Método para produzir peletes duráveis ​​em menor consumo de energia usando a alta umidade do milho Stover e Amido de Milho Binder em um apartamento Die Pellet Moinho

O objetivo geral deste procedimento é desenvolver uma metodologia para peletização de biomassa com alta umidade, utilizando um ligante em uma peletizadora de matriz plana. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da bioenergia, como reduzir o custo de produção de pellets enquanto produz pellets que atendem às especificações de qualidade necessárias para diferentes cenários de transporte. A principal vantagem dessa técnica é que ela é personalizável de acordo com as necessidades de cada usuário final.

As informações aprendidas podem então ser usadas como base para desenvolver modelos ampliados e para testar o processo em escala piloto e em peletizadoras em escala comercial. Use uma peletizadora de matriz plana em escala de laboratório equipada com um motor de 10 cavalos de potência para realizar os testes de peletização. Enrole a fita de aquecimento ao redor da parte inferior da tremonha nos quatro lados.

Em seguida, aparafuse o alimentador e isole a tremonha e o alimentador com lã de vidro, para evitar a perda de calor. Em seguida, conecte a fita de aquecimento a um controlador de temperatura para que a biomassa possa ser pré-aquecida. Em seguida, conecte um VFD ao motor da peletizadora.

O motor do alimentador é controlado com um potenciômetro, portanto, a corrente contínua é usada para ajustar a velocidade de alimentação da peletizadora. Em seguida, conecte um medidor de potência ao motor da peletizadora para registrar o consumo de energia do motor. Em seguida, selecione uma matriz de pellets com uma abertura de oito milímetros de diâmetro e uma relação comprimento/diâmetro de dois vírgula seis.

Ajuste o espaçamento entre o rolo e a matriz para zero vírgula um oito a zero vírgula dois zero milímetros. Por fim, adicione um resfriador de pellets horizontal para resfriar os pellets quentes à medida que saem da matriz. Conecte o resfriador a um sistema de exaustão para circular o ar fresco.

Prepare de três a quatro quilos de palha de milho, moída em um moinho de martelos, equipado com uma tela de quatro vírgula oito milímetros. Obtenha também aglutinante de amido de milho 100% puro em um mercado local. Meça o teor de umidade de ambas as substâncias.

Por exemplo, pese três amostras de 25 a 50 gramas da palha de milho e coloque-as em um forno ajustado a 105 graus Celsius por 24 horas. No dia seguinte, pesar as amostras secas e calcular seu teor de umidade. Em seguida, meça a densidade aparente de ambas as substâncias.

Encha um cilindro de acrílico até transbordar e nivele a superfície superior com uma borda reta. Em seguida, pese o cilindro com o material. Divida o peso pelo volume do cilindro.

Repita a medição em triplicado e use a média. Agora, adicione o aglutinante de amido de milho à palha de milho moída de acordo com a Tabela dois no protocolo de texto. Ajuste a quantidade de água a ser usada de acordo com o nível de umidade da palha de milho moída.

Faça misturas com 33, 36 e 39 por cento de teor de umidade, misturando a água na mistura de amido com um liquidificador de fita. Cada mistura tem cerca de três a quatro quilos. Armazene as misturas em recipientes fechados e mantenha-os a quatro a cinco graus Celsius.

Após cerca de 24 horas, sua umidade se equilibrará e eles poderão ser testados. Aqueça a mistura de amido de palha de milho à temperatura ambiente. Carregue o material na tremonha de alimentação da peletizadora.

Defina o moinho para funcionar a 60 Hertz ou 380 rpm. Em seguida, inicie o moinho e alimente a mistura uniformemente, ajustando a taxa de alimentação para produzir pellets em estado estacionário. Resfrie os pellets no refrigerador de pellets horizontal.

Em seguida, separe os finos dos pellets usando uma tela de seis vírgula três milímetros. Pese o material que passou pela tela para determinar a porcentagem de finos do material. Separe dois quilos de pellets para medir seu teor de umidade e durabilidade e seque os pellets restantes a 70 graus Celsius por três a quatro horas, para reduzir o teor de umidade final dos pellets para menos de nove por cento.

Usando métodos descritos anteriormente, meça o teor de umidade e a densidade aparente dos pellets úmidos e secos, que também são chamados de pellets verdes ou curados, respectivamente. Em seguida, determine a durabilidade dos pellets. Coloque cerca de 500 gramas de pellets sem finos em cada compartimento do testador de durabilidade de pellets e faça girar os pellets a 50 rotações por minuto por 10 minutos.

Em seguida, peneire o material tombado usando uma tela de seis vírgulas e três milímetros e pese os pellets para calcular sua durabilidade. Para calcular a taxa de expansão, pegue um único pellet e alise ambas as extremidades com um pano utilitário de grão. Em seguida, meça o diâmetro do pellet usando paquímetros.

Faça isso com 10 pellets. A taxa de expansão é o quadrado do diâmetro do pellet extrudado dividido pelo quadrado do diâmetro da matriz. Por fim, determine o consumo de energia da peletizadora.

Primeiro, registre o consumo de energia sem carga da peletizadora funcionando vazia a 60 Hertz. Em seguida, execute a peletizadora com material, meça o consumo de energia e faça os cálculos apropriados. Pellets com ligante variável e teor de umidade foram comparados.

O teor de umidade da biomassa foi reduzido em cerca de sete a oito por cento, após peletização sem aglutinante. A adição de quatro por cento de aglutinante reduziu a perda de umidade na matéria-prima para três a cinco por cento. O diâmetro do pellet aumentou com o maior teor de umidade.

Esse aumento foi estatisticamente significativo entre 33 e 39 por cento de umidade, sem aglutinante. Os pellets secos tiveram uma taxa de expansão menor. O aumento do teor de umidade aumentou a taxa de expansão, mas a adição de um aglutinante de amido não teve efeito significativo na taxa de expansão.

A densidade aparente diminuiu com o aumento do teor de umidade da matéria-prima inicial. Além disso, há alguma indicação de que a densidade aparente diminuiu com o aumento do teor de amido. Os valores de durabilidade verde e curada dos pellets aumentaram com o teor de ligante.

O pico de durabilidade verde foi encontrado com um teor de umidade de 33% e quatro por cento de aglutinante de amido. A durabilidade curada foi muito maior, chegando a 98% de durabilidade para pellets feitos com 33% de teor de umidade e quatro por cento de aglutinante. Os percentuais de finos gerados aumentaram com o teor de umidade.

A adição de aglutinantes resultou na redução das multas percentuais para todos os teores de umidade. O consumo específico de energia foi reduzido com adições de ligante em todos os teores de umidade. A adição de dois a quatro por cento de aglutinante reduziu o consumo específico de energia em cerca de 20 a 40 por cento.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em duas horas, se executada corretamente. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar os procedimentos de segurança a serem seguidos para operar uma peletizadora de matriz plana. Altas temperaturas e riscos de esmagamento exigem equipamento de proteção individual adequado.

Seguindo este procedimento, você pode alterar uma ampla variedade de parâmetros, como tipo de matéria-prima, tamanho de partícula de biomassa, teor de umidade da matéria-prima, tipo de aglutinante, temperatura de pré-aquecimento, velocidade da matriz, relação LBD, relação comprimento/diâmetro da matriz, Após seu desenvolvimento, esta técnica abriu caminho para os pesquisadores desenvolverem pellets de baixo custo em laboratório, para aplicações de bioenergia. Planejamos usar essas informações para estender o processo para usinas em escala piloto e em escala comercial.