15 Haziran 2016
Bu çalışmada, bir protokol azaltılmış özgül enerji tüketimi testi yüksek nem, mısır koçanından düz bir kalıp pelet değirmeni ve bir nişasta bazlı bağlayıcı kullanılarak kaliteli pelet üretimi için geliştirilmiştir. Sonuçlar mısır nişastası bağlayıcı ekleyerek, pelet dayanıklılığı geliştirdi yüzde cezaları azalır ve spesifik enerji tüketimi azaldığı belirtilmiştir.
Bu prosedürün genel amacı, biyokütlenin yüksek nemli peletlenmesi için bir metodoloji geliştirmektir., düz kalıp pelet değirmeninde bir bağlayıcı kullanarak. Bu yöntem, farklı nakliye senaryoları için gerekli kalite özelliklerini karşılayan peletler üretirken pelet üretim maliyetinin nasıl düşürüleceği gibi biyo enerji alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, her son kullanıcının ihtiyaçlarına göre özelleştirilebilir olmasıdır.
Öğrenilen bilgiler daha sonra ölçeklendirilmiş modeller geliştirmek ve süreci pilot ölçekli ve ticari ölçekli pelet değirmenlerinde test etmek için temel olarak kullanılabilir. Peletleme testlerini gerçekleştirmek için 10 beygir gücü motoruyla donatılmış laboratuvar ölçekli düz kalıp pelet değirmeni kullanın. Dört taraftan da haznenin alt kısmının etrafına ısıtma bandı sarın.
Ardından besleyiciyi vidalayın ve ısı kaybını önlemek için hazneyi ve besleyiciyi cam yünü ile yalıtın. Ardından, biyokütlenin önceden ısıtılabilmesi için ısıtma bandını bir sıcaklık kontrol cihazına bağlayın. Sonraki, pelet değirmeni motoruna bir VFD bağlayın.
Besleme motoru bir potansiyometre ile kontrol edilir, bu nedenle pelet değirmeni besleme hızını ayarlamak için doğru akım kullanılır. Sonraki, motorun güç tüketimini kaydetmek için pelet değirmeni motoruna bir güç ölçer bağlayın. Sonra, sekiz milimetre çapında bir açıklığa ve iki nokta altı uzunluk / çap oranına sahip bir pelet kalıbı seçin.
Silindir ve kalıp arasındaki boşluğu sıfır nokta bir sekiz ila sıfır nokta iki sıfır milimetre olarak ayarlayın. En sonunda, ılık peletleri kalıptan çıktıkları gibi soğutmak için yatay bir pelet soğutucusu ekleyin. Temiz hava sirkülasyonu için soğutucuyu bir egzoz sistemine bağlayın.
Dört nokta sekiz milimetrelik bir elek ile donatılmış bir çekiçli değirmende öğütülmüş üç ila dört kilogram mısır sobası hazırlayın. Ayrıca yerel bir pazardan yüzde 100 saf mısır nişastası bağlayıcı temin edin. Her iki maddenin nem içeriğini ölçün.
Örneğin, 25 ila 50 gramlık üç mısır sobası örneğini tartın ve bunları 24 saat boyunca 105 santigrat dereceye ayarlanmış bir fırına koyun. Ertesi gün, kurutulmuş numuneleri tartın ve nem içeriklerini hesaplayın. Ardından, her iki maddenin kütle yoğunluğunu ölçün.
Bir Pleksiglas silindiri taşana kadar doldurun ve üst yüzeyi düz bir kenarla düzleştirin. Ardından, silindiri malzeme ile tartın. Ağırlığı silindirin hacmine bölün.
Ölçümü üç nüsha halinde tekrarlayın ve ortalamayı kullanın. Şimdi, metin protokolündeki Tablo iki'ye göre öğütülmüş mısır sobasına mısır nişastası bağlayıcısı ekleyin. Öğütülmüş mısır sobasının nem seviyesine göre kullanılacak su miktarını ayarlayın.
Yüzde 33, 36 ve 39 nem içerikli karışımları bir şerit blender ile soba nişastası karışımına karıştırarak yapın. Her karışım yaklaşık üç ila dört kilogramdır. Karışımları kapalı kaplarda saklayın ve dört ila beş santigrat derecede tutun.
Yaklaşık 24 saat sonra nemleri dengelenecek ve test edilebilirler. Mısır sobası nişastası karışımını oda sıcaklığına ısıtın. Malzemeyi pelet değirmeninin besleme hunisine yükleyin.
Değirmeni 60 Hertz veya 380 rpm'de çalışacak şekilde ayarlayın. Sonraki, değirmeni başlatın ve sabit bir durumda pelet üretmek için besleme hızını ayarlayarak karışımı eşit şekilde besleyin. Peletleri yatay pelet soğutucusunda soğutun.
Ardından, altı nokta üç milimetrelik bir ekran kullanarak ince taneleri peletlerden ayırın. Malzemeden kaynaklanan ince taneciklerin yüzdesini belirlemek için elekten geçen malzemeyi tartın. Nem içeriğini ve dayanıklılığını ölçmek için iki kilogram pelet ayırın ve kalan peletleri 70 santigrat derecede üç ila dört saat kurutun, peletlerin nihai nem içeriğini yüzde dokuzdan daha aza düşürmek için.
Daha önce açıklanan yöntemleri kullanarak, sırasıyla yeşil veya kürlenmiş peletler olarak da adlandırılan ıslak peletlerin ve kuru peletlerin nem içeriğini ve yığın yoğunluğunu ölçün. Sonraki, peletlerin dayanıklılığını belirleyin. Pelet dayanıklılık test cihazının her bir bölmesine ince taneler olmadan yaklaşık 500 gram pelet yerleştirin ve peletleri 50 dakika boyunca dakikada 10 devirde döndürün.
