больше тепла чем один кубометр пеллет из опилок сосны.


Работа линии по производству пеллет

 Итак, прессование осуществляется за счет продавливания через матрицу мелких опилок. Опилки просыпаются на матрицу и затем вдавливаются в отверстия роликами катающимися по матрице. износ роликов пуансона и матрицы огромное влияние оказывает очень интересная технология запуска пресса

 Пресс пеллет – подготовка к работе

 В свое время когда я только начал изучать изготовление гранул, я и не думал что это производство именно с таким количеством нюансов, и технология производства пеллет так чувствительно к настройке пресса. Очень часто можно встретить такую ситуацию что пеллет не идет или вообще пресс для пеллет невозможно запустить, иначе говоря он запускается, но матрица сразу забивается. Но сначала про запуск пресса (при условии что матрица уже притерта).

Пресс для изготовления пеллет запускается в следующем порядке:

  • Включатся основной двигатель вращения пуансона, стружка не подается
  • Подается первичная смесь. Под первичной смесью мы понимаем состав масло и опилки. Дело в том что для более мягкого запуска и остановки пресса, а также для увеличения работы матрицы, подается смесь пеллетов или опилок с маслом. Если остановить пресс пеллет с обычной стружкой без масла (в матрице опилки стандартной влажности без масла), то уплотненная стружка как бы прикипает к стенкам матрицы и потом при запуске необходимо очень большое усилие чтобы продавить эту стружку, при этом данного усилия во многих случаях как правило не хватает и пресс просто забивается, в это время идет повышенная нагрузка и соответственно повышенный износ двигателя и передающих механизмов пресса. Теперь более подробно про смесь, как вы понимаете ее функция более мягкий запуск пресса и меньший износ пресса. Специалисты производящие матрицы и пресса, рекомендуют смешивать опилки с чистым дизельным, автомобильным маслом, дабы снизить силу трения между смесью и стенками быстроизнашивающейся матрицы, и конечно же образовавшийся пеллет с маслом потом выкидывать, приготавливая новый раствор на новые остановки и запуски. Народные умельцы или по другому наши русские специалисты приспособились вместо чистого и относительно дорогого масла смешивать стружку с дешевой отработкой от автомобилей, от редукторов или других механизмов, при этом получившийся пеллет с маслом после запуска, убирают до остановки и вместо новой смеси используют много много раз, засыпая данную смесь и на остановку пеллет, и на запуск, при необходимости добавляя в смесь немного отработанного масла. При этом засыпая первый раз стружку с маслом мы получаем пеллет с маслом, затем уже используем при запусках и остановках пеллет с маслом. Плюсом такого “усовершенствования” является значительная экономия на масле, минусом может служит более быстрый износ матрицы, так как отработка и еже с ней содержит большое количество металлических примесей.
  • Ждем когда пойдет пеллет, при этом пеллет с маслом мы убираем или выкидываем (в зависимости от того будете ли вы использовать повторно данную смесь).
  • После того как начал продавливаться пеллет через матрицу, включается минимальная подача стружки в пресс, при этом подача стружки с маслом прекращается. Стружка убирается до тех пор пока не появится только пеллет без масла.
  • После появления только чистых пеллет без масла скорость подачи опилок в пресс для изготовления пеллет увеличивается, пресс выводится на проектную мощность.

 Почему забивается пресс для изготовления гранул

 Если пеллет не идет, вы не смогли продавить матрицу, не стоит крутить и мучить пресс, необходимо останавливать всю систему и пробивать или просверливать отверстия матрицы.

