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विधि एक फ्लैट मरने गोली मिल में उच्च नमी मकई पशुओं का चारा और एक मकई स्टार्च बाइंडर का प्रयोग कम ऊर्जा की खपत में टिकाऊ छर्रों का उत्पादन

Published: June 15, 2016 doi: 10.3791/54092
Automatic Translation
1, 1, 1
1Biofuels and Renewable Energy Technology Department, Idaho National Laboratory

Summary

इस अध्ययन में, एक प्रोटोकॉल को कम विशिष्ट ऊर्जा की खपत का परीक्षण उच्च नमी मकई पशुओं का चारा पर एक फ्लैट मरने गोली मिल और एक स्टार्च आधारित बांधने की मशीन का उपयोग कर अच्छी गुणवत्ता छर्रों का उत्पादन करने के लिए विकसित किया गया था। परिणाम है कि एक मकई स्टार्च बांधने की मशीन जोड़ने में सुधार गोली स्थायित्व, प्रतिशत जुर्माना कम और विशिष्ट ऊर्जा खपत में कमी आई संकेत दिया।

Abstract

छर्रों के उत्पादन में एक प्रमुख चुनौती उच्च 30 से 10% (पश्चिम बंगाल) नमी सामग्री के लिए बायोमास सुखाने के साथ जुड़े लागत है। इदाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला में, एक उच्च नमी pelleting प्रक्रिया सुखाने लागत को कम करने के लिए विकसित किया गया था। इस प्रक्रिया में बायोमास छर्रों पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक फीडस्टॉक नमी सामग्री में उत्पादित कर रहे हैं, और उच्च नमी उत्पादित छर्रों आगे ऊर्जा कुशल dryers में सूख रहे हैं। इस प्रक्रिया pelleting, जो मुख्य रूप से मरने में विकसित घर्षण गर्मी की वजह से है के दौरान के बारे में 5-10% से फीडस्टॉक नमी की मात्रा को कम करने में मदद करता है। इस शोध का उद्देश्य कैसे बांधने की मशीन अलावा गोली गुणवत्ता और ऊर्जा एक फ्लैट मरने गोली चक्की में उच्च नमी pelleting प्रक्रिया की खपत को प्रभावित करती है का पता लगाने के लिए किया गया था। वर्तमान अध्ययन में, कच्चे मकई पशुओं का चारा 33, 36, और 39 0, 2 के अलावा द्वारा% (पश्चिम बंगाल), और 4% शुद्ध मक्का स्टार्च से moistures पर pelleted किया गया था। आंशिक रूप से सूखे का उत्पादन छर्रों आगे अल में सूख रहे थे70 डिग्री सेल्सियस पर aboratory ओवन में 3-4 घंटे के लिए कम से कम 9% (पश्चिम बंगाल) को गोली नमी कम करने के लिए। उच्च नमी और सूखे छर्रों इस तरह के थोक घनत्व और स्थायित्व के रूप में उनके भौतिक गुणों, के लिए मूल्यांकन किया गया। परिणाम संकेत दिया कि 4% सुधार गोली स्थायित्व को बांधने की मशीन प्रतिशत बढ़ाने और विशिष्ट ऊर्जा की खपत कम 20-40% द्वारा कोई बांधने की मशीन के साथ छर्रों की तुलना में। उच्च बांधने की मशीन अलावा (4%) में pelleting दौरान फीडस्टॉक नमी में कमी <4%, जबकि कमी बांधने की मशीन के बिना 7-8% के बारे में था। 4% बांधने की मशीन और 33% (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी सामग्री, के साथ सूखे छर्रों का मनाया थोक घनत्व और स्थायित्व मान रहे थे> 510 किग्रा / एम 3 और> 98%, क्रमशः, और प्रतिशत ठीक कणों उत्पन्न करने के लिए <3 कम हो गया था %।

Introduction

बायोमास दुनिया में प्रमुख ऊर्जा संसाधनों में से एक है और कार्बन न्यूट्रल 1 माना जाता है। baled और जमीन कृषि बायोमास और chipped वुडी बायोमास के थोक घनत्व कम है। Baled बायोमास के कम थोक घनत्व (130-160 किलो / एम 3), जमीन बायोमास (60-80 किग्रा / एम 3) और वुडी बायोमास (200-250 किलो / एम 3) बनाने के भंडारण, परिवहन, और मुद्दों से निपटने 2 chipped 3। Densifying या दबाव और तापमान का उपयोग करके जमीन बायोमास संपीड़ित करने के बारे में 5 से 7 बार से थोक घनत्व बढ़ जाती है, और परिवहन और भंडारण सीमाओं 4 काबू पाने के लिए मदद करता है। गोली मिलों, ईट प्रेस, और पेंच extruders densification प्रणाली आम तौर पर बायोमास 4 के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। Breakeven परिवहन दूरी baled और pelleted बायोमास फीडस्टॉक पर विश्लेषण से संकेत दिया कि छर्रों ही कीमत 5 के लिए एक ट्रक का उपयोग कर गांठें से आगे 1.6 गुना जाया जा सकता है। परिवहन effiछर्रों का ciencies, इस तरह के रूप में रेल परिवहन के अन्य साधनों के साथ वृद्धि के बाद से यह मात्रा सीमित है ट्रकों है कि वजन से सीमित कर रहे हैं की तुलना में। वर्तमान में, यूरोप में वुडी बायोमास से उत्पादित छर्रों बड़े पैमाने पर जैव विद्युत उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप के प्रमुख उत्पादकों से 6 लकड़ी छर्रों के आपूर्तिकर्ताओं हैं। दोनों वुडी और घास बायोमास से उत्पादित हिमपात दोनों thermochemical (cofiring, गैसीकरण, और pyrolysis) और जैव रासायनिक रूपांतरण (इथेनॉल) अनुप्रयोगों 7-9 के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

छर्रों के गुणों (घनत्व और स्थायित्व) और pelleting प्रक्रिया के विशिष्ट ऊर्जा की खपत, इस तरह के मरने व्यास के रूप में गोली मिल प्रक्रिया चर, पर निर्भर कर रहे हैं इस तरह के फीडस्टॉक नमी सामग्री के रूप में मरने और फीडस्टॉक चर, के व्यास अनुपात करने के लिए गति और लंबाई मर और संरचना 4। दोनों गोली चक्की प्रक्रिया चर और फीडस्टॉक चर प्रभावछर्रों की गुणवत्ता और विशिष्ट प्रक्रिया में इस्तेमाल ऊर्जा। मरने आयाम (यानी, व्यास के अनुपात में लंबाई) संपीड़न और बाहर निकालना दबाव को प्रभावित करती है, और मरने के घूर्णन गति मरने के भीतर सामग्री के निवास समय नियंत्रित करता है। नमी की मात्रा एक फीडस्टॉक चर कि उच्च तापमान और दबाव में मरने का सामना करना पड़ा होने के कारण बायोमास रचना घटक (यानी, प्रोटीन, स्टार्च, और लिग्निन) के साथ बातचीत के द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। नमी की उपस्थिति वान डर वाल्स बल बढ़ता है, जिससे बायोमास कणों 10 के बीच आकर्षण बढ़ रही है। सामान्य तौर पर, बायोमास प्रभावों संकुचित उत्पाद के थोक घनत्व diametrical और पार्श्व विस्तार के कारण में उच्च नमी इसे बाहर निकलता है के रूप में गोली चक्की या ईट प्रेस मरने 10। बायोमास रचना, ऐसे स्टार्च, प्रोटीन, लिग्निन, और अन्य पानी में घुलनशील कार्बोहाइड्रेट के रूप में, बाध्यकारी व्यवहार जब एक दबाव के अधीन प्रभावित करती हैdensification उपकरण 11 में एन डी तापमान। आम रचना प्रतिक्रियाओं है कि फीडस्टॉक नमी, मरने के तापमान, और दबाव से प्रभावित कर रहे हैं कुछ स्टार्च gelatinization, प्रोटीन विकृतीकरण, और लिग्निन कांच संक्रमण कर रहे हैं। आम तौर पर, 100 डिग्री सेल्सियस या अधिक से अधिक और अधिक से अधिक 30% की एक फीडस्टॉक नमी सामग्री, भोजन और पशु चारा में स्टार्च के तापमान पर gelatinized हो जाता है और कठोरता 12 तरह के प्रभावों संरचना गुण। आमतौर पर, स्टार्च प्रतिक्रियाओं gelatinization, चिपकाने, और प्रतिगामिता हैं। इन प्रतिक्रियाओं के बीच, gelatinization गोली गुण 13 पर सबसे बड़ा प्रभाव है। स्टार्च अक्सर एक बांधने की मशीन के रूप में खाद्य और गैर खाद्य अनुप्रयोगों में शामिल है। उदाहरण के लिए, दवा गोली तैयार करने स्टार्च में भराव 4,14 के रूप में प्रयोग किया जाता है। बायोमास में प्रोटीन विकृतीकरण से होकर गुजरती है और उच्च तापमान और दबाव densification प्रक्रिया 11 में अनुभवी होने के कारण जटिल बांड रूपों। सामान्य, उच्च एक मेंबायोमास में प्रोटीन की आरोह को एक अधिक टिकाऊ गोली 15,16 में परिणाम होगा। उदाहरण के लिए, अल्फला, जो प्रोटीन की एक बड़ी राशि है, उच्च फीडस्टॉक नमी की मात्रा में टिकाऊ छर्रों में परिणाम के लिए। बायोमास में वसा pelleting या 11,17 ब्रिकेटिंग के दौरान घर्षण बलों और बाहर निकालना ऊर्जा कम कर देता है। Lignocellulosic बायोमास में, संयंत्र सामग्री के भीतर लिग्निन की उपस्थिति किसी भी बाँधने 18 को जोड़ने के बिना छर्रों फार्म के लिए मदद करता है। वुडी बायोमास उच्च लिग्निन सामग्री (29-33%) जब एक घास का बायोमास, जो आम तौर पर 12-16% लिग्निन 4,19 के होते हैं की तुलना में है। के बारे में 10-12% के निचले फीडस्टॉक नमी सामग्री (पश्चिम बंगाल), पर लिग्निन के कांच संक्रमण तापमान से अधिक 140 डिग्री सेल्सियस 20 है; जबकि, नमी की मात्रा बढ़ रही है कांच संक्रमण तापमान 21 कम कर देता है। Lehtikangas 22 के अनुसार, 8-15% (पश्चिम बंगाल) नमी की मात्रा में लिग्निन का गिलास संक्रमण तापमान 100-135 डिग्री सेल्सियस, बू हैT> 25% (पश्चिम बंगाल) के लिए नमी की मात्रा बढ़ रही है <90 डिग्री सेल्सियस के लिए कांच संक्रमण तापमान कम कर देता है।