Ardından, altı nokta üç milimetrelik bir elek kullanarak eskitme malzemeyi elekten geçirin ve dayanıklılıklarını hesaplamak için peletleri tartın. Genleşme oranını hesaplamak için, tek bir pelet alın ve her iki ucunu da kumlu bir bezle düzeltin. Ardından, Vernier kaliperleri kullanarak pelet çapını ölçün.
Bunu 10 pelet ile yapın. Genleşme oranı, ekstrüde pelet çapının karesinin kalıp çapının karesine bölünmesiyle elde edilir. En sonunda, pelet değirmeni güç tüketimini belirleyin.
İlk olarak, 60 Hertz'de boş çalışan pelet değirmeninin yüksüz güç tüketimini kaydedin. Ardından pelet değirmenini malzeme ile çalıştırın, güç tüketimini ölçün ve uygun hesaplamaları yapın. Değişken bağlayıcı ve nem içeriğine sahip peletler karşılaştırıldı.
Biyokütlenin nem içeriği, bağlayıcı olmadan peletlemeden sonra yaklaşık yüzde yedi ila sekiz oranında azaltıldı. Yüzde dört bağlayıcı ilavesi, yem stoğundaki nem kaybını yüzde üç ila beşe düşürdü. Pelet çapı daha fazla nem içeriği ile arttı.
Bu artış, bağlayıcı olmadan yüzde 33 ila 39 nem arasında istatistiksel olarak anlamlıydı. Kurutulmuş peletler daha düşük bir genleşme oranına sahipti. Artan nem içeriği genleşme oranını arttırdı, ancak bir nişasta bağlayıcı eklenmesinin genleşme oranı üzerinde önemli bir etkisi olmadı.
Yığın yoğunluğu, başlangıç besleme stoğu nem içeriğindeki artışla azaldı. Ek olarak, nişasta içeriğindeki artışla yığın yoğunluğunun azaldığına dair bazı göstergeler vardır. Peletlerin yeşil ve kürlenmiş dayanıklılık değerleri, bağlayıcı içeriği ile artmıştır.
En yüksek yeşil dayanıklılık, yüzde 33 nem içeriği ve yüzde dört nişasta bağlayıcı ile bulundu. Kürlenmiş dayanıklılık çok daha yüksekti, yüzde 33 nem içeriği ve yüzde dört bağlayıcı ile yapılan peletler için yüzde 98 dayanıklılıkta zirveye ulaştı. Üretilen para cezaları yüzdesi nem içeriği ile artmıştır.
Bağlayıcıların eklenmesi, tüm nem içerikleri için yüzde ince tanelerinin düşürülmesiyle sonuçlandı. Tüm nem içeriklerinde bağlayıcı ilaveleri ile spesifik enerji tüketimi azaltılmıştır. Yüzde iki ila dört bağlayıcı eklemek, özgül enerji tüketimini yaklaşık yüzde 20 ila 40 oranında azalttı.
Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa iki saat içinde yapılabilir. Bu prosedürü gerçekleştirirken, düz kalıp pelet değirmenini çalıştırmak için izlenecek güvenlik prosedürlerini hatırlamak önemlidir. Yüksek sıcaklıklar ve sıkışma tehlikeleri, uygun kişisel koruma ekipmanı gerektirir.
Bu prosedürü takiben, çok çeşitli parametreleri değiştirebilirsiniz, yem stoğu türü gibi, biyokütle parçacık boyutu, yem stoğu nem içeriği, bağlayıcı tipi, ön ısıtma sıcaklığı, kalıp hızı, LBD oranı, kalıbın uzunluk / çap oranı, Geliştirildikten sonra, bu teknik, araştırmacıların biyo-enerji uygulamaları için bir laboratuvarda düşük maliyetli peletler geliştirmesinin yolunu açtı. Bu bilgileri, süreci pilot ölçekli ve ticari ölçekli değirmenleri kapsayacak şekilde genişletmek için kullanmayı planlıyoruz.
Bu çalışma, nişasta bazlı bir bağlayıcı kullanılarak, düz kalıplı pelet değirmeni ile yüksek nemli mısır sapından yüksek kaliteli peletler üretmek için bir protokol sunmaktadır. Bulgular, mısır nişastası bağlayıcı ilavesinin enerji tüketimini azaltırken pelet dayanıklılığını artırdığını göstermektedir.
Pelet dayanıklılığının optimize edilmesi ve enerji tüketiminin azaltılması, biyenerji ve biyoprodukt Ar-Ge çalışmalarında ölçeklendirilebilir biyokütle işleme için kritik öneme sahiptir. Nişasta bağlayıcı ilavesini içeren bu yüksek nemli peletleme protokolü, daha verimli hammadde yoğunlaştırma sağlayarak maliyet etkin tedarik zinciri lojistiğini ve malzeme standardizasyonunu destekler. Bu yaklaşım, pilot ve ticari ölçeklendirme için süreç geliştirmeye temel oluşturarak, laboratuvardan endüstriyel uygulamaya geçişteki translasyonel sürekliliği doğrudan etkiler.
Bu protokol, hammadde hazırlığından pelet kalite değerlendirmesine ve enerji analizine kadar olan iş akışı entegrasyonunu destekleyerek, laboratuvar keşifleri ile süreç mühendisliği arasında köprü kurmaktadır.