Пресс для производства пеллет очень часто забивается опилками, предлагаю вам рассмотреть основные причины его забивания, когда через матрицу не продавливаются гранулы. Будем считать что все технологические параметры в норме:

  • Давление пуансона на матрицу в норме
  • Влажность стружки 12-15%
  • Фракционный состав в норме

Это случается довольно часто, когда пресс для пеллет работал, работал и вдруг нагрузка на двигатель полезла, двигатель выбивает и весь пресс завален опилками. Оператор все очищает, подготавливает матрицу, запускает пресс и после двух трех часов все повторяется снова, пресс останавливается, оператор очищает, при этом все нормально, замечаний по технологии как бы нет. На самом деле когда начинают разбираться выявляются казалось бы незначительные причины, но именно они так негативно влияют на работу пресса:

  • Если один из роликов немного болтается или подклинивает – пресс работать не будет
  • Если давление пуансона хотя бы немного не стабильно, то есть случается так что по какой то причине (пропускает клапан) с пуансона уходит давление, в таком случае датчик может и не показывать сразу падение давления, так как в это время сила прижима пуансона уменьшается и на матрицу начинает накатываться слой опилок. Пуансон поднимается над матрицей и давление остается на прежнем уровне.

Немаловажную роль в оптимизации производства древесных гранул играет автоматизация и визуализация производственного процесса. Конечно же для контроля процесса в настоящее время просто необходимо каждую смену отслеживать какое количество отсева, после сортировки готового пеллета на сите, уходит в повторную переработку, какой коэффициент получается после работы каждой смены (для этого устанавливаются весы измеряющие массу подаваемой стружки на пресс). Необходимо видеть какие скорости пресса были в процессе смены. Очень полезно следить за временем остановки и запуска линии, количеством простоев за смену, стоит понимать что на производстве пеллет каждый запуск и остановка пресса это критические нагрузки и максимальные износы матрицы и роликов, поэтому их просто необходимо отслеживать и сводить к минимуму. Предлагаю вам ознакомиться с ориентировочными нормами расхода при производстве пеллет. При установке новой матрицы и новых роликов для изготовления высококачественных гранул требуется какое то время для притирки рабочих механизмов, поэтому часто на новых механизмах можно не получить желаемое качество. Также существует искусственный вариант выхода из строя матрицы и роликов – попадание твердых инородных частиц (камней, металла), на рабочих механизмах образуются впадины и прессование на данных участках не происходит. Качественное прессование это когда гранулы выдавливаются из всей поверхности матрицы, а не частями. Выдавливание гранул только из некоторых частей матрицы говорит о том что пресс настроен неправильно, причин может быть множество это и выход из строя матрицы или роликов, колебания матрицы в посадочном месте, выход из строя подшипников на роликах и т.д..

Все качественные показатели гранул между собой взаимосвязаны. И как правило при несоблюдении каких то технологических параметров (влажность, давление, фракционный состав) сразу снижаются все качественные показатели окатышей (так ласково их называют в Европе).

Качество пеллет зависит от:

  • Правильно выбранной влажности сырья (окатыши со стружки повышенной влажности  будут иметь больший объем чем гранулы со стружки пониженной и средней влажности при одинаковой массе)
  • От фракционного состава сырья (чем крупнее стружка тем труднее ее спрессовать, при этом готовый окатыш с крупной стружкой может рассыпаться из за восстановления формы спрессованной стружки)
  • От породы сырья (хвойные пеллеты получаются более качественные чем из пород лиственной древесины)
  • От износа матрицы и роликов (при износе стружка не прессуется а накатывается на матрицу)
  • От правильно настроенных зазоров между роликами и матрицей.
  • От диаметра прессуемых пеллет (чем меньше диаметр пеллет тем лучше качество пеллет при одинаковых условиях прессования)

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЛЛЕТ ДУМАЮ ТЕПЕРЬ МНОГИМ СТАЛА БОЛЕЕ ПОНЯТНА.

Производство топливных пеллет из биомассы

Введение

Популярность древесных пеллет в качестве топлива для отопления в последние годы чрезвычайно возросла, и многие домовладельцы и коммерческие предприятия предпочитают пеллетные печи или котлы традиционному дровяному оборудованию из-за их относительной простоты использования. . В результате спрос на топливные пеллеты также быстро вырос. Однако древесина не является единственным подходящим сырьем для производства пеллетного топлива. Для производства гранул можно использовать широкий спектр материалов биомассы, в первую очередь многолетние травы, такие как просо просо или мискантус. Не только это, но и необходимое оборудование для производства пеллет доступно в различных размерах и масштабах, что позволяет использовать все, от самого маленького масштаба (отдельные домовладельцы, производящие только для личного пользования) до крупнейших коммерческих заводов, производящих более 500 миллионов тонн. пеллет в год.

