Гранулирование - это процесс превращения древесного материала в пеллеты правильной, однообразной формы и одинаковые по массе. Пеллетирование древесных остатков позволяет агропромышленным и деревообрабатывающим предприятиям получить безотходное производство, приносящее дополнительный доход, используя отходы в виде щепы, опилок, коры и соломы. Кроме того, не нужно думать о том, как хранить и утилизировать остатки древесины, объем которых составляет до 20% на деревообрабатывающем производстве и до 50% на фанерном. По оценкам аналитиков, мощность 95% отечественных лесопильных заводов позволяет ежегодно выпускать порядка 500 тонн топливных гранул, которые можно продавать или использовать для собственных нужд предприятия.
Организация производства топливных гранул требует покупки соответствующего высокотехнологичного оборудования для производства пеллет. Его стоимость составляет не менее 500 тысяч евро, а окупаемость такого оборудования составляет 2 - 2,5 года.
Топливные гранулы
Топливные гранулы - это твердое биотопливо, представляющее собой измельченную древесину, спрессованную в цилиндры (плотные легкие гранулы) небольшого размера, которые удобны в погрузке, транспортировке и использовании. Такое топливо не вызывает аллергии и не может воспламениться при повышении температуры.
В зависимости от исходного сырья топливные гранулы подразделяются на два типа. Первый тип производится из чистой древесины без коры и используется для отопления коттеджей. Второй тип применяется для более мощных отопительных систем и производится из древесины, не очищенной от коры. Оба типа востребованы на рынке.
Влажное измельчение
Линия гранулирования древесных отходов представляет собой комплекс оборудования, поскольку производство топливных гранул подразумевает под собой несколько операций, количество которых зависит от исходного продукта.
Процесс измельчения бревна включает в себя следующие этапы:
- Снятие коры с древесины.
- Влажная нарезка.
- Сушка.
- Измельчение.
- Гранулирование.
При работе со стружкой можно миновать часть этих этапов.
Стандартная операция выглядит так: сначала сырье измельчают, затем высушивают и направляют в пресс-гранулятор, где масса склеивается, охлаждается и спрессовывается. На заключительном этапе полученные гранулы фасуются. Для крупнофракционного сырья (с частицами размером свыше 20 мм) применяется двухстадийная технология измельчения: древесина дробится до сушки и после, когда сырье измельчается до размера фракций 2 мм. На первом этапе используют молотковые дробилки, а также барабанные или дисковые измельчители с горизонтальной и наклонной загрузкой древесины. Типоразмер оборудования подбирается с учетом необходимой производительности.
В молотковых дробилках используется принцип множественного ударного измельчения. В таких машинах можно задавать размер частиц за счет диаметра отверстия сита и частоты вращения. Готовый материал выходит из камеры измельчения, когда размер частиц становится меньше размера ячейки сита.
Сушилки
На следующем этапе измельченное сырье попадает в установку для сушки. Сегодня популярны конвективные пневмомеханические барабанные сушилки горизонтального или вертикального исполнения. Они могут быть одно‐ и многоходовыми. Из-за большой интенсивности и малого времени сушки пневматические сушилки не гарантируют равномерной влажности стружки, однако они просты и обеспечивают высокий влагосъем. В сушильных барабанах процесс сушки идет более медленно и равномерно, поэтому на предприятиях часто используют двухстадийную сушку, когда пневматическая сушилка и сушильный барабан устанавливаются друг за другом. При такой организации производства древесину сначала высушивают до влажности 30 - 40%, а потом до влажности 3 - 8%.
Время сушки сырья может различаться в зависимости от температуры и высоты древесного слоя. Современное оборудование позволяет контролировать уровень влажности сырья, его объем, температуру поступающего воздуха, измерять влажность продукта на входе и выходе.
Из фракции - в гранулу
На участке вторичного измельчения сырье, которое прошло процесс сушки, измельчают до размера фракции 2 мм. Для этого применяют молотковые дробилки и мельницы, доизмельчители щепы, бегунковые измельчители разных типоразмеров.
Измельченное сырье поступает в пресс‐гранулятор. Это может быть оборудование с горизонтально или вертикально расположенной матрицей. На современном оборудовании, рассчитанном на длительную работу в непрерывном режиме, можно перерабатывать в гранулы порошкообразное и волокнистое сырье. При этом важно правильно настроить гранулятор. Удобно, если регулировку можно осуществлять во время работы пресса, без остановки оборудования, поскольку включение и выключение гранулятора довольно сложны и сказываются на износе станка.
В грануляторе происходит кондиционирование опилок. Их температура должна составлять порядка 100°С, так как при таких условиях связующий компонент древесины расплавляется и склеивает измельченное сырье. Полученные гранулы охлаждаются в специальном охладителе для придания им прочности.
Отделение зерна от плевел
В сепараторе гранулы отделяются от несформированных частиц: происходит сортировка по размеру фракций. Кроме того, на этом этапе удаляются оставшаяся кора и гнилые частицы. Сортировка производится с помощью механических сортировочных машин, самым популярным видом которых являются гирационные. Несформировавшиеся остатки отправляются на повторную переработку, а готовые гранулы подаются на участок упаковки. На этом процесс производства топливных гранул можно считать завершенным.
Такое производство довольно компактное и не требует привлечения большого количества специалистов. Линия гранулирования будет эффективна для использования даже на среднем лесозаготовительном предприятии. Производители оборудования помимо крупных автоматизированных комплексов предлагают заводы‐контейнеры по гранулированию древесных отходов, которые могут быть смонтированы на бетонном полу за несколько часов.