방법은 평면 다이 펠렛 밀에 높은 수분 옥수수 스토 버와 옥수수 전분 바인더를 사용하여 낮은 에너지 소비에서 내구성 펠렛을 생산하는

이 절차의 전반적인 목표는 플랫 다이 펠릿 밀에서 바인더를 사용하여 바이오매스의 고수분 펠릿화를 위한 방법론을 개발하는 것입니다. 이 방법은 다양한 운송 시나리오에 필요한 품질 사양을 충족하는 펠릿을 생산하면서 펠릿 생산 비용을 절감하는 방법과 같은 바이오 에너지 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 각 최종 사용자의 요구에 맞게 사용자 지정할 수 있다는 것입니다.

그런 다음 학습된 정보는 확장 모델을 개발하고 파일럿 규모 및 상업용 펠릿 공장에서 프로세스를 테스트하기 위한 기초로 사용할 수 있습니다. 펠릿 테스트를 수행하기 위해 10 마력 모터가 장착 된 실험실 규모의 플랫 다이 펠릿 밀을 사용하십시오. 네 면 모두에 있는 호퍼 하단 부분에 가열 테이프를 감습니다.

그런 다음 피더를 나사로 조이고 호퍼와 피더를 유리솜으로 절연하여 열 손실을 방지합니다. 그런 다음 바이오매스를 예열할 수 있도록 가열 테이프를 온도 조절기에 연결합니다. 그런 다음 VFD를 펠릿 밀 모터에 연결합니다.

피더 모터는 전위차계로 제어되므로 직류를 사용하여 펠릿 밀 공급 속도를 조정합니다. 다음, 모터의 전력 소비를 기록하기 위해 파워 미터를 펠릿 밀 모터에 연결합니다. 그런 다음 직경 8mm의 개구부와 길이 대 직경 비율이 2점 6인 펠릿 다이를 선택합니다.

롤러와 다이 사이의 간격을 0 포인트 1, 8에서 0 포인트 2, 0 밀리미터로 조정합니다. 마지막으로, 수평 펠릿 쿨러를 추가하여 다이에서 나오는 따뜻한 펠릿을 식힙니다. 쿨러를 배기 시스템에 연결하여 신선한 공기를 순환시킵니다.

3-4 킬로그램의 옥수수 스토버를 준비하고, 4 점 8 밀리미터 스크린이 장착 된 해머 밀에서 빻습니다. 또한 현지 시장에서 100% 순수 옥수수 전분 바인더를 구하십시오. 두 물질의 수분 함량을 측정합니다.

예를 들어, 25-50g의 옥수수 스토버 샘플 3개의 무게를 측정하고 섭씨 105도로 설정된 오븐에 24시간 동안 넣습니다. 다음날 건조된 샘플의 무게를 측정하고 수분 함량을 계산합니다. 다음으로, 두 물질의 부피 밀도를 측정합니다.

Plexiglas 실린더가 넘칠 때까지 채우고 직선 모서리로 상단 표면을 평평하게 만듭니다. 그런 다음 재료로 실린더의 무게를 잰다. 무게를 실린더의 부피로 나눕니다.

측정을 세 번 반복하고 평균을 사용합니다. 이제 텍스트 프로토콜의 표 2에 따라 옥수수 전분 바인더를 분쇄 옥수수 스토버에 추가합니다. 지상 옥수수 스토버의 수분 수준에 따라 사용할 물의 양을 조절하십시오.

리본 블렌더로 스토버 전분 혼합물에 물을 혼합하여 수분 함량이 33, 36 및 39%인 혼합물을 만듭니다. 각 믹스는 약 3-4kg입니다. 혼합물을 밀봉된 용기에 보관하고 섭씨 4-5도로 유지하십시오.

약 24 시간이 지나면 수분이 평형을 이루고 테스트 할 수 있습니다. 옥수수 스토버 전분 믹스를 실온으로 데웁니다. 펠릿 밀의 공급 호퍼에 재료를 적재합니다.

밀이 60헤르츠 또는 380rpm으로 작동하도록 설정합니다. 그런 다음, 분쇄기를 시작하고 일정한 상태에서 펠릿을 생산하도록 공급 속도를 조정하여 혼합물을 균일하게 공급합니다. 수평 펠릿 쿨러에서 펠릿을 식히십시오.

