Пелетите се произвеждат под формата на гранули със стандартни размери, които се получават чрез пресоване под налягане на остатъчни продукти от дървообравотващата промишленост и селското стопанство. В процеса на производство, към използваната суровина не е необходимо допълнително добавяне на химически слепващи вещества. Необходимия материал за производството на около един тон пелети обикновено е около 4 - 7 m3 биомаса, в зависимост от влажността и вида на използваната суровина.

 

Същинският процес на производство на пелети включва следните няколко етапа – едро смилане, сушене, ситно смилане, пресоване, охлаждане и пакетиране.

 

ЕДРО СМИЛАНЕ - използва се само при дървесните пелети

Целта на едрото смилане на дървесината е да се осигури дървесна маса с подходящ за последващия етап на сушене размер на отделните частици. Обикновено след този етап, получената суровина е със сравнително еднороден размер на частиците. По този начин от една страна се гарантира бързо и качествено изсушаване на суровината, а от друга дървесината се подготвя за по-нататъшното й ситно смилане до получаване на по-фини частици. Съоръженията, използвани за раздробяване на дървесината, обикновено са мелници барабанен тип или чукови мелници. В случаите, когато използваната суровина е сравнително еднородна, като например използването на отпадъчна дървесина от дъскорезниците, се допуска тя да не се подлага на едро смилане. Получената след едрото смилане суровина се съхранява в определени за тази цел места. Препоръчително е, поради съдържанието на влага в дървесината, тя да се съхранява в помещения с бетонен под, за да се избегне евентуално смесване с частици пясък или чакъл. За подаването на дървесината към следващия етап от производствения процес - системата за сушене, обикновено се използва лентов транспортьор.

 

СУШЕНЕ - използва се само при дървесните пелети

Един от факторите, определящи качеството на пелетите, е осигуряване на суровина с подходящо влагосъдържание. Тъй като в повечето случаи суровината е с влажност значително превишаваща допустимата, е необходимо нейното предварително равномерно изсушаване. Наличието на излишна влага в изходната суровина може да е причина за възникването на различни проблеми в производствения процес, поради развиващите се високи температури. Например, използването на изходна суровина с влажност над 15% затруднява процеса на пресоване, тъй като трудно се поддава на пресоване, особено при използването на преси с кръгли матрици. Резултатът съответно е недобре гранулиран краен продукт. Съдържанието на излишна влага в дървесината предопределя и получаването на гранули с по-висока влажност от препоръчителната, което ги прави неподходящи за използването им като гориво за пелетните котли. Препоръчителната влажност на суровината преди да се подаде към пресата е в границите между 8% и 12%. За оптимална се приема влажност около 10% +/- 1%. Осигуряването на суровина с подобно съдържание на влага предполага получаването на краен продукт с високо качество. В процеса на производство на пелети за изсушаване на суровината се използват основно два вида сушилни - барабанни и лентови. Изборът се определя в зависимост от използваната изходна суровина (дървесен чипс, стърготини), изискванията към качеството на произведената продукция и наличния източник на топлина.