Свойства пеллет из биомассы

Пеллеты из биомассы, как правило, являются лучшим топливом по сравнению с исходным сырьем. Гранулы не только более энергоемкие, с ними также легче обращаться и использовать их в автоматизированных системах кормления. Эти преимущества в сочетании с устойчивыми и экологически чистыми свойствами топлива делают его очень привлекательным для использования. Стандартная форма топливной таблетки – цилиндрическая, диаметром от 6 до 8 миллиметров и длиной не более 38 миллиметров. Иногда производятся и более крупные гранулы; если они имеют диаметр более 25 миллиметров, их обычно называют «брикетами».

414 3 СПАСПОЛЬКИ 1414 3 333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333.
Таблица 1. Типичные свойства гранул из биомассы из разных источников.
FEEDSTOCK Плотность объема (кг/м 3 ) Содержание энергии (MJ KG -1 ) Содержание пепла (%) Ссылка
606 20,1 0,45 2
Кора 676 20.1 3,7 2
Заготовка остатков 552 20,8 2,6 2
Просо просо 445 19,2 4,5 3, 7
Пшеничная солома 475 16 6,7 3, 9
Ячменная солома 430 17,6 4,9 3, 8
Кукурузная солома 550 17,6 3,7 3, 1

Примечание: чтобы преобразовать МДж кг -1 в БТЕ/фунт, умножьте на 430. Чтобы преобразовать из кг/м 3 в фунт/фут 3 , умножьте на 0,0624279.

Высококачественные пеллеты сухие, твердые и прочные, с небольшим количеством золы, остающейся после сгорания. По данным Института пеллетного топлива, пеллеты «премиум» (которые в настоящее время являются наиболее распространенными пеллетами на рынке) должны иметь содержание золы менее 1 процента, тогда как «стандартные» пеллеты могут иметь зольность до 2 процентов. Все гранулы должны иметь уровень хлоридов менее 300 частей на миллион и не более 0,5 процента мелких частиц (пыли). Многие исходные биомассы имеют более высокое содержание золы, чем разрешено стандартом. Кроме того, некоторые травы и другие материалы образуют пепел, который при высоких температурах имеет тенденцию образовывать комки и отложения. Из-за этого большинство печей на древесных гранулах не подходят для сжигания топливных гранул, изготовленных из других материалов, кроме дерева. Вместо этого следует использовать печи на пеллетах из биомассы, которые разработаны специально для этих видов топлива.

A Описание процесса гранулирования

Процесс производства топливных гранул включает размещение измельченной биомассы под высоким давлением и продавливание ее через круглое отверстие, называемое «матрицей». При воздействии соответствующих условий биомасса «срастается» между собой, образуя твердую массу. Этот процесс известен как «экструзия». Некоторая биомасса (в первую очередь древесина) естественным образом образует высококачественные топливные гранулы, в то время как для других видов биомассы могут потребоваться добавки, которые служат «связующим веществом», удерживающим гранулы вместе.

Однако создание пеллет — лишь небольшой шаг в общем процессе производства топливных пеллет. Эти этапы включают измельчение сырья, контроль влажности, экструзию, охлаждение и упаковку. Каждый шаг должен выполняться с осторожностью, если конечный продукт должен быть приемлемого качества.

Измельчение сырья

Для грануляторов стандартного размера обычно требуется биомасса, измельченная до частиц размером не более 3 миллиметров. Для выполнения этой задачи доступно несколько типов оборудования. Если биомасса довольно большая и плотная (например, древесина), материал сначала пропускают через «дробилку», а затем пропускают через молотковую мельницу или подобное устройство для измельчения частиц до требуемого размера. Более мелкую и мягкую биомассу (например, солому) можно подавать непосредственно в молотковую мельницу без предварительного измельчения.

