Володимир Войтюк
кандидат технічних наук
Науково‑сервісна фірма «ОТАВА»
Вологоміри ТМ «METRINCO» забезпечують достовірний контроль вологості на кожному етапі виробництва паливних пелет і брикетів: від сировини до готової продукції. Це сприяє підвищенню ефективності процесу та відповідності вимогам міжнародних стандартів якості.
Технологічний процес виробництва паливних гранул залежить від виду вихідної сировини, в якості якої використовують різні відходи деревообробної та сільськогосподарської промисловості, і включає такі операції: підготовка сировини, сушіння, подрібнення, гранулювання, охолодження і пакування [Манзій С.О., Копанський М.М., Ференц О.Б. Порівняльні характеристики гранульованого та брикетованого біопалива. НЛТУ України]. При цьому контроль вологості напряму впливає на якість отриманої продукції, його здійснюють на кожному етапі виробничого процесу. Недотримання параметрів вологості на етапі виробництва призводить до зниження міцності пелетної гранули та її руйнування під час доставки і зберігання.
ВХІДНИЙ КОНТРОЛЬ
Оптимальними значеннями вологості сировини для виготовлення пелет і брикетів з деревини вважають від 6–12 % до 10–12 %. Загальні значення вологості для сировини з рослинних відходів сільськогосподарських культур рекомендовані в межах 12–14 %. Для пелет, що виготовляються із соломи, рекомендовані значення вологості 8–12 % [Клименко В. В., Кравченко В. І., Боков В. М., Гуцул В. І. Технологічні основи виготовлення біопалива з рослинних відходів та їх композитів: монографія. Кропивницький, 2017. 162 с.]. Але, як правило, попередньо зібрана та подрібнена сировина, окрім крупної фракції, має ще й різну вологість, яка становить від 20 до 70 %.
Це не дає змоги проводити безпосереднє брикетування та пелетування. Тому залежно від результатів вхідного контролю необхідно проводити сушіння або, за необхідності, зволоження матеріалу, оскільки сировина з низькою вологістю важко піддається пресуванню, а при значеннях вологості, які перевищують 50 %, виготовлені гранули втрачають міцність та енергетичну цінність.
Застосування вологоміра тирси і тріски METRINCO M151SD для контролю вологості на кожному етапі виробництва сприятиме підвищенню ефективності процесу та забезпечить відповідність пелет і брикетів вимогам міжнародних стандартів якості.
СУШІННЯ
Процес сушіння сировини в сушарках слід розділяти на дві частини:
••коли випаровується вільна волога (від початкової вологи деревини до вологості 30 % за температури — до 300…500 °C);
••коли випаровується зв’язана волога (від 30 % до кінцевої вологості 2…6 % при температурі до 180 °C) [Павлюст В. М. Технологія та обладнання для сушіння подрібненої деревини. Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. 2017. № 7. С. 202–205].
ПОДРІБНЕННЯ
Наступним етапом є остаточне подрібнення, за необхідності, сировини до розмірів фракції 2…5 мм, дотримання такого розміру фракції та оптимальної вологості в межах 6...12 % забезпечує якісне брикетування. Невідповідність цим вимогам ускладнює процес брикетування і знижує якість горіння.
При вологості сировини більше 10 …15 % під час пресування брикети будуть «розірвані» внутрішнім тиском, який створюється залишковою рідиною, при стисненні подрібненої маси. Для вторинного подрібнення переважно застосовують молоткові подрібнювачі, які відзначаються простотою конструкції та експлуатації [Поліщук Л. К., Гулевич Р. М. Аналіз технологічних вимог до сировини та існуючого обладнання для виробництва брикетів та пелет з подрібнених деревинних відходів. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/prmt/pmrt2021/paper/viewFile/13129/11030] .
Контроль вологості на різних етапах технологічного процесу виробництва паливних гранул
ГРАНУЛЮВАННЯ
Гранулювання виконується за допомогою гранулятора. Розрізняють гранулятори з кільцевою і плоскою матрицею. Але принцип дії в них ідентичний. У прес-гранулятор подається заздалегідь підготовлена сировина (фракцією від 2 до 5 мм, вологістю 6–12 %) і пар. Під тиском роликів сировина запресовується у матрицю і формуються циліндри діаметром 6 або 8 мм довжиною 20–30 мм, щільність 1–1,2 г/см., вміст вологи < 10 %, зольність < 8 %, теплота згоряння 15–19,8 МДж/ кг [Назаренко О. О. Аналіз фізико-механічних властивостей матеріалу для виробництва пелет. Науково‑практична конференція професорсько-викладацького складу 17–18 травня 2017 р.].
Найбільш важливим показником якості пелет є їхня щільність, яка залежить від вологості підготовленої подрібненої деревини. Максимального значення щільності можна досягти при вологості сировини 15–17 %.
Тому перед гранулюванням зволожують сировину водою або парою, підвищуючи вологість ще на 2–3 %. Ця поверхнева волога сприяє кращому ущільненню дрібних частинок. У результаті пресування відбувається пластична деформація часток, при цьому поверхнева волога, з одного боку, виконує роль своєрідної змазки, з іншої — охолоджує матрицю гранулятора [Оніщук В., Михайлова Л. Технологія виробництва та аналіз характеристик гранульованого біопалива. Матеріали І Всеукраїнської студентської науково‑практичної конференції «Ефективне використання енергії. Стан і перспективи» (19 листопада 2021 року)].
У процесі гранулювання пелети нагріваються до температури 70 °C, тому їх обов’язково потрібно охолодити перед пакуванням. Контроль параметрів вологості є критично важливим на всіх етапах технологічного процесу виробництва пелет і брикетів, оскільки саме цей фактор впливає на якість, теплотворну здатність та стійкість продукції. Оптимальний рівень вологості сировини забезпечує ефективне пресування, знижує енергетичні витрати та запобігає розтріскуванню та деформації пелет. Відсутність належного контролю вологості може призвести до утворення низькоякісних пелет з високою зольністю і низькою механічною міцністю, що негативно позначається на кінцевих споживчих властивостях продукції та її ринковій конкурентоспроможності.
Прилади METRINCO™ виготовляються в Україні
Виробник: ТОВ «НАУКОВО‑СЕРВІСНА ФІРМА «ОТАВА»
вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, 03143, Україна
+38 044 205 10 11