घास कटाई बायोमास विधि और कटाई के समय के आधार पर उच्च नमी की मात्रा में उपलब्ध है। भी पास कटाई विधि के मामले में काटा सामग्री नमी सामग्री> 30% (पश्चिम बंगाल), 23 होगा। बायोमास आम तौर पर के बारे में 10% (पश्चिम बंगाल) नमी सामग्री के लिए सूख रहा है यह aerobically स्थिर बनाने के लिए और भंडारण के दौरान शुष्क पदार्थ नुकसान को रोकने के लिए। Lamers एट अल। 24 संकेत दिया कि 30% नमी की मात्रा पर preprocess बायोमास के लिए दोनों पीस (चरणों 1 और 2) और सुखाने के लिए कुल लागत के बारे में $ 43.60 / ड्राई टन, और बारे में $ 15.00 / ड्राई टन बायोमास सिर्फ सुखाने के लिए है। सुखाने बायोमास कुल preprocessing ऊर्जा का 65% के बारे में लेता है, और pelleting 8-9% के बारे में 24 लेता है। Yancey एट अल। तथ्य यह है कि 25 सुखाने बायोमास preproce में प्रमुख ऊर्जा उपभोक्ता है पुष्टि की हैssing। प्रयोगात्मक डेटा और तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण से संकेत दिया है कि कुशल नमी प्रबंधन बायोमास preprocessing लागत को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक तरह से और अधिक कुशलता से सुखाने लागत कम होती है और फीडस्टॉक नमी का प्रबंधन करने के लिए एक उच्च नमी pelleting प्रक्रिया एक कम तापमान सुखाने विधि के साथ मिलकर प्रयोग है। उच्च नमी pelleting इदाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला में विकसित की प्रक्रिया में, बायोमास नमी सामग्री से अधिक 28% (पश्चिम बंगाल) में pelleted है; आंशिक रूप से सूख जो अभी भी नमी में उच्च रहे हैं उत्पादित छर्रों, जिसमें अनाज या बेल्ट dryers 21 के रूप में ऊर्जा कुशल ड्रायर, में सुखाया जा सकता है। उच्च नमी pelleting का एक प्रमुख लाभ यह सुखाने लागत को कम करने में मदद करता है वह यह है कि जो कम कुल गोली उत्पादन लागत में बारी परिणामों में। टेक्नो-आर्थिक विश्लेषण से संकेत दिया है कि ऊर्जा और उत्पादन लागत उच्च नमी pelleting प्रक्रिया का उपयोग कर एक पारंपरिक विधि pelleting 24,26 की तुलना के बारे में 40-50% तक कम हो जाता है। मेजरया कम गोली उत्पादन लागत के लिए कारण की वजह से एक रोटरी ड्रायर कि एक अनाज ड्रायर उस बारे में 80 डिग्री सेल्सियस या उससे कम 21 वर्ष की कम तापमान पर संचालित के साथ 180 डिग्री सेल्सियस के लिए 160 के उच्च तापमान पर संचालित की जगह है। एक बेल्ट या अनाज ड्रायर के साथ एक रोटरी ड्रायर की जगह के अन्य लाभ कर रहे हैं: 1) अधिक से अधिक दक्षता, 2) को कम कर आग खतरा, 3) उच्च गुणवत्ता गर्मी की जरूरत नहीं है, 4) कम वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) उत्सर्जन, 5) कम हो कण उत्सर्जन, और 6) उच्च मिट्टी या चिपचिपा बायोमास 27 ढेरी नहीं है। पारंपरिक pelleting में ऊर्जा गहन भाप कंडीशनिंग कदम है, आम तौर पर नमी जोड़ने और बायोमास घटकों में से कुछ को सक्रिय करने के लिए प्रयोग किया जाता है, एक छोटी preheating कदम से बदला है। यह कदम फीडस्टॉक नमी की मात्रा को कम करने के साथ-साथ लिग्निन बायोमास जैसे घटकों सक्रिय मदद करता है। घर्षण गर्मी गोली मरने में विकसित भी 5-8% के बारे में (पश्चिम बंगाल) 21,28 से फीडस्टॉक नमी की मात्रा को कम करने में मदद करता है। उच्च मीटर मेंoisture pelleting प्रक्रिया, गोली मिल न केवल बायोमास compresses, लेकिन यह भी संपीड़न और बाहर निकालना के दौरान नमी की मात्रा को कम करने में मदद करता है। कई शोधकर्ताओं ने एक विस्तृत नमी सामग्री की रेंज (7-45%, पश्चिम बंगाल) एकल, प्रयोगशाला का उपयोग करने पर कच्चे और रासायनिक pretreated बायोमास के pelleting पर प्रयोग किया है, पायलट पैमाने अंगूठी मर जाते हैं और वाणिज्यिक निरंतर pelleting सिस्टम 10,25,29-40, (नगरपालिका ठोस अपशिष्ट और अमोनिया फाइबर विस्फोट की गति, डी 2015 के Pelleting (AFEX) एक पायलट पैमाने अंगूठी मरने गोली चक्की में मकई पशुओं का चारा pretreated। जैव ईंधन विभाग, मुख्य अभियंता, बायोमास राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधा, इदाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला (अप्रकाशित डेटा)) । इन शोधकर्ताओं समायोजित विभिन्न वांछित स्तर तक बायोमास के फीडस्टॉक नमी की मात्रा छर्रों की गुणवत्ता विशेषताओं पर नमी की मात्रा के प्रभाव को समझने के लिए।

गोली गुणवत्ता विशेषताओं, थोक घनत्व और स्थायित्व, अमेरिका के अनुसार मानक विनिर्देशों रहे हैंएक आधारित गोली ईंधन संस्थान (पीएफआई)। हालांकि, मानकीकरण (केंद्र) स्थायित्व के लिए यूरोपीय समिति के अनुसार एक प्रामाणिक और थोक घनत्व एक जानकारीपूर्ण विनिर्देश 41 है। स्थायित्व मूल्यों> 96.5% और थोक घनत्व> 640 किग्रा / एम 3 के साथ हिमपात, सुपर प्रीमियम PFI मानकों के आधार पर छर्रों के रूप में नामित कर रहे हैं, जबकि स्थायित्व मूल्यों> 97.5% के साथ छर्रों उच्चतम ग्रेड के साथ छर्रों के रूप में नामित कर रहे हैं। दोनों केंद्र और PFI मानकों विभिन्न व्यास के साथ छर्रों सलाह देते हैं। उदाहरण के लिए, पीएफआई 6.35-7.25 मिमी की रेंज में एक व्यास की सिफारिश की है, जबकि केंद्र एक व्यास 6-25 मिमी और एक गोली लंबाई से भी कम या 4 बार व्यास 41 के बराबर से लेकर सिफारिश की। छोटे व्यास छर्रों (6 मिमी) अब दूरी के परिवहन पर विचार कर वे उच्च पैकिंग घनत्व 28 है के लिए पसंद कर रहे हैं। पारंपरिक pelleting प्रक्रियाओं के लिए, यह कम नमी सामग्री पर बायोमास गोली से मिलने के लिए इन घनत्व विनिर्देशों डी की सिफारिश की हैछर्रों लंबी दूरी के परिवहन के लिए 41 esirable। दोनों केंद्र और PFI अतिरिक्त गोली ग्रेड 41 की है। Tumuluru 28 और Tumuluru और कोनर 40 संकेत दिया है कि उच्च नमी pelleting इदाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला मदद से विकसित की प्रक्रियाओं उन्हें विभिन्न परिवहन और रसद परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाने मकई पशुओं का चारा और अलग गुणवत्ता विशेषताएँ (थोक घनत्व और स्थायित्व) और विशिष्ट ऊर्जा की खपत के साथ लकड़ी छर्रों का उत्पादन करने के लिए।

