يونيو 15, 2016
في هذه الدراسة، تم وضع بروتوكول لانتاج الكريات نوعية جيدة باستخدام مطحنة بيليه يموت شقة في خفض اختبار استهلاك الطاقة النوعية عالية الرطوبة حطب الذرة والموثق النشوية. أشارت النتائج أن إضافة الموثق نشا الذرة تحسين المتانة بيليه، وخفض الغرامات في المئة وانخفض استهلاك الطاقة النوعية.
الهدف العام من هذا الإجراء هو تطوير منهجية للتكوير عالي الرطوبة للكتلة الحيوية, باستخدام مادة رابطة في مطحنة الحبيبات المسطحة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الطاقة الحيوية, مثل كيفية تقليل تكلفة إنتاج الحبيبات أثناء إنتاج الكريات التي تلبي مواصفات الجودة اللازمة لسيناريوهات النقل المختلفة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها قابلة للتخصيص وفقا لاحتياجات كل مستخدم نهائي.
يمكن بعد ذلك استخدام المعلومات المستفادة كأساس لتطوير نماذج موسعة ولاختبار العملية في مصانع الحبيبات على نطاق تجريبي وتجاري. استخدم مطحنة بيليه مسطحة على نطاق المختبر مزودة بمحرك 10 حصان لإجراء اختبارات التكوير. لف شريط التسخين حول الجزء السفلي من القادوس من الجوانب الأربعة.
ثم قم بربط وحدة التغذية وعزل القادوس والمغذي بالصوف الزجاجي لمنع فقدان الحرارة. بعد ذلك ، قم بتوصيل شريط التسخين بجهاز التحكم في درجة الحرارة بحيث يمكن تسخين الكتلة الحيوية مسبقا. ثم, قم بتوصيل VFD بمحرك مطحنة الحبيبات.
يتم التحكم في محرك التغذية باستخدام مقياس الجهد, لذلك يتم استخدام التيار المباشر لضبط سرعة تغذية مطحنة الحبيبات. بعد ذلك ، قم بتوصيل عداد الطاقة بمحرك مطحنة الحبيبات لتسجيل استهلاك طاقة المحرك. ثم, حدد قالب بيليه بفتحة قطرها ثمانية ملليمترات ونسبة طول إلى قطر تبلغ نقطتين ستة.
اضبط التباعد بين الأسطوانة والقالب إلى نقطة الصفر ، نقطة واحدة إلى ثمانية إلى نقطة صفر ، صفري ملليمتر. أخيرا, أضف مبرد حبيبات أفقي لتبريد الكريات الدافئة عند خروجها من القالب. قم بتوصيل المبرد بنظام العادم لتدوير الهواء النقي.
قم بإعداد ثلاثة إلى أربعة كيلوغرامات من ستوفر الذرة ، مطحونة في مطحنة مطرقة ، مزودة بشاشة من أربعة نقاط ثمانية ملليمترات. احصل أيضا على رابط نشا الذرة النقي بنسبة 100 في المائة من السوق المحلي. قياس محتوى الرطوبة في كلتا المادتين.
على سبيل المثال ، قم بوزن ثلاث عينات من 25 إلى 50 جراما من حبات الذرة وضعها في فرن مضبوطة على 105 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. في اليوم التالي ، قم بوزن العينات المجففة واحسب محتواها من الرطوبة. بعد ذلك ، قم بقياس الكثافة الظاهرية لكلتا المادتين.
املأ أسطوانة زجاجية حتى تفيض وقم بتسوية السطح العلوي بحافة مستقيمة. ثم قم بوزن الاسطوانة بالمادة. اقسم الوزن على حجم الاسطوانة.
كرر القياس بثلاث نسخ واستخدم المتوسط. الآن ، أضف رابط نشا الذرة إلى حبات الذرة المطحونة وفقا للجدول الثاني في بروتوكول النص. اضبط كمية الماء المراد استخدامها وفقا لمستوى الرطوبة في حبات الذرة المطحونة.
اصنع مخاليط تحتوي على نسبة رطوبة بنسبة 33 و 36 و 39 في المائة عن طريق مزج الماء في مزيج النشا باستخدام خلاط الشريط. كل مزيج حوالي ثلاثة إلى أربعة كيلوغرامات. قم بتخزين الخلطات في حاويات محكمة الغلق واحتفظ بها عند أربع إلى خمس درجات مئوية.
بعد حوالي 24 ساعة ، ستتوازن رطوبتها ويمكن اختبارها. قم بتسخين مزيج نشا الذرة إلى درجة حرارة الغرفة. قم بتحميل المادة في قادوس التغذية لمطحنة الحبيبات.
اضبط المطحنة على العمل عند 60 هرتز أو 380 دورة في الدقيقة. ثم, ابدأ المطحنة وقم بتغذية الخليط بشكل موحد عن طريق ضبط معدل التغذية لإنتاج الكريات في حالة ثابتة. قم بتبريد الكريات في مبرد الحبيبات الأفقي.
بعد ذلك ، افصل الغرامات عن الكريات باستخدام شاشة من ستة نقاط وثلاثة ملليمترات. قم بوزن المادة التي مرت عبر الشاشة لتحديد النسبة المئوية للغرامات من المادة. ضع جانبا كيلوغرامين من الكريات لقياس محتواها من الرطوبة ومتانتها, وجفف الكريات المتبقية عند 70 درجة مئوية لمدة ثلاث إلى أربع ساعات, لتقليل محتوى الرطوبة النهائي للحبيبات إلى أقل من تسعة بالمائة.