그런 다음 6점 3mm 스크린을 사용하여 펠릿에서 미립자를 분리합니다. 스크린을 통과한 재료의 무게를 측정하여 재료의 벌금 비율을 결정합니다. 수분 함량과 내구성을 측정하기 위해 2kg의 펠릿을 따로 보관하고 나머지 펠릿을 섭씨 70도에서 3-4시간 동안 건조시켜 펠릿의 최종 수분 함량을 9% 미만으로 줄입니다.

앞서 설명한 방법을 사용하여 습식 펠릿과 건조 펠릿의 수분 함량과 벌크 밀도를 측정하며, 이는 각각 녹색 또는 경화 펠릿이라고도 합니다. 다음으로 펠릿의 내구성을 결정합니다. 펠릿 내구성 테스터의 각 구획에 미립자가 없는 약 500g의 펠릿을 넣고 10분 동안 분당 50회전으로 펠릿을 텀블러합니다.

그런 다음 6 점 3 밀리미터 스크린을 사용하여 떨어진 재료를 체로 치고 펠릿의 무게를 측정하여 내구성을 계산합니다. 팽창 비율을 계산하려면 단일 펠릿을 잡고 그릿 유틸리티 천으로 양쪽 끝을 매끄럽게 합니다. 그런 다음 버니어 캘리퍼스를 사용하여 펠릿 직경을 측정합니다.

10개의 펠릿으로 이 작업을 수행합니다. 팽창 비율은 압출 펠릿 직경의 제곱을 다이 직경의 제곱으로 나눈 값입니다. 마지막으로, 펠릿 밀 전력 소비를 결정하십시오.

먼저, 60Hz에서 비어 있는 펠릿 밀의 무부하 전력 소비를 기록합니다. 그런 다음 재료로 펠릿 밀을 실행하고 전력 소비를 측정하고 적절한 계산을 수행합니다. 다양한 바인더와 수분 함량을 가진 펠릿을 비교했습니다.

바이오매스의 수분 함량은 바인더 없이 펠릿화한 후 약 7-8% 감소했습니다. 4%의 바인더를 첨가하면 공급 원료의 수분 손실이 3-5%로 감소했습니다. 펠릿 직경은 수분 함량이 높을수록 증가합니다.

이 증가는 바인더가 없는 33%에서 39% 사이의 수분에서 통계적으로 유의미했습니다. 건조된 펠릿은 팽창 비율이 더 낮았습니다. 수분 함량이 증가하면 팽창 비율이 증가했지만 전분 바인더를 첨가하면 팽창 비율에 큰 영향을 미치지 않았습니다.

벌크 밀도는 시작 공급 원료 수분 함량의 증가로 감소했습니다. 또한, 전분 함량이 증가함에 따라 부피 밀도가 감소했다는 몇 가지 징후가 있습니다. 펠릿의 녹색 및 경화 내구성 값은 바인더 함량에 따라 증가했습니다.

피크 그린 내구성은 수분 함량이 33%이고 전분 결합제가 4%인 것으로 나타났습니다. 경화 내구성은 훨씬 더 높았으며, 수분 함량이 33%이고 바인더가 4%인 펠릿의 경우 98%의 내구성을 보였습니다. 생성된 미립자 비율은 수분 함량에 따라 증가했습니다.

바인더를 추가하면 모든 수분 함량에 대한 미립자 비율이 낮아졌습니다. 특정 에너지 소비는 모든 수분 함량에서 바인더 첨가로 감소했습니다. 2-4%의 바인더를 첨가하면 특정 에너지 소비가 약 20-40% 감소했습니다.

이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 두 시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 수행하는 동안, 플랫 다이 펠릿 밀을 작동하기 위해 따라야 할 안전 절차를 기억하는 것이 중요합니다. 고온과 끼임 위험으로 인해 적절한 개인 보호 장비가 필요합니다.

이 절차에 따라 공급 원료 유형, 바이오 매스 입자 크기, 공급 원료 수분 함량, 바인더 유형, 예열 온도, 다이 속도, LBD 비율, 다이의 길이 대 직경 비율과 같은 다양한 매개 변수를 변경할 수 있습니다., 개발 후,이 기술은 연구원들이 바이오 에너지 응용 분야를 위해 실험실에서 저렴한 펠릿을 개발할 수있는 길을 열었습니다. 우리는 이 정보를 사용하여 프로세스를 파일럿 규모 및 상업용 규모 공장으로 확장할 계획입니다.