बायोमास पर pelleting अध्ययन के अधिकांश के लिए एक एकल pelleting प्रणाली का उपयोग किया गया था। प्रयोगशाला पैमाने पर एक सतत प्रणाली का उपयोग बायोमास पर डेटा pelleting सीमित है। निरंतर pelleting सिस्टम पर अध्ययन मरने घूर्णन गति, व्यास के अनुपात में लंबाई की तरह pelleting प्रक्रिया चर के प्रभाव को समझने और गुणवत्ता विशेषताओं और विशिष्ट ऊर्जा की खपत पर व्यास मरने के लिए उपयोगी हो जाएगा। निरंतर सिस्टम पर pelleting डेटा आगे अनुसूचित जाति के लिए इस्तेमाल किया जा सकताप्रक्रिया पायलट के लिए और व्यावसायिक पैमाने सिस्टम को शराब। सामान्य तौर पर, एक फ्लैट मरने गोली मिल एक प्रयोगशाला 4 में वुडी और घास बायोमास पर pelleting अध्ययन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रयोगशाला पैमाने फ्लैट मरने, पायलट, और व्यावसायिक पैमाने अंगूठी मरने गोली मिलों का काम सिद्धांत समान हैं। इन गोली मिलों के सभी दो या तीन रोलर्स के साथ एक छिद्रित हार्ड स्टील मरने की है। मरने घूर्णन द्वारा, रोलर्स फीडस्टॉक पर बल डालती है और densified छर्रों 4 फार्म के लिए मरने के छेद के माध्यम से इसे लागू।

हमारे किसी भी बांधने की मशीन अलावा बिना 28-38% (पश्चिम बंगाल) के फीडस्टॉक नमी की मात्रा पर मकई पशुओं का चारा के उच्च नमी pelleting पर पहले के अध्ययनों में अधिक फीडस्टॉक नमी की मात्रा 21,28 पर कम स्थायित्व मूल्यों में हुई। ठंडा और सुखाने के बाद उच्च नमी छर्रों के स्थायित्व में सुधार, के रूप में यह निपटने के दौरान छर्रों (गोली गुणवत्ता की हानि) के विघटन को रोकने में मदद करता है महत्वपूर्ण है एसटूक्रोध और परिवहन। छर्रों का विघटन आम तौर पर गोली उत्पादकों के लिए जुर्माना पीढ़ी और राजस्व की हानि में परिणाम है। बाँधने आम तौर पर गोली गुणवत्ता, विशेष रूप से स्थायित्व में सुधार करने के लिए, और विशिष्ट ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए pelleting प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है। Pelleting प्रक्रिया में आमतौर पर इस्तेमाल प्राकृतिक बाँधने प्रोटीन होते हैं और स्टार्च 4,28। स्टार्च gelatinization से होकर गुजरती है, जबकि प्रोटीन गर्मी, नमी, और दबाव की उपस्थिति में विकृतीकरण आए। इन प्रतिक्रियाओं के दोनों कम ऊर्जा की खपत में बेहतर बाध्यकारी और अधिक टिकाऊ छर्रों में परिणाम। इस अध्ययन के समग्र उद्देश्य को विकसित करने और एक बांधने की मशीन के अलावा के साथ मकई पशुओं का चारा का उपयोग कर एक उच्च नमी pelleting प्रक्रिया का प्रदर्शन करने के लिए एक कम पर हरे स्थायित्व के मामले (ठंडा करने के बाद) में अच्छी गुणवत्ता के छर्रों और ठीक हो स्थायित्व (सुखाने के बाद) उत्पादन किया गया था विशिष्ट ऊर्जा की खपत। अध्ययन के लिए विशिष्ट उद्देश्यों 1) मकई छात्र उच्च नमी pelleting संचालन करने के लिए थेअलग फीडस्टॉक नमी सामग्री (33, 36, और 39%, पश्चिम बंगाल) और स्टार्च बांधने की मशीन सामग्री (0, 2, और 4%) पर खत्म, 2) का मूल्यांकन भौतिक गुणों (गोली नमी सामग्री, गोली व्यास, विस्तार अनुपात, थोक घनत्व और स्थायित्व (हरे और ठीक हो स्थायित्व), और 3) pelleting प्रक्रिया के विशिष्ट ऊर्जा की खपत का मूल्यांकन।

Protocol

नोट: मकई पशुओं का चारा गांठें आयोवा, संयुक्त राज्य अमरीका में कृषि फार्मों से गांठ के रूप में खरीदे गए थे। खरीद की गांठें दो चरणों में क्रमिक रूप से जमीन थे। चरण 1 में, मकई पशुओं का चारा गांठें एक चक्की एक 50.8 एमएम स्क्रीन के साथ फिट का उपयोग कर जमीन थे। चरण 2 में, चरण 1 से जमीन सामग्री एक परमानंद हथौड़ा चक्की एक 4.8 मिमी स्क्रीन के साथ फिट का उपयोग करके आगे जमीन थी। सामग्री नमी की मात्रा और थोक घनत्व के लिए परीक्षण किया है और आगे pelleting परीक्षण के लिए एक हवाई तंग कंटेनर में संग्रहित किया गया था। शुद्ध कॉर्न स्टार्च एक स्थानीय बाजार से खरीदा गया और नमी की मात्रा और थोक घनत्व के लिए मापा गया था। नमी की मात्रा और जमीन मकई पशुओं का चारा और मक्का स्टार्च बांधने की मशीन के थोक घनत्व तालिका 1 दिए गए हैं।

तालिका एक
तालिका 1 नमी सामग्री और जमीन मकई पशुओं का चारा और मक्का स्टार्च बांधने की मशीन के थोक घनत्व।

1. गोली मिल </ P>

  1. एक प्रयोगशाला पैमाने फ्लैट मरने गोली (चित्रा 1) 21,28,38 pelleting परीक्षण के लिए बाहर ले जाने के लिए एक 10 एचपी मोटर से लैस चक्की का प्रयोग करें।

आकृति 1
चित्रा 1. इदाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एक प्रयोगशाला पैमाने फ्लैट मरने गोली मिल के योजनाबद्ध। एक फ्लैट मरने गोली मिल के साथ और बांधने की मशीन अलावा बिना उच्च नमी मकई पशुओं का चारा pelleting परीक्षणों का संचालन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था (Tumuluru 21 से अनुकूलित)। देखने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण।

  1. हॉपर और पेंच फीडर की सतह पर लचीला हीटिंग टेप की जगह फिर उन्हें कांच ऊन के साथ पृथक गर्मी के नुकसान को रोकने के लिए। एक तापमान नियंत्रक बजी में वांछित तापमान के लिए बायोमास पहले से गरम करने के लिए हीटिंग टेप कनेक्ट30-130 डिग्री सेल्सियस के ई।
  2. एक चर आवृत्ति ड्राइव (VFD) के साथ गोली चक्की से लैस। गोली चक्की मोटर करने के लिए गोली मिल के VFD कनेक्ट करें। फीडर मोटर नियंत्रक एक प्रत्यक्ष वर्तमान मोटर नियंत्रक गोली मिल को खिला दर भिन्न करने के लिए है।
  3. बिजली की खपत को रिकॉर्ड करने के लिए गोली मिल मोटर करने के लिए एक बिजली मीटर कनेक्ट करें। मैन्युअल रूप से एक गोली एक 8 मिमी व्यास उद्घाटन और (एल / डी) व्यास लंबाई 2.6 के अनुपात के साथ मरने के लिए चुनते हैं।
  4. गोली मरने से बाहर आने के गर्म छर्रों शांत करने के लिए गोली मिल के लिए एक क्षैतिज गोली कूलर जोड़ें। ताजा हवा प्रसारित करने के लिए एक निकास प्रणाली के लिए कूलर कनेक्ट करें।