БАРАБАННИ СУШИЛНИ - особеност на барабанните сушилни е конструкцията на сушилното пространство, което представлява въртящ се барабан. Барабанните сушилни могат да бъдат с различно конструктивно изпълнение, като например с движение на сушилния агент в правоток или противоток, с определен ъгъл на наклон на барабана. В зависимост от използвания топлоносител, барабанните сушилни, използвани в пелетните производства, могат да бъдат разделени на сушилни, използващи като сушилен агент горещи димни газове и сушилни, работещи с топлоносител пара, вода, масло. Конструкцията на барабанните сушилни включва цилиндричен корпус и опори, на които той е закрепен. Обикновено корпусът е с наклон към страната за разтоварване на изсушения материал. Като сушилна камера се използва барабан, който представлява кух стоманен цилиндър. Във вътрешността му е разположена лопатъчна система, чрез която изсушаваният материал се размесва непрекъснато. По този начин се осъществява интензивен сушилен процес и равномерно разпределение на материала върху барабана, което осигурява равномерното му нагряване и изсушаване. При използването на барабанни сушилни, работещи с димни газове, в определени ситуации може да се получи прекомерно загряване на изсушаваната дървесина. Причината обикновено е в прекъсване на захранването на барабана с дървесина при продължаващо подаване на горещи димни газове, както и наличието на зони с прекомерно изсушени или дори овъглени дървесни частици. Опасна ситуация може да възникне и при нарушаване режима на работа на пещта, вследствие от получените продукти от непълно горене. Барабанните сушилни с индиректно загряване (топлоносителят циркулира в топлообменник) са лишени от тези недостатъци. Тяхно предимство е й по-ниският разход на топлинна енергия. Те са с около 20% по-икономични по отношение на разхода на топлина, което се дължи на организираната рециркулация на топлоносителя. В качеството на топлоносител може да се използва пара, гореща вода или термомасло. Използването на такъв тип сушилни позволява да се избегнат проблемите, свързани с овъгляването на дървесния материал в процеса на сушене, тъй като температурата на сушене не превишава 140°С, а екзотермичният разпад на дървесината започва при температура в порядъка от 270°С – 280°С. Също така процесът на сушене протича в противоток, при което се достига по-равномерно изсушаване на материала.

ЛЕНТОВИ СУШИЛНИ - другият вид сушилни, намиращи широко приложение в производството на пелети. Сушилното пространство при тях е оформено като тунел, в който са обособени междинни секции. Изсушаваният материал се разполага върху движещ се лентов транспортьор. В зависимост от броя на лентите, сушилните се подразделят на еднолентови и многолентови, които освен по броя на лентите, се различават и по конструкция. При еднолентовите сушилни сушилното пространство е оформено като дълъг коридор, разделен на отделни зони, разположени по направление на движение на материала. Влажният материал се подава от единия край на лентовия транспортьор, а изсушеният се събира в другия край. За осигуряването на по-голяма равномерност на изсушаване може да се използват различни начини за подаване на въздух, като например първоначално въздухът може да се подава под слоя от материал, а след това да се пропуска над него. Обикновено отделните междинни зони могат да се различават по посоката на движение на въздуха, неговата температура, влажност и скорост, като във всяка зона е възможно самостоятелно да се променят зададените параметри на въздуха. Осигуряването на циркулацията на въздуха е чрез отделен за всяка зона вентилатор. Нагряването на въздуха обикновено е посредством калорифер. В еднолентовите сушилни изсъхването на материала е много неравномерно, като в някои случаи част от него може да остане и влажен. От друга страна, този тип сушилни се характеризират и с по-голяма дължина. За да се осигури по-добро изсушаване на материала или, когато е необходимо да се намали сушилното пространство, се препоръчва използването на многолентови сушилни. При тях в сушилното пространство се разполагат няколко ленти една над друга, а материалът преминава от една лента върху друга. По този начин се осъществява много по-добро обтичане на влажния материал от въздуха, при което процесът на изсушаване се ускорява и се намаляват енергийните разходи за топлина в сравнение с еднолентовите.

 

СИТНО СМИЛАНЕ

След изсушаването на суровината, тя се подава към мелница, където се раздробява до размер, подходящ за процеса на пресоване. За ситно смилане на биомаса обикновено се използват чукови мелници. В тях раздробяването на суровината е посредством вал с монтирани на него чукове. Периферната скорост на въртенето на чуковете обикновено е от 55 до 80 m/s. Процесът на ситно смилане спомага за уеднаквяването на частиците и раздробяването им до размери, по-малки от 4 mm. Препоръчителната едрина на дървесните частици за подаване към пресите е размерът им да не превишава 1,5 mm. Използването на чукови мелници се счита за особено подходящо при смилане на влакнести стружки, стърготини, талаш, слама и т.н.