Контроль влажности

Поддержание надлежащего уровня влажности в исходном сырье жизненно важно для общего качества конечных гранул. Для древесины требуемый уровень влажности исходного сырья составляет около 15 процентов. К другим типам биомассы предъявляются другие требования — возможно, вам придется немного поэкспериментировать. Влага может быть удалена из исходного сырья сушкой в ​​печи или обдувом частиц горячим воздухом. Если исходное сырье слишком сухое, можно добавить влаги путем подачи в исходное сырье пара или воды.

Экструзия

На этом этапе фактически создается гранула. Ролик используется для сжатия биомассы на нагретой металлической пластине, называемой «матрицей». В матрице просверлено несколько небольших отверстий, которые позволяют продавливать биомассу в условиях высокой температуры и давления. Если условия правильные, частицы биомассы сливаются в твердую массу, превращаясь в гранулы. Лезвие обычно используется для разрезания гранул на заданную длину, когда они выходят из матрицы. Некоторая биомасса имеет тенденцию сливаться вместе лучше, чем другая биомасса. Опилки являются особенно подходящим сырьем для гранулирования, потому что лигнин, естественным образом присутствующий в древесине, действует как клей, скрепляющий гранулы. Трава, как правило, почти так же не сплавляется, и полученные гранулы менее плотные и их легче разбить. Правильное сочетание свойств исходного материала и работы оборудования для гранулирования может свести к минимуму или устранить эту проблему. Также можно добавить в биомассу «связующий» материал, чтобы помочь ей склеиться, или смешать фракцию опилок с аналогичными результатами. Сообщается, что Distillers Dry Grains (продукт производства этанола из кукурузы) улучшает связывающие свойства некоторых видов биомассы.

Охлаждение

Гранулы после выхода из матрицы довольно горячие (~150°C) и довольно мягкие. Поэтому их необходимо охладить и высушить, прежде чем они будут готовы к использованию. Обычно это достигается путем продувки гранул воздухом, когда они находятся в металлическом бункере. Конечная влажность пеллет должна быть не выше 8 процентов.

Упаковка

Пеллеты обычно продаются в 18-килограммовых мешках, которые можно легко заполнить с помощью подвесного бункера и конвейерной ленты. Пакеты должны быть четко промаркированы с указанием типа пеллет, их класса (т. е. высшего или стандартного) и содержания тепла.


Рисунок 1: Схема производства топливных таблеток.

Требования к энергии для производства пеллет

Производство пеллет требует довольно много энергии как для сушки влажного сырья, так и для работы различных механизмов. Крупные заводы обычно сжигают часть своего сырья, чтобы обеспечить тепло для сушки, тогда как более мелкие предприятия часто используют другие способы. Как правило, гранулятор требует от 50 до 100 киловатт электроэнергии на каждую тонну в час производственной мощности. Кроме того, электричество обычно требуется для работы любого используемого оборудования для измельчения, измельчения, сушки, охлаждения и упаковки в пакеты. Если надежный источник электроэнергии недоступен, можно использовать бензиновое или дизельное оборудование.

Экономические соображения

Стоимость установки завода по производству пеллет недешева; как правило, рассчитывайте платить от 70 000 до 250 000 долларов за тонну в час. Широкий разброс затрат зависит от размера, качества и доступности оборудования. Оборудование большей производительности часто дороже в пересчете на тонну из-за большей долговечности оборудования и (обычно) более высокого качества получаемых гранул. Будьте осторожны при выборе самого дешевого доступного оборудования — вы можете пожалеть об этом позже, если оборудование окажется низкого качества. Еще одним важным фактором, который следует учитывать при выборе оборудования, является наличие запасных частей и специалистов по ремонту. В целом, около половины стоимости закупки оборудования будет приходиться на гранулятор, а половина – на другие устройства.

Эксплуатационные расходы включают стоимость сырья, энергии, рабочей силы и обслуживания оборудования. Обычно матрицы для гранул необходимо заменять через каждые 1000–1500 часов работы.