2. फीडस्टॉक तैयारी

  1. एक 4.8 मिमी स्क्रीन का उपयोग मकई पशुओं का चारा जमीन के 2-3 किलो ले लो। मकई पशुओं का चारा नमी की मात्रा (4.1 कदम देखें) और थोक घनत्व (4.3 चरण देखें) उपाय (2 टेबल देखें)।
  2. नमी की मात्रा (4.1 कदम देखें) और थोक घनत्व को मापने शुद्ध (100%) कॉर्न स्टार्च बांधने की मशीन के (4.3 चरण देखें)स्थानीय बाजार से खरीद की।
  3. जमीन मकई पशुओं का चारा के लिए मक्का स्टार्च बांधने की मशीन जोड़े (देखें % बांधने की मशीन के अलावा के लिए तालिका 2)
  4. पानी की मात्रा की गणना 33, 36, और 39% (पश्चिम बंगाल) समीकरण 1 का उपयोग करने के लिए जमीन मकई पशुओं का चारा और मक्का स्टार्च बांधने की मशीन मिश्रण की नमी के स्तर को समायोजित करने के लिए जोड़ा जाएगा।
    1 समीकरण = 2 समीकरण (1)
    नोट: नमूना (पश्चिम बंगाल) के प्रतिशत अंतिम नमी सामग्री, और मी मैं: समीकरण 1 में, डब्ल्यू डब्ल्यू पानी (छ) का वजन है, डब्ल्यू एस बायोमास नमूना (छ), एम एफ का वजन है का प्रतिशत प्रारंभिक नमी सामग्री नमूना (पश्चिम बंगाल%)।
  5. एक प्रयोगशाला पैमाने रिबन ब्लेंडर में यह मिश्रण मकई पशुओं का चारा / कॉर्न स्टार्च बांधने की मशीन मिश्रण करने के लिए गणना की पानी जोड़ें और।
  6. एक मोहरबंद कंटेनर में नमी समायोजित मकई पशुओं का चारा / कॉर्न स्टार्च मिश्रण की दुकान और एक रेफ्रिजरेटर पर सेट में जगह4-5 डिग्री सेल्सियस नमी संतुलित करने की अनुमति है।

3. उच्च नमी Pelleting प्रक्रिया

  1. रेफ्रिजरेटर से बाहर मकई पशुओं का चारा / मकई स्टार्च का मिश्रण ले लो और के बारे में 1-2 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर इसे छोड़ने के कमरे के तापमान को इसे लाने के लिए।
  2. गोली चक्की का चारा हॉपर में सामग्री लोड। 60 हर्ट्ज (380 आरपीएम) पर गोली मिल रन गति मर जाते हैं।
  3. एक स्थिर राज्य हालत में छर्रों का उत्पादन करने के लिए गोली मिल के खिला दर का समायोजन करके समान रूप से गोली मिल फ़ीड। क्षैतिज गोली कूलर में छर्रों कूल।
  4. अलग-अलग जुर्माना एक 6.3 मिमी स्क्रीन का उपयोग pelleting प्रक्रिया में उत्पन्न।
    ध्यान दें: ठंडा 21 के बाद नमी की मात्रा और छर्रों के स्थायित्व को मापने।
  5. 3-4 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रयोगशाला ओवन में कूल्ड उच्च नमी छर्रों सूखी कम से कम 9% (पश्चिम बंगाल) के लिए छर्रों का अंतिम नमी की मात्रा कम करने के लिए।
    नोट: गोली नमी सामग्री, थोक घनत्व, और ड्यूरा उपायसूखे छर्रों 21 की साख।
  6. pelleting प्रक्रिया के दौरान एक कंप्यूटर में सत्ता डेटा लॉग ऑन करें।
    नोट: pelleting परीक्षण की स्थिति और 33, 36 और 39% नमी की मात्रा और 4% कॉर्न स्टार्च बांधने की मशीन अलावा में उत्पादित छर्रों के लिए चित्रा 2 के लिए 2 टेबल देखें।

तालिका एक
तालिका 2 प्रायोगिक परीक्षण की स्थिति वर्तमान अध्ययन में इस्तेमाल किया।

चित्र 2
चित्रा 2 मकई पशुओं का चारा अलग फीडस्टॉक नमी सामग्री में 4% कॉर्न स्टार्च बांधने की मशीन के साथ उत्पादन के छर्रों की तस्वीर। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

4. गोलीगुण और विशिष्ट ऊर्जा खपत

नोट: ASABE मानकों 42 कच्चे और pelleted सामग्री की नमी सामग्री, घनत्व, स्थायित्व और प्रतिशत जुर्माना मापने के लिए इस्तेमाल किया गया।

  1. जमीन और pelleted मकई पशुओं का चारा नमूनों की 25-50 ग्राम ओवन 24 घंटे के लिए 105 डिग्री सेल्सियस पर सेट एक प्रयोगशाला में रखें। पहले और सुखाने के बाद नमूना वजन। तीन प्रतियों में प्रयोगों का उपयोग कर समीकरण 2. आचरण नमी की मात्रा की गणना।
    3 समीकरण (2)
  2. एक भी गोली लो और दोनों धैर्य उपयोगिता क्लॉथ के साथ समाप्त होता है चिकनी। गोली व्यास वर्नियर नली का व्यास का उपयोग को मापने। गोली समीकरण 3 28 का उपयोग करने का विस्तार अनुपात की गणना। दस छर्रों का व्यास उपाय।
    विस्तार अनुपात = 4 समीकरण (3)
    नोट: समीकरण 3 में, डी गोली extruded (मिमी) का व्यास है और घ है मरने (मिमी) का व्यास।
  3. 155 मिमी की ऊंचाई और 120 मिमी की एक व्यास के साथ एक गिलास Plexi सिलेंडर का प्रयोग करें। जब तक यह overflows सिलेंडर में छर्रों डालो और एक सीधे बढ़त के साथ ऊपर की सतह के स्तर। सामग्री के साथ सिलेंडर वजन। थोक घनत्व की गणना करने के लिए सिलेंडर की मात्रा से सिलेंडर का वजन विभाजित करते हैं। प्रयोग में तीन बार दोहराएँ।
  4. हाथ एक 6.3 मिमी स्क्रीन का उपयोग कर चलनी pelleted सामग्री। सामग्री स्क्रीन के माध्यम से पारित कर दिया गया है कि वजन। समीकरण 4 का उपयोग प्रतिशत जुर्माना की गणना।
    प्रतिशत जुर्माना = 5 समीकरण × 100 (4)
  5. जुर्माना बिना छर्रों के लगभग 500 ग्राम गोली स्थायित्व परीक्षक के प्रत्येक डिब्बे में रखें। 10 मिनट के लिए 50 / राजस्व मिनट में छर्रों हुई। एक 6.3 मिमी स्क्रीन का उपयोग tumbled सामग्री छान लें। 5 समीकरण का प्रयोग छर्रों का प्रतिशत स्थायित्व की गणना करने के लिए।
    स्थायित्व =tp_upload / 54092 / 54092eq6.jpg "/> × 100 (5)
    नोट: ग्रीन स्थायित्व छर्रों ठंडा करने के बाद मापा का स्थायित्व है, और ठीक हो स्थायित्व स्थायित्व 3 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर छर्रों सुखाने के बाद मापा जाता है।
  6. गोली चक्की बिजली प्रवेश डेटा सॉफ्टवेयर का उपयोग खपत लॉग ऑन करें। गोली चक्की 60 हर्ट्ज मरने गति से खाली चल रहा द्वारा गोली चक्की का कोई बोझ पावर (किलोवाट) डेटा रिकॉर्ड। समीकरण 6 का उपयोग विशिष्ट ऊर्जा खपत (एसईसी) की गणना करने के लिए।
    समीकरण 7 (6)

Representative Results

गोली नमी सामग्री

बायोमास की नमी सामग्री pelleting के बाद 5-8% के बारे में (पश्चिम बंगाल) से कम हो गया था। यह कमी मुख्य रूप से मरने में विकसित घर्षण गर्मी, और preheating तापमान और उच्च नमी छर्रों का ठंडा करने के लिए जिम्मेदार ठहराया है। इसके अलावा, बाँधने नमी की मात्रा खो दिया है पर एक प्रभाव पड़ा। 0% बांधने की मशीन में नमी की हानि के बारे में 7-8% है, जो हमारे पहले के अध्ययनों 21,28 के साथ सहमत हो गया था; जबकि, 4% बांधने की मशीन पर, pelleting दौरान फीडस्टॉक में नमी की हानि के बारे में 3-5% (चित्रा 3) था। बांधने की मशीन बायोमास को जोड़ा एक चिकनाई एजेंट के रूप में काम हो सकता है। इस घर्षण प्रतिरोध कम हो और नमी नुकसान में कमी के कारण मरने चैनल में सामग्री का निवास समय कम हो सकता है। पिछले अध्ययनों में तापमान तुरंत मापा मरने के एक अवरक्त का उपयोग कर pelleting के बादrmometer (अस्थायी, मॉडल 561, अस्थायी निगम, एवरेट, वाशिंगटन, संयुक्त राज्य अमरीका) 100-110 के बारे में 21 डिग्री सेल्सियस पर पहुंच गया। बांधने की मशीन प्रतिशत बढ़ाने नमी नुकसान को कम कर के रूप में नमी कसकर स्टार्च कणिकाओं के लिए बाध्य कर दिया है हो सकता है। उच्च नमी छर्रों है कि आगे 70 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रयोगशाला ओवन में सूख रहे थे के लिए 3-4 मानव संसाधन नमी सामग्री <9% (पश्चिम बंगाल) था, और इन छर्रों गोली व्यास, विस्तार अनुपात, थोक घनत्व जैसे अन्य भौतिक गुणों को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया और स्थायित्व। गोली नमी की मात्रा डेटा के सांख्यिकीय विश्लेषण से संकेत दिया फीडस्टॉक नमी की मात्रा और गोली नमी की मात्रा पर बांधने की मशीन अलावा (3 टेबल) का एक इंटरएक्टिव प्रभाव नहीं था। कोई बांधने की मशीन और 2% बांधने की मशीन के साथ छर्रों के लिए, फीडस्टॉक नमी की मात्रा में वृद्धि (Tukey के पी <0.05) गोली नमी की मात्रा में वृद्धि हुई है, लेकिन इस प्रवृत्ति को 4% बांधने की मशीन पर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण नहीं था (Tukey के p≥0.05, चित्रा 3) ।


