Tehnologija presovanja sirovine za izradu energetskih peleta od biomase

Peletiranje i briketiranje biomase

Posle drobljenja, sušenja, usitnjavanja i kondicioniranja sirovine (eventualno dodavanje pare ili vode), obavlja se proces sabijanja sirovine od drveta ili poljoprivredne biomase na pelet presi. Sabijanjem sirovine bez dodavanja vezivnog sredstva, pod visokim pritiskom (300 do 450 bara), u svrhu podizanja temperature sirovine 80 do 90^oC (proces omekšavanja ligninskog kompleksa i pretvaranje celuloze u samolepljivo vezivno sredstvo), dobija se otpresak (pelet) odgovarajuće forme kao homogeno biogorivo. Najvažniji radni organ pelet prese jeste matrica sa pritisnim valjcima i nožem za sečenje. Ovaj sklopni uređaj zajednički se naziva granulator. Postoje dva tipa matrica: u obliku prstena i ravna matrica. Prstenasta matrica se koristi za specifično teže materijale, a ravna za lakše. Sirovina se ubacuje u prostor za napajanje (presovanje) i razdeljivačima se podjednako raspodeljuje na otvore matrice. Na matrici se stvara „tepih” (tanak sloj) od sirovine. Preko „tepiha” okreću se valjci pritiskivači na podešenim ostojanjima od matrice (0,1 do 0,5 mm) i stvara se sabijen, zgusnut, sloj sirovine. Kod većeg kotrljanja valjaka (> 2,5 m/s) dolazi do začepljenja otvora na matrici. Iz matrice izlazi beskonačna nit sabijene sirovine ekstruzijom (istiskivanjem), koja se preseca nožem na željenu dužinu. Tako nastaju pelete uobičajenih dimenzija prečnika 6-8 x 30-50 mm.
Oblici otvora na matricama mogu biti cilindrični, kvadratni, konusni i ovalni. Dimenzije otvora po dužini kanala mogu biti konstantne i promenljive. Otvor na ulazu u kanal obično je proširen da bi se izbeglo nagomilavanje materijala na ulazu u kanal, tj. da bi se smanjio otpor sirovine pri presovanju. Dužina kanala određuje stepen sabijenosti materijala. Takođe, proširenje izlaznog dela kanala ima za cilj da smanji otpor presovanja materijala. Ustanovljeno je da se pojedine vrste biljnog materijala različito presuju i zbog toga zahtevaju odgovarajuće konstrukcione parametre za presovanje. Lakše se presuje piljevina od drveta, vlaknast material, koji se dobro samozalepljuje, a teže se presuje poljoprivredna biomasa, kabasta, neujednačene strukture i usitnjenosti, sa manje vlakana i sa povećanim sadržajem vlage. Presuva biomasa se, takođe, teško presuje, pa je potrebno sirovinu prethodno kondicionirati (ovlažiti) na 10 do 14% VB. Usitnjenost čestica treba da je 3 do 5 mm.

Važne karakteristične veličine prese kod izrade kompaktnih peleta su odnos presovanja, broj rupa u matrici i upotreba unutrašnje površine matrice. Odnos presovanja je odnos između preseka izbušene rupe i dužine kanala za presovanje materijala (o = d/l). Ovaj odnos zavisi od vrste sirovine i s njim se postiže odgovarajuće trenje u kanalu za presovanje. Na taj način može da se proizvede kvalitetan pelet i postigne željeni učinak (proizvodnost) prese. Kod procesa peletiranja usitnjene drvenaste mase  odnos za presovanje obično je između 1:3 i 1:5. Odnos za presovanje može da se menja  samo preko dužine kanala za presovanje (tj. debljine matrice). Sirovina sa malom silom vezivanja (lepljenja) zahteva duže kanale za presovanje i obrnuto, sirovina sa velikom silom vezivanja zahteva kraće kanale za presovanje. Temperatura sirovine u kanalu za presovanje penje se sa povećanjem dužine kanala za presovanje, pri čemu se povećava tvrdoća peleta. Po pravilu matrice su koncipirane za određenu vrstu sirovine i ne bi trebalo da se koriste za drugu vrstu. Broj valjaka može da bude dva, tri ili četiri. Broj rupa, a time upotreba otvorenih površina rupa u matrici utiče na učinak (proizvodnost) prese. Preduslov za dobro i kvalitetno peletiranje jeste kontinuirano (stalno) hranjenje prese sa homogenom sirovinom, dovoljno usitnjenom i sa konstantnim sadržajem vlage.

Detaljnija objašnjenja upotrebe peletiranih i briketiranih biogoriva možete naći u nedavno objavljenoj knjizi Razvoj i opremanje pogona za peletiranje i briketiranje biomase čiji su autori dr Miladina Brkića i msc. Zorice Gluvakov sa Poljoprivrednog fakulteta u Novom Sadu.

Izvor: Časopis DRVOtehnika, jul 2016.