Другие важные факторы, которые следует учитывать

Два других важных фактора, которые следует учитывать при принятии решения о производстве пеллет, — это наличие сырья и наличие рынка. Если вы производите пеллеты для личного пользования из биомассы, выращенной на собственной ферме, это относительно легко оценить. Однако, если вы рассматриваете производство пеллет как бизнес, жизненно важно определить и обеспечить стабильные поставки биомассы для ваших нужд. Опилки и другие отходы уже не так просто достать, а в некоторых районах их просто нет. Рынок топливных пеллет также является важным фактором. Вам нужно будет не только найти покупателя для вашего продукта, вы также должны принять во внимание, что большинству пользователей топливных пеллет необходимы поставки только в зимние месяцы. Тем не менее, важно отметить, что ваши инвестиции в пеллетное оборудование с большей вероятностью окупятся, если вы сможете эксплуатировать объект большую часть года. Постоянная работа может быть необходима, если вы хотите окупить свои инвестиции в оборудование и работать рентабельным образом.

Ссылки

Демирбас, А. «Расчет высшей теплотворной способности биотоплива». Топливо 76, вып. 5 (1996): 431-34.

Лехтикангас, П. «Качественные свойства гранулированных опилок, отходов лесозаготовки и коры». Биомасса и биоэнергия 20 (2001): 351-60.

Мани С., С. Сохансандж, X. Би и А. Турхоллоу. «Экономика производства топливных пеллет из биомассы». Прикладная инженерия в сельском хозяйстве 22, вып. 3: 421-26.

Мани С., Л. Табил и С. Сохансандж. «Влияние силы сжатия, размера частиц и содержания влаги на механические свойства гранул биомассы из трав». Биомасса и биоэнергия 30 (2006): 648-54.

Макдермотт, М. «Во Флориде открывается крупнейший в мире завод по производству пеллет из биомассы». Новости TreeHugger, 13 июня 2008 г. По состоянию на октябрь 2008 г.

Институт пеллетного топлива. Стандартная спецификация PFI для бытового/коммерческого сгущенного топлива. Арлингтон, Вирджиния: Институт пеллетного топлива, 2008 г.

Самсон Р., С. Бейли Стамлер и К. Хо Лем. Оптимизация управления просом для производства товарных топливных пеллет. Резюме проектов Фонда исследований и развития альтернативных возобновляемых видов топлива. Канада: REAP, 2006.

Шмидт А., А. Зшецше и В. Ханч-Линхарт. Проанализируйте фон биогенен Бреннштоффен. TU Wien: Institut für Verfahrens-, Brennstoff- und Umwelttechnik, 1993.

Шари, Л. "Анализ пшеничной соломы Agripellets". Эйршир, Шотландия: Knight Energy Services, 2005 г. По состоянию на октябрь 2008 г.

Penn State Biomass Energy Center

Подготовлено Дэниелом Циолкошом, сотрудником Центра биомассы Penn State и Департаментом сельскохозяйственной и биологической инженерии

Отзыв Тома Х. Уилсона, Penn State Extension, и Томаса О. Уилсона, Департамент сельскохозяйственной и биологической инженерии

Роль технологий в производстве качественных гранул и новейшие технологии

«Многие переменные влияют на качество гранул. Мы должны различать параметры, связанные с ингредиентами и рецептурой, и факторы, связанные с процессом и технологией. Технологии играют жизненно важную роль, поскольку они напрямую связаны с задачей комбикормового завода по производству гранул такой твердости, которая требуется, и поддержания высокой и постоянной производительности при сохранении затрат на энергию на минимально возможном уровне».

Штефан Хох , руководитель сегмента рынка комбикормов и премиксов в Bühler Group

В производстве кормов для животных комбикорма в основном используются в виде пеллет и гранул. Отмечено, что в последние годы форма гранул стала более предпочтительной из-за ее особенностей, таких как простота транспортировки и ее положительное влияние на продуктивность потребляющего ее животного. Считается, что эти положительные эффекты в значительной степени связаны с физическим качеством гранул. Качество пеллет напрямую связано с рецептурой корма и технологией производства пеллет.

Мы задавали много вопросов о комбикормах по номеру Штефану Хо, руководителю отдела комбикормов и премиксов группы Bühler . Хо, который отвечает за глобальный бизнес Группы по производству кормов для животных со штаб-квартирой в Чанчжоу, Китай, предоставил важную информацию о последних инновациях в области производства качественных пеллетных кормов, технологий производства пеллет и гранулированных кормов.