चित्रा 3. ठंडा करने के बाद फीडस्टॉक नमी की मात्रा (एफएमसी) और गोली नमी की मात्रा पर स्टार्च बांधने की मशीन के प्रभाव (मतलब ± 1SD, एन = 3)। बांधने की मशीन के बिना आयोजित Pelleting परीक्षण बांधने की मशीन के साथ किए गए परीक्षणों की तुलना में अधिक फीडस्टॉक नमी की मात्रा घटाने में हुई। विभिन्न पत्र पोस्ट अस्थायी Tukey एचएसडी परीक्षण (पी <0.05) का उपयोग महत्वपूर्ण मतभेद का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

गोली व्यास

साथ और बांधने की मशीन अलावा बिना 33% नमी की मात्रा में छर्रों का व्यास (नहीं दिखाया डेटा) ठंडा करने के बाद 8.4-8.7 मिमी की रेंज में था। फ़ीड बढ़ाने सेजोड़ा बांधने की मशीन के साथ 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) के लिए Tock नमी की मात्रा 9.3 मिमी की अधिकतम मूल्य के लिए गोली व्यास वृद्धि हुई (डेटा) नहीं दिखाया। इन छर्रों आगे के बारे में 3-4 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रयोगशाला ओवन में सूख रहे थे। सुखाने के बारे में 0.3-0.4 मिमी व्यास गोली में कमी के परिणामस्वरूप। सूखने के बाद व्यास में कमी के लिए प्रमुख कारण छर्रों का संकुचन के कारण था। वहाँ (3 टेबल) सुखाने के बाद फीडस्टॉक नमी की मात्रा और गोली व्यास पर बांधने की मशीन अलावा बीच बातचीत का एक सांख्यिकीय महत्वपूर्ण प्रभाव था। 33% फीडस्टॉक नमी की मात्रा पर सुखाने के बाद गोली व्यास 8.3 से 8.5 मिमी की रेंज में था, 36% या 39% करने के लिए फीडस्टॉक नमी की मात्रा बढ़ रही है, जबकि 8.7 मिमी के बारे में (चित्रा 4) को गोली व्यास वृद्धि हुई है। यह वृद्धि केवल 33% और 39% के बीच सांख्यिकीय महत्वपूर्ण जब कोई बांधने की मशीन क्योंकि माप में उच्च विचलन का इस्तेमाल किया गया था (Tukey के पी <0.05), संभावना थी। चित्रा 4
चित्रा 4. सुखाने के बाद फीडस्टॉक नमी की मात्रा (एफएमसी) और गोली व्यास पर मकई स्टार्च बांधने की मशीन के प्रभाव (मतलब ± 1SD, n = 10) गोली व्यास फीडस्टॉक नमी की मात्रा और स्टार्च इसके अलावा में वृद्धि के साथ वृद्धि हुई है।। विभिन्न पत्र पोस्ट अस्थायी Tukey एचएसडी परीक्षण (पी <0.05) का उपयोग महत्वपूर्ण मतभेद का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

विस्तार अनुपात

विस्तार अनुपात गोली व्यास (3 समीकरण) का उपयोग कर की गणना की जाती है। विस्तार अनुपात मूल्यों सुखाने के बाद की तुलना में ठंडा करने के बाद छर्रों के लिए अधिक थे (डेटा) नहीं दिखाया। बिना और के साथ 33% नमी की मात्रा परबांधने की मशीन इसके अलावा, ठंडा होने के बाद विस्तार अनुपात मूल्यों 1.16-1.20 की रेंज में थे। इसके अलावा 36 के लिए नमी की मात्रा बढ़ रही है और बांधने की मशीन अलावा बिना 39% 1.35 करने के लिए विस्तार अनुपात मूल्यों में वृद्धि हुई। सूखे छर्रों कम विस्तार अनुपात, जो मुख्य रूप से छर्रों का संकुचन के कारण दोनों बिलकुल और पार्श्व था। 33% फीडस्टॉक नमी सामग्री के साथ और बांधने की मशीन अलावा बिना विस्तार अनुपात मूल्यों 1.11-1.07 (चित्रा 5) की रेंज में थे। 36 और 39% करने के लिए फीडस्टॉक नमी की मात्रा बढ़ाने से आगे 1.10-1.18 (चित्रा 5) को विस्तार अनुपात मूल्यों में वृद्धि हुई; बहरहाल, यह केवल सांख्यिकीय रूप से कोई बांधने की मशीन के अलावा के साथ 39% नमी की मात्रा (; 3 टेबल Tukey के पी <0.05) की तुलना में 33% के लिए महत्वपूर्ण था। गोली व्यास और विस्तार के अनुपात के मामले में, एक स्टार्च जोड़ने में आधारित बांधने की मशीन फीडस्टॉक नमी सामग्री के सभी पर इन मूल्यों में वृद्धि हुई है, लेकिन इन मतभेदों को सांख्यिकीय रूप से नहीं थेमहत्वपूर्ण (Tukey के p≥0.05)। सूखने के बाद विस्तार अनुपात परिणाम पहले के अध्ययनों में, जहां बढ़ती फीडस्टॉक नमी विस्तार अनुपात में वृद्धि हुई है और आगे की कमी आई है थोक घनत्व मूल्यों 28 के निष्कर्षों की पुष्टि।

चित्रा 5
चित्रा 5. सुखाने के बाद फीडस्टॉक नमी की मात्रा (एफएमसी) और छर्रों का विस्तार अनुपात पर आधारित स्टार्च बांधने की मशीन के प्रभाव (एन = 10)। छर्रों के बिना और बांधने की मशीन के अलावा के साथ फीडस्टॉक नमी की मात्रा में वृद्धि के साथ वृद्धि हुई विस्तार अनुपात। विभिन्न पत्र पोस्ट अस्थायी Tukey एचएसडी परीक्षण (पी <0.05) का उपयोग महत्वपूर्ण मतभेद का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

थोक Density

ठंडा करने के बाद से और बांधने की मशीन के बिना 33% की फीडस्टॉक नमी सामग्री के साथ बनाया गया है और मापा छर्रों का थोक घनत्व 464-514 किलो / एम 3 की रेंज में था (डेटा) नहीं दिखाया। बांधने की मशीन के बिना 36 और 39% फीडस्टॉक नमी की मात्रा पर थोक घनत्व मूल्यों 437-442 किलो / एम 3 की रेंज में थे। इन फीडस्टॉक नमी <400 किग्रा / एम 3 के लिए थोक घनत्व कम हो सामग्री पर बांधने की मशीन जोड़ना। के बारे में 3 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रयोगशाला ओवन में उच्च नमी छर्रों सुखाने कम से कम 9% (पश्चिम बंगाल) के लिए छर्रों की नमी सामग्री कम हो। के बारे में 50 किग्रा / एम 3 सुखाने के बाद से थोक घनत्व मूल्यों में मामूली वृद्धि हुई थी। सूखने के बाद थोक घनत्व में वृद्धि कम अंतर-कण तरल पुलों, कण-कम खुला संरचना के साथ करीब रखा गया हो सकता है, जिसकी वजह से हो सकता है। Oginni 44 ने कहा कि जमीन विनोदी पाइन डी के थोक घनत्वनमी की मात्रा में वृद्धि के साथ बढ़ गई। साथ और बांधने की मशीन अलावा बिना 33% की फीडस्टॉक नमी सामग्री के साथ बनाया छर्रों के लिए, छर्रों के थोक घनत्व 520-530 किलो / एम 3 (चित्रा 6) की रेंज में था। 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) के उच्च फीडस्टॉक नमी सामग्री पर, सूखे छर्रों का थोक घनत्व काफी करने के लिए <434 किग्रा / एम 3 और <437 किग्रा / एम 3, क्रमशः कमी आई है। वहाँ फीडस्टॉक नमी की मात्रा और थोक घनत्व (3 टेबल) पर बांधने की मशीन अलावा बीच बातचीत का एक सांख्यिकीय महत्वपूर्ण प्रभाव था। सामान्य तौर पर, थोक घनत्व फीडस्टॉक नमी की मात्रा में वृद्धि के साथ शुरू की कमी हुई। इसके अलावा, वहाँ कुछ संकेत है कि थोक घनत्व (चित्रा 6) स्टार्च सामग्री में वृद्धि के साथ में कमी आई है।