 

ПРЕСОВАНЕ

Финно смляната суровина се подава през дозатор към преса или гранулатор за оформяне на дървесните гранули. Процесът на пресоване протича при високо налягане и температура. Съдържащият се в дървесината лигнин, който се явява естествено лепило при температура над 100 °С, омеква и позволява материалът да придобие друга форма. Така горещият лигнин играе ролята на лепило, което държи пелетите във формата, в която са пресовани, като не се изисква съответно добавянето на допълнителни слепващи вещества, въпреки че в определени случаи могат да бъдат добавени малки количества смазочни масла, което се отразява благоприятно върху процеса. При производството на пелети от дървесина с ниско съдържание на лигнин не е изключено използването на добавки. Често използвана добавка е картофеното нишесте, а също така и специално предназначени за целта добавки. Използването им оказва благоприятно влияние върху пелетите, както и върху износването на матриците. Гранулирането на дървесината, без да се използва допълнително лепило, изисква голяма пресоваща сила, с която да се намали обемът на суровината. Процесът на гранулиране на дървесината протича в специални преси. Най-често използваните конструкции са две – с плоска и цилиндрична матрица. Диаметърът на матрицата може да бъде повече от метър, а мощността на пресата - до 500 kW, в зависимост от зададената производителност. В производството на пелети, засега, в световен мащаб се забелязва превес на пресите с цилиндрични матрици.

ПРЕСА С ЦИЛИНДРИЧНА МАТРИЦА - вертикално разположен метален пръстен (цилиндър), с отвори през които преминава уплътняваният материал. Избутването на материала през отворите е посредством ролки, които се намират от вътрешната страна на цилиндъра. При повечето цилиндрични преси движещият се елемент е цилиндърът, а ролките са неподвижни. Срещат се и конструкции, при които подвижният елемент са ролките, но те са значително по-рядко срещани. Процесът на пресоване на материала протича в работната зона на пресата, където постъпващата дървесина се пресова с помощта на ролките, при което отделните дървесни частици се слепват една с друга и при достигане на необходимата плътност биват изтласкани през отворите на матрицата. Процесът на избутване на частиците през отворите не е постоянен, а прекъснат. След като преминат през отворите на матрицата, гранулите се отрязват с нож на желаната дължина. Крайният размер и качеството на пелетите се определят от диаметъра на отвора и дебелината на матрицата. Корпусът на пресата се изработва от високоустойчив материал. За изработването на матрицата и ролките се използват износоустойчиви сплави. Скоростта на пресата се определя в зависимост от суровината, която ще се пресова.

ПРЕСА С ПЛОСКА МАТРИЦА - характеризират се с елементарна конструкция, лесна експлоатация и поддръжка. Матрицата е разположена хоризонтално, а върху нея са поставени ролките. Попадайки върху матрицата, материалът бива притиснат между нея и ролките. Използват се няколко различни конструкции на плоски матрици с две основни разлики. При една част от плоските матрици подвижният елемент е матрицата, която се върти, а валът, върху който са закрепени ролките, е неподвижен. Другата част от плоските матрици използват неподвижна матрица и подвижни ролки. Тази конструкция е по-често срещана при по-големите преси. Под матрицата са разположени ножове, които се движат едновременно с ролките. Разстоянието от оста на ролките до ножовете определя дължината на пелетите, съответно, при промяна на това разстояние се променя и дължината на гранулите. Пресите с плоска матрица са широко използвани в по-малки производства, поради простотата в конструкцията и по-малкото тегло.

 

ОХЛАЖДАНЕ И ПАКЕТИРАНЕ

Температурата на изсушените гранули, получени след пресоването, варира в границите между 70 – 90 °С. Колкото по-голяма е пресоващата сила, толкова по-висока е и температурата на гранулите, а съответно е по-високо и качеството им. Охлаждането на готовата продукция в охладител е необходимо за изсушаване и за окончателно втвърдяване на гранулите, което ги прави подходящи за съхраняване и транспортиране. В качеството на охладител обикновено се използват противотокови охладители. Готовите пелети се съхраняват в насипно състояние или се пакетират. Широко разпространено е съхраняването им в бункери и транспортирането им в насипно състояние. Въпреки това, за да се избегне влошаване на тяхното качество, се препоръчва те да бъдат пакетирани в големи торби.

 
EcoPell Energy 2012