КОРМ В ГРАНУЛАХ ИЛИ ГРАНУЛАХ?
Какой корм следует предпочесть в кормлении животных в виде пеллет или гранул?
С точки зрения питания выбор подходящего типа корма в значительной степени зависит от вида животных. Но также необходимо учитывать и другие факторы, такие как возраст животных, этап их цикла выращивания, а также метод кормления.

Для бройлеров было доказано, что пеллетированные или гранулированные корма обеспечивают лучшую производительность в начальной фазе роста по сравнению с мешанкой. Однако на промежуточной и конечной стадиях откорма продуктивность улучшается за счет предоставления корма в виде муки.

У свиней и домашней птицы можно найти различные формы корма (мука, пеллеты или гранулы). Испытания на домашнем скоте показали несколько улучшенную конверсию корма у свиней, которых кормили гранулами, по сравнению с контрольными группами, которых кормили мешанкой или гранулами более низкого качества, соответственно.

Для кормления крупного и молочного скота автоматизация коровника является движущей силой для увеличения использования кормовых гранул. Коровы потребляют гранулы быстрее, чем другие формы корма. Это важно, поскольку прием пищи может ограничивать выработку молока.

В заключение, форма корма должна соответствовать виду, физиологии, пищеварительной системе и возрасту животных. Встроенные датчики в сочетании с усовершенствованными алгоритмами управления технологическим процессом обеспечивают постоянно оптимальную питательную ценность при минимальных производственных затратах и ​​обеспечивают решающее конкурентное преимущество по всей цепочке создания стоимости.

ПРОИЗВОДСТВО КАЧЕСТВЕННЫХ КОРМОВЫХ ПЕЛЛЕТ
Какие существуют способы производства качественных кормовых гранул?
Многие переменные влияют на качество гранул. Мы должны различать параметры, связанные с ингредиентами и рецептурой, и факторы, связанные с процессом и технологией.

Что касается ингредиентов и рецептуры, то есть кормовые материалы, которые хорошо гранулируются и дают прочные гранулы, а есть и такие, которые этого не делают. В то время как зерновые злаки составляют основную часть большинства кормовых смесей, жиры и масла, присутствующие в гораздо меньших количествах, могут оказывать такое же или даже большее влияние на качество гранул. Для составов с высоким содержанием жира можно ожидать лучшего качества гранул, когда жир связан с сырьем, по сравнению с добавлением жира в виде жидкости в кондиционер. Кроме того, кукуруза ухудшает качество пеллет, а пшеница улучшает качество пеллет. Кроме того, сырая клетчатка с высоким содержанием целлюлозы повышает качество пеллет, в то время как высокое содержание лигнина ухудшает качество пеллет.

С технологической точки зрения процесс кондиционирования имеет первостепенное значение. Особенно важными факторами являются содержание влаги и температура мезги на входе в пресс. И то, и другое во многом зависит от количества и характеристик пара в процессе кондиционирования. Как правило, качество пеллет можно улучшить за счет повышения температуры кондиционирования, в то время как при температурах выше 85 °C существует компромисс, когда можно ожидать незначительного дальнейшего улучшения качества пеллет. Что касается технических характеристик матрицы, большое значение имеет соотношение длины отверстия и диаметра отверстия, а также время пребывания в матрице. Другими определяющими факторами являются скорость подачи, распределение мезги в камере гранулирования, а также зазор между валками. Все критические параметры процесса гранулирования (нагрузка двигателя, производительность, температура, износ и т. д.) должны постоянно контролироваться, т.е. грамм. с помощью интегрированной технологической линии или системы управления предприятием. Вместе с WinCos и Mercury компания Bühler предлагает два мощных перспективных инструмента для мониторинга и контроля этих параметров, а также для предоставления клиентам дополнительной информации благодаря облачным сервисам.