चित्रा 6
चित्रा 6 एफईफीडस्टॉक नमी की मात्रा (एफएमसी) और स्टार्च बांधने की मशीन छर्रों का थोक घनत्व पर सुखाने के बाद की fect (मतलब ± 1SD, एन = 3) 33% (पश्चिम बंगाल) और कोई बांधने की मशीन के निचले फीडस्टॉक नमी की मात्रा सबसे अधिक घनत्व में हुई।। अलग फीडस्टॉक नमी सामग्री में 2 और 4% बांधने की मशीन जोड़ना कम थोक घनत्व मूल्यों में हुई। विभिन्न पत्र पोस्ट अस्थायी Tukey एचएसडी परीक्षण (पी <0.05) का उपयोग महत्वपूर्ण मतभेद का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

स्थायित्व (%)

ठंडा करने के बाद

ग्रीन स्थायित्व

चित्रा 7 (ठंडा करने के बाद छर्रों का स्थायित्व जी से पता चलता हैरीन शक्ति) और 3-4 घंटे (ठीक शक्ति) के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में सुखाने के बाद। उच्च नमी छर्रों की उच्च स्थायित्व मूल्यों वांछनीय के रूप में यह हैंडलिंग और कतरनी और प्रभाव प्रतिरोध के कारण भंडारण के दौरान कम टूटना में परिणाम होगा रहे हैं। एनोवा के लिए, बातचीत फीडस्टॉक नमी की मात्रा, बांधने की मशीन प्रतिशत, और सुखाने (3 टेबल) के बीच महत्वपूर्ण था। बांधने की मशीन सामग्री में वृद्धि के साथ वृद्धि हुई ठंडा करने के बाद छर्रों का स्थायित्व मूल्यों (3 टेबल; Tukey के पी <0.05)। 33% से कम (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा, बांधने की मशीन के बिना स्थायित्व मूल्यों 87.2% के बारे में थे; जबकि, एक 2 और 4% स्टार्च बांधने की मशीन के अलावा के साथ, स्थायित्व मूल्यों 93.2 और 96.1% (चित्रा 7) की वृद्धि हुई। प्रवृत्ति 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) के अन्य फीडस्टॉक नमी सामग्री के लिए इसी तरह की थी। बांधने की मशीन के बिना स्थायित्व मूल्यों के बारे में 80% थे; हालांकि, बायोमास को जोड़ने बांधने की मशीन स्थायित्व मूल्यों में वृद्धि हुई। स्थायित्व incr90% के बारे में ढील जब छर्रों 36% की एक फीडस्टॉक नमी की मात्रा और 4% स्टार्च बांधने की मशीन के साथ किए गए थे। 39% की भी उच्च फीडस्टॉक नमी की मात्रा पर (पश्चिम बंगाल) प्रवृत्ति समान था, लेकिन कुल मिलाकर स्थायित्व मूल्यों अन्य फीडस्टॉक नमी सामग्री की तुलना में कमी आई है।

चित्रा 7
चित्रा 7. ठंडा करने के बाद और सुखाने के बाद फीडस्टॉक नमी की मात्रा (एफएमसी) और स्थायित्व पर स्टार्च बांधने की मशीन का प्रभाव। (मतलब ± 1SD, एन = 3) उच्च नमी मकई पशुओं का चारा 33, 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) में उत्पादित छर्रों का स्थायित्व मूल्यों फीडस्टॉक नमी की मात्रा बांधने की मशीन के अलावा के साथ वृद्धि हुई दोनों ठंडा करने के बाद और सुखाने के बाद। विभिन्न पत्र पोस्ट अस्थायी Tukey एचएसडी परीक्षण (पी <0.05) का उपयोग महत्वपूर्ण मतभेद का संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें। </ P>

सूखने के बाद

ठीक स्थायित्व

3-4 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रयोगशाला ओवन में उच्च नमी छर्रों का सुखाने छर्रों का इलाज है, जिससे छर्रों के स्थायित्व को बढ़ाने में हुई। 33, 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा पर बनाया छर्रों का स्थायित्व मूल्यों> 92% (चित्रा 7) की वृद्धि हुई। 33% फीडस्टॉक नमी की मात्रा में स्थायित्व मूल्यों (चित्रा 7) सुखाने के बाद के बारे में 98% की वृद्धि हुई। इन परिणामों के पहले काम 21,28 के साथ मिलकर मैच। एक बांधने की मशीन का उपयोग किया छर्रों का स्थायित्व मूल्यों (Tukey के पी <0.05) सुखाने के बाद वृद्धि हुई है। 33% फीडस्टॉक नमी की मात्रा और 4% बांधने की मशीन में अंतिम स्थायित्व मनाया मूल्यों के बारे में 98% थे। प्रवृत्ति 36 और 39% फीडस्टॉक पर समान थानमी की मात्रा, जहां बांधने की मशीन स्थायित्व मूल्यों पर सकारात्मक प्रभाव पड़ा (Tukey के पी <0.05)। 2 और 4% की एक बांधने की मशीन के अलावा के साथ 39% फीडस्टॉक नमी की मात्रा में स्थायित्व मूल्यों 94-95% के बारे में वृद्धि हुई है।

प्रतिशत जुर्माना

वर्तमान अध्ययन में, pelleting के दौरान उत्पन्न प्रतिशत जुर्माना 36 और 39% (पश्चिम बंगाल), 33% (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा की तुलना में अधिक थे। जोड़ना बाँधने सभी फीडस्टॉक नमी सामग्री पर उत्पन्न प्रतिशत जुर्माना कम करने के लिए जब कोई बांधने की मशीन अलावा (चित्रा 8) के साथ परीक्षण की तुलना में हुई। कोई बांधने की मशीन के साथ आयोजित Pelleting परीक्षण 39% (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा के बारे में 11% के उच्चतम प्रतिशत जुर्माना दिखाया। मकई पशुओं का चारा के लिए 2 और 4% बांधने की मशीन जोड़ना, 33% और 36% (पश्चिम बंगाल) छर्रों कोई बांधने की मशीन के साथ जोड़ा की तुलना के लिए pelleting के दौरान उत्पन्न प्रतिशत जुर्माना कम किया है। टीवह सबसे कम प्रतिशत जुर्माना इस अध्ययन में मनाया 4% बांधने की मशीन के अलावा और 33% (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा (लगभग 3%) में थे।

आंकड़ा 8
8 चित्रा फीडस्टॉक नमी की मात्रा और pelleted माल से उत्पादित प्रतिशत जुर्माना पर स्टार्च बांधने की मशीन का प्रभाव। 33, 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) बांधने की मशीन के अलावा के फीडस्टॉक नमी सामग्री पर pelleted सामग्री में प्रतिशत जुर्माना कम हो। कृपया यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए।

विशिष्ट ऊर्जा खपत

विशिष्ट ऊर्जा की खपत को बांधने की मशीन अलावा (9 चित्रा) से प्रभावित था। कोई बांधने की मशीन के साथ, विशिष्ट en33, 36, और 39% फीडस्टॉक नमी की मात्रा में ऊर्जा 118-126 kWhr / टन के बीच था। एक 2% बांधने की मशीन को जोड़ने के बारे में 75-94 kWhr / टन करने के लिए विशिष्ट ऊर्जा की खपत कम हो। इसके अलावा बढ़ती 4% से बांधने की मशीन प्रतिशत आगे सभी फीडस्टॉक नमी सामग्री है कि परीक्षण किया गया के लिए 68-75 के बारे में kWhr / टन करने के लिए विशिष्ट ऊर्जा की खपत कम हो। 2 और 4% पर बांधने की मशीन को जोड़ने के बारे में 20-40% द्वारा विशिष्ट ऊर्जा की खपत कम हो।

9 चित्रा
9 चित्रा फीडस्टॉक नमी की मात्रा और उच्च नमी pelleting प्रक्रिया के विशिष्ट ऊर्जा की खपत पर स्टार्च बांधने की मशीन का प्रभाव। उच्च नमी मकई पशुओं का चारा pelleting प्रक्रिया के विशिष्ट ऊर्जा की खपत 2 और 4% स्टार्च के अलावा के साथ 20-40% के बारे में की कमी थी आधारित बांधने की मशीन। एक बड़ा versio देखने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा के एन।