باستخدام الطرق الموصوفة سابقا, قم بقياس محتوى الرطوبة والكثافة الظاهرية للكريات الرطبة والكريات الجافة, والتي يشار إليها أيضا باسم الكريات الخضراء أو المعالجة على التوالي. بعد ذلك ، حدد متانة الكريات. ضع حوالي 500 جرام من الكريات بدون غرامات في كل حجرة من جهاز اختبار متانة الحبيبات وقم بلف الكريات بمعدل 50 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق.
بعد ذلك ، قم بغربلة المادة المتساقطة باستخدام شاشة من ستة نقاط ثلاثة ملليمترات وقم بوزن الكريات لحساب متانتها. لحساب نسبة التمدد ، خذ حبيبات واحدة وقم بتنعيم كلا الطرفين بقطعة قماش حصى. ثم, قم بقياس قطر الحبيبات باستخدام الفرجار الورنية.
افعل هذا مع 10 حبيبات. نسبة التمدد هي مربع من قطر الحبيبات المبثوقة مقسوما على مربع قطر القالب. أخيرا, حدد استهلاك طاقة مطحنة الحبيبات.
أولا ، سجل استهلاك الطاقة بدون تحميل لمطحنة الحبيبات التي تعمل فارغة عند 60 هرتز. ثم قم بتشغيل مطحنة الحبيبات بالمواد ، وقم بقياس استهلاك الطاقة وإجراء الحسابات المناسبة. تمت مقارنة الكريات ذات المادة الرابطة المتغيرة ومحتوى الرطوبة.
تم تقليل محتوى الرطوبة في الكتلة الحيوية بحوالي سبعة إلى ثمانية بالمائة ، بعد التكوير بدون مادة رابطة. أدت إضافة مادة رابطة بنسبة أربعة بالمائة إلى تقليل فقدان الرطوبة في مخزون الأعلاف إلى ثلاثة إلى خمسة بالمائة. زاد قطر الحبيبات مع زيادة محتوى الرطوبة.
كانت هذه الزيادة ذات دلالة إحصائية بين 33 و 39 في المائة من الرطوبة ، مع عدم وجود مادة رابطة. كان للكريات المجففة نسبة تمدد أقل. أدى زيادة محتوى الرطوبة إلى زيادة نسبة التمدد ، لكن إضافة مادة رابطة النشا لم يكن لها تأثير كبير على نسبة التمدد.
انخفضت الكثافة الظاهرية مع زيادة محتوى رطوبة مخزون الأعلاف الأولي. بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض المؤشرات على أن الكثافة الظاهرية انخفضت مع زيادة محتوى النشا. زادت قيم المتانة الخضراء والمعالجة للكريات مع محتوى الموثق.
تم العثور على ذروة المتانة الخضراء مع محتوى رطوبة بنسبة 33 في المائة وأربعة في المائة من مادة رابطة النشا. كانت المتانة المعالجة أعلى من ذلك بكثير, بلغت ذروتها بنسبة 98 في المائة من المتانة للكريات المصنوعة من 33 في المائة من محتوى الرطوبة وأربعة بالمائة من الموثق. زادت النسبة المئوية للغرامات المتولدة مع محتوى الرطوبة.
أدت إضافة المجلدات إلى خفض النسبة المئوية لجميع محتويات الرطوبة. تم تقليل استهلاك الطاقة المحدد مع إضافات الموثق في جميع محتويات الرطوبة. أدت إضافة اثنين إلى أربعة بالمائة من الموثق إلى تقليل استهلاك الطاقة المحدد بحوالي 20 إلى 40 بالمائة.
بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في غضون ساعتين ، إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء تنفيذ هذا الإجراء, من المهم أن تتذكر إجراءات السلامة التي يجب اتباعها لتشغيل مطحنة الحبيبات المسطحة. تتطلب درجات الحرارة المرتفعة ومخاطر القرص معدات الحماية الشخصية المناسبة.
باتباع هذا الإجراء, يمكنك تغيير مجموعة متنوعة من المعلمات, مثل نوع مخزون الأعلاف, حجم جسيمات الكتلة الحيوية, محتوى رطوبة مخزون التغذية, نوع الموثق, درجة حرارة التسخين المسبق, سرعة القالب, نسبة LBD, نسبة الطول إلى القطر للقالب, بعد تطويرها, مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين لتطوير كريات منخفضة التكلفة في المختبر, لتطبيقات الطاقة الحيوية. نخطط لاستخدام هذه المعلومات لتوسيع العملية لتشمل مصانع الحجم التجريبية والتجارية.
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً لإنتاج كريات عالية الجودة من بقايا الذرة ذات الرطوبة العالية باستخدام مطحنة كريات ذات قالب مسطح مع رابط أساسه النشا. وتُظهر النتائج أن إضافة رابط نشا الذرة يعزز متانة الكريات مع تقليل استهلاك الطاقة.
يعتبر تحسين متانة الكريات وتقليل استهلاك الطاقة أمرين بالغين الأهمية لمعالجة الكتلة الحيوية القابلة للتوسع في مجال البحث والتطوير في الطاقة الحيوية والمنتجات الحيوية. يتيح بروتوكول تكريت الكتلة الحيوية عالي الرطوبة هذا، مع إضافة الرابط النشوي، تكثيفاً أكثر كفاءة للمواد الخام، مما يدعم الخدمات اللوجستية لسلسلة التوريد ذات التكلفة الفعالة وتوحيد معايير المواد. يوجه هذا النهج تطوير العمليات للتوسع على النطاق التجريبي والتجاري، مما يؤثر بشكل مباشر على الاستمرارية الانتقالية من التطبيق المختبري إلى التطبيق الصناعي.
يربط هذا البروتوكول بين الاكتشاف المختبري وهندسة العمليات، مما يدعم تكامل سير العمل بدءاً من تحضير المواد الخام وصولاً إلى تقييم جودة الكريات وتحليل الطاقة.