Технология производства пеллет
В процессе переработки древесины одной из технологий утилизации отходов древесины является грануляция пеллет. Этот вид производства позволяет создавать продукцию, которая широко используется в отопительной сфере, так как древесные пеллеты – это прекрасное топливо твердотопливных котлов.
Преимущества такого производства:
- простота технологии;
- минимум трудозатрат;
- низкая себестоимость по сравнению с отдачей, которую можно получить;
- возможность переработки отходов разных размеров и состава
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 то, что здесь не требуется специально подготовленное сырье.
Качество исходного сырья можно узнать по цвету готовых пеллет:
- Черные пеллеты получают из древесины с наличием коры, возможным наличием гнили и несоблюдением технологии.
- Серые пеллеты получают из неокоренной древесины, которая имеет включения коры. При уменьшении размера стружки включения могут быть и не видны, но пеллета будет иметь темноватый оттенок.
- Светлый цвет пеллет получают из качественной окоренной древесины. Светлый цвет 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 твердость древесины. Чем жестче древесина, тем больший износ режущего инструмента, матрицы и роликов оборудования.
Как влияет сырье на получение пеллет?
Опилки могут быть разными и различаться по породе, по размерам, по влажности.
Влияние породы древесины на склеиваемость пеллет из опилок.
Пеллеты могут производиться из разных пород древесины.
Связующим материалом в производстве пеллет выступает лигнин из древесины. Чем больше природного лигнина в древесине, тем проще получить качественные пеллеты из опилок.
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. Чем ниже содержание лигнина, тем большее количество получается отсевов, а это большие затраты электроэнергии и незначительные снижения производительности.
Влияние твердости дерева на получение пеллет.
Важным фактором в производстве пеллет является твердость древесины. Чем тверже древесина, тем более сложно ее переработать в стружку, сложнее спрессовать в пеллеты. Повышается расход электроэнергии, увеличиваются нагрузки и соответственно расход инструмента (ножи, матрица, ролики).
Сравнение твердости некоторых пород древесины:
Сосна – 260 кг/см2
Ель – 235 кг/см2
Пихта – 255 кг/см2
Бук – 555 кг/см2
Береза – 425 кг/см2
Осина – 240 кг/см2
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.
Прессование осуществляется за счет продавливания через матрицу мелких опилок. Опилки просыпаются на матрицу и затем вдавливаются в отверстия роликами катающимися по матрице.
Пресс пеллет – подготовка к работе.
Для качественного изготовления гранул очень важно правильно настроить пресс. Очень часто можно встретить такую ситуацию что пеллета не идет или вообще пресс для пеллет невозможно запустить. Иначе говоря он запускается, но матрица сразу забивается.
Но сначала про запуск пресса
Пресс для изготовления пеллет запускается в следующем порядке (при условии что матрица уже притерта):
· Включатся основной двигатель вращения пуансона, стружка не подается;
· Подается первичная смесь- состав масло и опилки. 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 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 его 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 ее при запусках и остановках. Плюсом такого “усовершенствования” является значительная экономия на масле, а 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.
Причины его забивания, когда через матрицу не продавливаются гранулы, при условии, 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.
Причины, негативно влияющие 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. Для контроля процесса 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.
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.
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)