सांख्यिकीय विश्लेषण

सांख्यिकीय विश्लेषण जेएमपी 10 43 में पूरा हुआ था। एक दो तरह एनोवा (गोली नमी की मात्रा पर फीडस्टॉक नमी की मात्रा (33, 36, 39%) और मकई स्टार्च बांधने की मशीन (0, 2, 4%) के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था n = 3), गोली व्यास (एन = 10), विस्तार अनुपात (एन = 10), और थोक घनत्व (एन = 3)। एक तीन तरह एनोवा (एन = 3 स्थायित्व पर (, सुखाने से पहले सुखाने के बाद) नमी की मात्रा (33, 36, 39%), मक्का स्टार्च बांधने की मशीन (0, 2, 4%), और सुखाने के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था )। बच सामान्य और विचरण की एकरूपता के लिए एनोवा मान्यताओं से मुलाकात की। इन मान्यताओं को पूरा करने, गोली नमी की मात्रा 4 वें सत्ता में डेटा जुटाने के द्वारा तब्दील हो गया था। अगर कारकों एनोवा में परीक्षण पी <0.05 पर महत्वपूर्ण थे, Tukey एचएसडी परीक्षण पोस्ट अस्थायी जोड़ो में तुलना के लिए इस्तेमाल किया गया।

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तालिका 3. प्रक्रिया विचरण के विश्लेषण (एनोवा) के आधार पर चर के सांख्यिकीय महत्व।

Discussion

उच्च नमी pelleting विधि विशिष्ट कम ऊर्जा की खपत में वांछित स्थायित्व के साथ छर्रों का उत्पादन करने के लिए महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं: 1) वांछित नमी के स्तर को उच्च नमी मकई पशुओं का चारा (33-39%, पश्चिम बंगाल) सुखाने, 2) प्रतिशत बांधने की मशीन अलावा और 3) गोली चक्की में समान रूप से उच्च नमी बायोमास खिला। फीडस्टॉक नमी और प्रतिशत बांधने की मशीन प्रक्रिया चर कि (ठंडा करने से पहले और सुखाने के बाद घनत्व और छर्रों का स्थायित्व) गोली गुण प्रभावित किया और pelleting प्रक्रिया के विशिष्ट ऊर्जा की खपत कर रहे हैं। पहले यह pelleting अध्ययन के लिए प्रयोग किया जाता है फीडस्टॉक की नमी सामग्री का परीक्षण करने की सिफारिश की है। 33, 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) समान रूप से गोली मिल करने पर उच्च नमी मकई पशुओं का चारा का दूध पिलाने की गुणवत्ता और ऊर्जा की खपत पर असर पड़ता है। एक चर आवृत्ति ड्राइव के साथ गोली मिल फीडर संशोधित बायोमास गोली मिल करने के लिए समान रूप से खिलाने के लिए आवश्यक था।

परिणाम सेवर्तमान अध्ययन में संकेत दिया है कि उच्च नमी मकई पशुओं का चारा को बांधने की मशीन जोड़ने मामूली छर्रों का थोक घनत्व को कम किया था, लेकिन स्थायित्व काफी सुधार हुआ। आधारित बांधने की मशीन एक स्टार्च जोड़ना संपीड़न और बाहर निकालना के बाद छर्रों में नमी की मात्रा में वृद्धि हुई है, लेकिन वृद्धि लगभग सभी मामलों में महत्वपूर्ण सांख्यिकीय अध्ययन किया जा नहीं मिला था। pelleting के दौरान नमी की कमी, लगभग 3 से 4 4% बांधने की मशीन के अलावा कम से% करने के लिए था, जबकि यह अधिक (7-8%, पश्चिम बंगाल) था बांधने की मशीन के बिना। मकई पशुओं का चारा के लिए एक बांधने की मशीन के अलावा 1 हो सकता है) मरने में सामग्री के निवास समय कम और 2) मरने में कम घर्षण प्रतिरोध, जिससे मरने तापमान, जो संपीड़न के दौरान कम नमी नुकसान को कम करने के परिणामस्वरूप हो सकता है और गोली में बाहर निकालना मर जाते हैं।

गोली व्यास में वृद्धि हुई थी बाद यह गोली मरने से निकाला गया था और सूखे (चित्रा 4)। यह वृद्धि बहुत अच्छा थाउच्च फीडस्टॉक नमी की मात्रा में स्टार्च और बांधने की मशीन के साथ इसके अलावा इंजी। छर्रों का थोक घनत्व 33% (पश्चिम बंगाल) के साथ और एक बांधने की मशीन के बिना फीडस्टॉक नमी की मात्रा में 510-530 किलो / एम 3 की रेंज में था। पिछले अनुसंधान संकेत दिया है कि मुख्य रूप से छर्रों के विस्तार के कारण के बारे में 38% (पश्चिम बंगाल) में कम थोक घनत्व में परिणाम है, के उच्च फीडस्टॉक नमी की मात्रा वे बाहर निकलने के माध्यम के रूप में मरने 21,28। यह एक आम घटना है कि जब उच्च नमी बायोमास सामग्री दबाव मरने के माध्यम से निकाली जाती है यह नमी फ्लैश बंद 12,21 में यह परिणाम है। नमी फ्लैश बंद दोनों अक्षीय और diametrical दिशा में गोली के विस्तार के लिए रास्ता देती है। सामान्य तौर पर, diametrical विस्तार अक्षीय विस्तार की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है। गोली मरने के माध्यम से संपीड़न और बाहर निकालना के बाद बायोमास के विस्तार के व्यवहार के लिए एक अन्य कारण यह हो सकता है कि बायोमास फाइबर नमी की मात्रा की उपस्थिति में आराम करो। दीमा एट अल। 45 औरमणि एट अल। 18 संकुचित बायोमास के विश्राम में एक मरने के परिणामों में लागू दबाव की कि रिहाई का संकेत दिया। छूट विशेषताओं कण आकार, फीडस्टॉक नमी की मात्रा और लागू दबाव जैसे कई कारकों पर निर्भर हैं। इसके अलावा, इस अध्ययन में हमने देखा है कि सूखने के बाद थोक घनत्व बढ़ जाती है, जो कम अंतर-कण तरल पुलों है कि कणों के करीब रखा गया हो सकता है और एक कम से खुली संरचना का उत्पादन करने के लिए कारण हो सकता है। Oginni 45 ने कहा कि जमीन विनोदी पाइन के थोक घनत्व में वृद्धि हुई नमी सामग्री के साथ कम किया है।

छर्रों का स्थायित्व छर्रों की ताकत को समझने के लिए मापा गया था। आम तौर पर, छर्रों कतरनी और भंडारण, परिवहन के दौरान प्रतिरोध के प्रभाव के अधीन हैं, और हैंडलिंग प्रक्रिया 4,46। कलियाँ और मोरे 47 सुझाव दिया है कि तुरंत उत्पादन (हरी शक्ति) के बाद का उत्पादन छर्रों का स्थायित्व डु से अलग हैछर्रों कि उत्पादन (ठीक शक्ति) के बाद कुछ दिनों के लिए जमा हो जाती है rability। कम स्थायित्व मूल्यों के साथ हिमपात तोड़ने के लिए और इस तरह के बंद-बक और स्वतःस्फूर्त दहन कि गोली निर्माताओं के लिए राजस्व हानि का कारण बन सकता के रूप में भंडारण के मुद्दों, के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। मानकीकरण के लिए यूरोपीय समिति (केंद्र) और संयुक्त राज्य गोली ईंधन संस्थान (पीएफआई) के अनुसार स्थायित्व की सिफारिश मूल्यों उच्च गुणवत्ता या प्रीमियम ग्रेड छर्रों 31 के लिए> 96.5% है। इस अध्ययन में, स्थायित्व मूल्यों जब कोई बांधने की मशीन कि सूखने के बाद 83-85% की सीमा में स्थायित्व मूल्यों की थी के साथ किया जाता छर्रों की तुलना में 39% नमी की मात्रा पर एक स्टार्च बांधने की मशीन के साथ pelleted लगभग 94-95% की वृद्धि हुई। छर्रों 33% से कम उत्पादन (पश्चिम बंगाल) फीडस्टॉक नमी की मात्रा स्थायित्व मूल्यों> 96.5% था और अंतरराष्ट्रीय मानकों को पूरा।