Какое место занимает технология в производстве качественных пеллет?
Технологии играют жизненно важную роль, поскольку они напрямую связаны с целью комбикормовых заводов производить гранулы такой твердости, которая требуется, и поддерживать высокую и постоянную производительность при сохранении затрат на энергию на минимально возможном уровне. Кроме того, процесс гранулирования имеет очень большое значение для гигиенизации корма. Патогенные микробы, такие как сальмонелла, могут быть значительно уменьшены в процессе кондиционирования при соответствующей температуре и времени пребывания. Hymix Plus от Bühler представляет собой решение для кондиционирования, обеспечивающее гигиенически безопасный запуск процесса и нагрев 100 % кормовой массы до заданной температуры. Дополнительные решения по автоматизации обеспечивают отслеживаемость, предотвращают перекрестное загрязнение и помогают уменьшить нежелательные побочные эффекты процесса гранулирования, такие как снижение содержания витаминов и ферментов.

Надо сказать, что технологии могут многое сделать для поддержки операторов в достижении максимальной эффективности производства и качества продукции, но не могут компенсировать отсутствие фундаментальных и практических знаний. Глубокое обучение операторов, как теоретическое, так и практическое, необходимо и является ключом к успеху. Повышение квалификации операторов становится еще более важным, поскольку цифровые технологии быстро развиваются и в кормовой промышленности. В идеале человеческие знания и технологии идут рука об руку и дополняют друг друга.

Как размер частиц влияет на процесс гранулирования?
Размер частиц очень важен для качества гранул, особенно с точки зрения твердости гранул. Мелкие частицы действуют как клей и образуют лучшую и более плотную основу из-за их большей общей площади поверхности, усиливая когезионные силы. Следовательно, качество гранул улучшается с уменьшением размера частиц. Напротив, крупные частицы являются источником разрушения окатышей, поскольку они имеют меньшую площадь поверхности, а это означает, что на их поверхности может образовываться меньше жидких и твердых мостиков. Риск образования поперечных трещин увеличивается с увеличением размера частиц по отношению к диаметру гранул.

ПОСЛЕДНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
Каковы последние технологические разработки в процессе гранулирования?
Использование процессов «без потерь», таких как Hymix Plus, гарантирующих, что первые частицы уже нагреваются до заданной температуры при запуске, появилось после повышения требований к безопасности кормов. Что касается самого гранулятора, мы можем видеть четкую тенденцию к (частичной) автоматизации функций и параметров машины, таких как использование автоматической регулировки зазора между валками и датчиков для контроля проскальзывания валков. Кроме того, особенно в связи с резким увеличением стоимости сырья, встроенные датчики влажности, жира и сырого протеина стали критически важными для максимально эффективного использования сырья и оптимизации показателей корма. Кроме того, происходит сдвиг в отношении не только к оптимизации одного параметра машины или процесса, но и к тому, чтобы ставить качество продукта во главу угла на каждом этапе оптимизации. Благодаря MoisturePro компания Bühler предлагает решение, которое обеспечивает постоянную влажность пеллет в конце линии после охладителя за счет интеллектуального управления всеми критическими параметрами предшествующего процесса, такими как смешивание, кондиционирование и т. д.

Были ли новые разработки в области производства гранулированных кормов, таких как крошка?
Одной из последних разработок являются вальцовые мельницы, в которых можно менять валки, не снимая подшипники и не приводя станции повышающей передачи. Время безотказной работы машины и удобство для оператора значительно улучшились. Кроме того, поскольку мы поняли положительную корреляцию размера частиц со здоровьем и продуктивностью животных, появились встроенные датчики для контроля размера частиц, которые вызвали большой интерес у клиентов. Следующим последовательным шагом, которого мы ожидаем в ближайшее время, будет корректировка критических процессов и связанных с ними параметров на основе фактически измеренного распределения частиц по размерам в сравнении с желаемым.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР
Поскольку до сих пор мы концентрировались на технологических аспектах, как насчет человеческого фактора?
Технологии могут многое сделать для поддержки операторов в достижении максимальной эффективности производства и качества продукции, но не могут компенсировать отсутствие фундаментальных и практических знаний. Глубокое обучение операторов, как теоретическое, так и практическое, необходимо и является ключом к успеху. Повышение квалификации операторов становится еще более важным, поскольку цифровые технологии быстро развиваются и в кормовой промышленности.


Learn more