नमी बायोमास pelleting के दौरान अलग-अलग कार्य किया है, जिनमें शामिल हैं: 1) के बीच ठोस पुल गठनबायोमास कणों की वजह से वान डर वाल्स बल, 2) प्रोटीन, स्टार्च और बायोमास में लिग्निन वर्तमान की तरह प्राकृतिक बाँधने को सक्रिय करने, और 3) स्टार्च और प्रोटीन को बढ़ावा देने जैसे gelatinization और विकृतीकरण पसंद किया प्रतिक्रियाओं संरचना गुणों पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है, कठोरता 4-12। 4 lignocellulosic बायोमास के मामले में, मुख्य बाध्यकारी एजेंट लिग्निन (: 27-33%, घास बायोमास 12-16% वुडी बायोमास) है। मकई पशुओं का चारा में लिग्निन सामग्री साहित्य स्रोतों और फीडस्टॉक डेटाबेस 48 सहित रचना डेटा की समीक्षा के आधार पर चारों ओर 16% औसत करने के लिए निर्धारित किया गया था। लिग्निन अणुओं, जो उच्च नमी की मात्रा में उच्च गतिशीलता है, एक चिपकने वाला के रूप में कार्य और मजबूत बंधन में परिणाम; हालांकि, बहुत ही उच्च स्तर पर नमी अधिक एक स्नेहक कम बंधन में जिसके परिणामस्वरूप की तरह कार्य करेगा। वर्तमान अध्ययन में, 39% के बारे में एक बहुत ही उच्च नमी की मात्रा में (पश्चिम बंगाल) नमी अधिक एक स्नेहक की तरह काम किया है हो सकता है और कम सहनशीलता एक में हुईगोली उत्पादन प्रक्रिया में एन डी अधिक जुर्माना पीढ़ी। उच्च स्थायित्व मूल्यों 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) के एक उच्च फीडस्टॉक नमी की मात्रा है, जो मरने के तापमान और नमी की मात्रा फीडस्टॉक की उपस्थिति में स्टार्च की gelatinization की वजह से हो सकता है पर एक बांधने की मशीन के अलावा द्वारा मनाया गया। ये gelatinization प्रतिक्रियाओं अन्य बायोमास घटकों के साथ स्टार्च से जोड़ने पार के गठन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं।

pelleting प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न प्रतिशत जुर्माना कितनी अच्छी तरह बायोमास छर्रों बनेगी के लिए एक अच्छा संकेत है। गोली निर्माता के लिए उत्पाद और राजस्व हानि में pelleting प्रक्रिया के परिणाम के दौरान ठीक कणों की पीढ़ी। pelleting प्रक्रियाओं के दौरान अत्यधिक ठीक पीढ़ी भी गुणवत्ता पर प्रभाव पड़ता घनत्व और स्थायित्व के रूप में ऐसी विशेषताओं का हो सकता है। गोली उत्पादन प्रक्रिया के दौरान जुर्माना पीढ़ी बायोमास रचना (यानी, स्टार्च, प्रोटीन, लिग्निन, और waxes), गोली मिल प्रक्रिया चर से प्रभावित होता है <उन्हें> यानी, व्यास अनुपात (एल / डी अनुपात) के लिए लंबाई, घूर्णन गति, भाप हालत, preheating), और फीडस्टॉक चर (यानी, फीडस्टॉक नमी की मात्रा, कण आकार मर जाते हैं और चारा दर) 4। वर्तमान परिणामों से संकेत मिलता है कि बांधने की मशीन के अलावा न केवल उत्पन्न ठीक कणों का प्रतिशत कम कर देता है, लेकिन यह भी, जबकि विशिष्ट ऊर्जा की खपत को कम करने के भौतिक गुणों में सुधार करने में मदद करता है। लोअर प्रतिशत उत्पन्न जुर्माना संकेत मिलता है बायोमास एक बड़ा pelletability है।

एक वस्तु प्रकार के उत्पाद में बायोमास बनाने के लिए उपयुक्त densification सिस्टम पर अपनी समीक्षा में Tumuluru एट अल। 4 संकेत दिया कि बांधने की मशीन जोड़ने बाहर निकालना ऊर्जा है, जो विशिष्ट ऊर्जा की खपत को कम करने में यह परिणाम को कम करने में मदद करता है। आमतौर पर, व्यास लंबाई (एल / डी) अनुपात में मरने सामग्री के निवास समय को नियंत्रित करता है और बायोमास के बंधन में मदद करता है। इसके अलावा, एल / डी अनुपात बाहर निकालना ऊर्जा और तकनीक और नवीनता को नियंत्रित करता हैएफआईसी ऊर्जा की खपत। उच्चतर एल / डी अनुपात बढ़ जाती निवास समय है, जो छर्रों के भौतिक गुणों में सुधार, लेकिन बाहर निकालना के लिए आवश्यक ऊर्जा बढ़ जाती है। बायोमास के लिए एक बांधने की मशीन को जोड़ने में मदद कर सकते हैं कम एल / डी अनुपात में बायोमास बाँध और बाहर निकालना ऊर्जा को कम। इस अध्ययन में, व्यास के लिए एक निरंतर लंबाई (एल / डी) (2.6) के अनुपात में चुना गया था। भविष्य के अनुसंधान गोली मरने के एल / डी अनुपात और गोली गुणवत्ता विशेषताओं पर फीडस्टॉक नमी की मात्रा के साथ अपनी बातचीत के प्रभाव को समझने के उद्देश्य से है।

बायोमास preprocessing (पीस, सुखाने और pelleting) बायोमास राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधा से प्राप्त (https://www.inl.gov/bfnuf/) लीग पर स्थित है और तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण जुड़े प्रयोगात्मक डेटा संकेत दिया कि 30 से बायोमास सुखाने 10% (पश्चिम बंगाल) ऊर्जा की एक बड़ी राशि (अप्रकाशित डेटा) सेवन करती है। उच्च नमी pelleting प्रक्रिया लीग में विकसित गोली उत्पादन लागत कम करने में मदद कर सकते हैं एक पारंपरिक गोली की तुलनाउत्पादन विधि 24। वर्तमान अध्ययन में संकेत एक उच्च नमी pelleting प्रक्रिया के लिए एक स्टार्च आधारित बांधने की मशीन जोड़ने 36 और 39% (पश्चिम बंगाल) के फीडस्टॉक नमी सामग्री पर ठंडा करने के बाद> 92% करने के छर्रों के स्थायित्व में सुधार हुआ है, और यह भी विशिष्ट ऊर्जा कम हो के बारे में 20-40% द्वारा pelleting प्रक्रिया की खपत। उच्च फीडस्टॉक नमी पर बनाया छर्रों का अधिक से अधिक स्थायित्व मूल्यों महत्वपूर्ण के रूप में वे कन्वेयर द्वारा कुशलता से संभाला जा सकता है। आम तौर पर कम स्थायित्व छर्रों से निपटने और जो गोली उत्पादकों के लिए राजस्व का नुकसान में परिणाम भंडारण के दौरान जुर्माना उखड़ जाती हैं। इसके अलावा, इस प्रक्रिया में उत्पन्न जुर्माना स्वतःस्फूर्त दहन और बंद-बक 28,41 जैसे सुरक्षा खतरों में परिणाम कर सकते हैं। लगभग 20-40% द्वारा विशिष्ट ऊर्जा की कमी बांधने की लागत outweighs एक बांधने की मशीन का उपयोग कर। इसके अलावा, इस अध्ययन के आधार पर हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि खाद्य प्रसंस्करण उद्योग से द्वारा उत्पादों के कुछ बायोमास pelleting के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैजैव ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए। वर्तमान में, उच्च नमी pelleting प्रक्रिया एक प्रयोगशाला पैमाने फ्लैट मरने गोली मिल का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया। प्रोटोकॉल यहाँ प्रयोगशाला पैमाने पर गोली मिल के लिए वर्णित पैमाने अप मॉडल के विकास के लिए और पायलट पैमाने पर और व्यावसायिक पैमाने पर गोली मिलों में प्रक्रिया के परीक्षण के लिए आधार होगा।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Flat die pellet mill Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA ECO-10 pellet mill
Heating tapes BriskHeat, Columbus, OH, USA Silicon Rubber Heater, Etched foil elements
Thermocouples Watlow, Burnaby, BC, Canada J-type
Variable frequency drive Schneider Electric, Palatine, IL, USA Altivar 71
Pellet cooler Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA CME ECO-HC6 
Data logging software National Instruments Corporation, Austin, TX, USA Labview software
Durability tester Seedburo Equipment Co., Des Plaines, IL, USA Pellet durability tester
Hammer mill  Bliss Industries  CME ECO-HC6 
Grinder Vermeer HG200
Horizontal mixer Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA ECO-RB 500
Blue grit utilty cloth 3M Part No.05107-150J grade
Insulation materail McMaster Carr Flexible fiberglass insulation
Feeder controller KB Electornics, INC KBIC-DC-MTR direct current motor controller
Dust exhaust system Delta Model No: 50-763, Serial No: 2010 11OI1415
Vernier calipers VWR® Digital Calipers Part Number: 12777-830
Binder ACH Food Companies Inc., Memphis, TN, USA ARGO 100% pure corn starch
Corn stover Harvested in Iowa and procurred in bale form

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विधि एक फ्लैट मरने गोली मिल में उच्च नमी मकई पशुओं का चारा और एक मकई स्टार्च बाइंडर का प्रयोग कम ऊर्जा की खपत में टिकाऊ छर्रों का उत्पादन
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Tumuluru, J. S., Conner, C. C., Hoover, A. N. Method to Produce Durable Pellets at Lower Energy Consumption Using High Moisture Corn Stover and a Corn Starch Binder in a Flat Die Pellet Mill. J. Vis. Exp. (112), e54092, doi:10.3791/54092 (2016).

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