Granulowanie lub peletyzowanie to proces kompresowania surowców sypkich w matrycy płaskiej lub pierścieniowej z wykorzystaniem zjawiska przetłaczania pod wysokim ciśnieniem mechanicznym. To dobry sposób na nowy biznes.
Granulator granulowanie, Peleciarka peletowanie.
Technologie zagęszczania lub kompaktowania, zwane także densyfikacją poprzez proces granulowania mają coraz szersze zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu.
Granulowane pasze zwierzęce, pellety z trocin drzewnych, paliwo ze słomy i siana, nawozy organiczne i mineralne w postaci granulek to tylko kilka z licznych produktów, które nie mogłyby powstać bez tej technologii.
Granulator – granulowanie. Peleciarka – peletowanie.
Granulowanie i peletowanie polega na sklejkowaniu cząsteczek podczas kompresji w wysokiej temperaturze, w otworach matrycy granulatora. Nie zależnie od typu matrycy – pierścieniowa lub płaska – jakość granulek zależy od siły i wytrzymałości wiązań miedzy cząsteczkami surowca. Na nią wpływa odpowiedni dobór parametrów matrycy do składu surowca, temperatura matrycy, ciśnienie, ewentualne lepiszcze i wcześniejsza obróbka termiczna surowca.
Surowce zgranulowane posiadają szereg zalet:
Na jakość granulatu i wydajność linii produkcyjnej ma ogromny wpływ cały obszar technologiczny na który składają się poszczególne funkcjonalne podsekcje produkcyjne związane głownie z dozowaniem, naważaniem, rozdrabnianiem, uszlachetnianiem, mieszaniem, kondycjonowaniem, sterylizowaniem, utwardzaniem i redukcją wilgotności, czyszczeniem i pakowaniem.
Granulator – granulowanie. Peleciarka – peletowanie.
W czasie granulowania około 40% mocy granulatora jest zużywane na kompresję surowca, a reszta na przezwyciężenia tarcia podczas kompresowania. Dodanie odpowiedniej ilości wody, w celu zwiększenia wilgotności, obniża całkowitą moc niezbędną do granulowania. Dlatego nasze granulatory z serii GR są wyposażone w kondycjonery z możliwością podłączenia instalacji wodnej lub Zespołu Redukcji i Stabilizacji Pary.
Wypadkowymi jakości granulatu są gęstość oraz wytrzymałość, na które istotny wpływa ma temperatura. Przy stałej i odpowiedniej wartości poziomu wilgotności surowca, podwyższenie temperatury obniża minimalną moc, wymaganą do uformowania granulek. Ponadto odpowiednia temperatura procesu wpływa na stabilność ich gęstości oraz rozmiarów.
Ważne jest takie dobranie matrycy, aby stopień spiętrzenia nie przekroczył ustalonych wielkości, ponieważ wtedy dojdzie do przypalenia granulek, a nawet do ich zapalenia. Podgrzanie surowca do optymalnej temperatury odbywa się w kondycjonerze za pomocą suchej pary wodnej, generowanej w kotle parowym (zobacz Zespół Redukcji i Stabilizacji Pary).
W czasie granulowania rolki wtłaczają surowiec do otworów matrycy z odpowiednio dobranym naciskiem. Siła nacisku zależy głównie od surowca, średnicy otworów w matrycy i mocy granulatora. Z punktu widzenia budowy matrycy i rolek zmienia się ich szerokość robocza dostosowana do wielkości granulatora, która ma zasadnicze znaczenie dla wydajności procesu.
Granulatory GRP i GRB mogą współpracować z nieco szerszymi matrycami niż przyjęte w branży dzięki większemu momentowi obrotowemu. Skutkiem tego jest wysoka wydajność przy zachowaniu odpowiedniej jakości granulatu.
Czas przetrzymania i stabilizacji
Te czynniki mają wpływ na jakość granulatu, z uwagi na procesy odbywające się wewnątrz otworów w matrycy. Są bezpośrednio związane z ciśnieniem i stopniem spiętrzenia matrycy. Przykładowo trociny dębowe lepiej granulują się przy niższym ciśnieniu, ale nieco dłuższym czasie przetrzymania, co skutkuje lepszą gęstością granulek. Czas uspokojenia granulki wpływa na jej gęstość i zależy od sposobu opuszczenia granulki z matrycy, długości całkowitej otworu matrycy oraz stopnia i trybu kompresji.
Oczywiście parametry surowca mają tu podstawowe znaczenie. W przypadku złych parametrów granulowania następuje rozszerzenie lub rozpad granulki i zwiększenie porowatości powierzchni. Dlatego najdłuższy możliwy czas uspokojenia ma taki wpływ na jakość. Wpływ na czas przetrzymania i uspokojenia ma także ilość rolek pracujących z matrycą.
granulator granulowanie peleciarka peletowanie
Konstrukcja matrycy i prędkość obrotowa
Każda matryca, pierścieniowa lub płaska, ma kilka niezmiernie ważnych dla procesu granulowania parametrów, które sprowadzają się głownie, ale nie jedynie, do tzw. stopnia spiętrzenia. Te parametry wpływają na ilość surowca – czyli wydajność, oraz ilość energii – czyli pobór mocy.
Stopień spiętrzenia określa się indywidualnie dla każdego składu surowcowego oraz wilgotności i jest to stosunek długości otworu do średnicy otworu. Zależność jest prosta: wzrost długości roboczej otworu zwiększa ciśnienie granulowania (siłę nacisku i pobór mocy), a zwiększenie średnicy otworu redukuje to ciśnienie. Te czynniki wpływają na koszty produkcji, dlatego dobór odpowiedniego stopnia spiętrzenia jest tak ważny.
Prędkość obrotowa matrycy
Wspomnieliśmy wcześniej o czasie przetrzymania surowca w matrycy, który zależy od długości roboczej i całkowitej otworu oraz prędkości obrotowej. Czas ten zależy także od prędkości obrotowej matrycy, która powinna być relatywnie niska ponieważ wpływa na np. pożądaną szklistą powierzchnię granulek. Prędkość obrotową matrycy i parametry surowca, należy brać pod uwagę przy decyzji o ilości rolek wygniatających, zwłaszcza w granulatorach z matrycą pierścieniową.
Wilgotność ma kluczowe znaczenie w procesie formowanie granulek. W surowcach organicznych podczas densyfikacji odpowiednia wilgotność ułatwia żelatynizację skrobi, denaturację białek i zwiększa rozpuszczalność włókien. Biomasa potraktowana gorącą i suchą parą technologiczną zagęszcza się skuteczniej ponieważ dodatkowe ciepło modyfikuje parametry fizykochemiczne, które wpływają pozytywnie na sklejkowanie. Zbyt niska lub wysoka wilgotność powoduje produkcję granulatu o złych parametrach, lub w ogóle nie dochodzi do zagęszczania.
Wielkość i kształt cząstek
Generalnie, gęstość i wytrzymałość granulek jest odwrotnie proporcjonalna do rozmiaru cząstek, ponieważ mniejsze cząsteczki mają większy obszar powierzchni stycznych podczas zagęszczania. Ponadto większa powierzchnia ułatwia absorbcję wody lub pary wodnej dodawanej w podczas kondycjonowania, co bardzo wspiera proces ich wiązania. Odpowiedni rozmiar cząstek w połączeniu z prawidłowo dobraną matrycą podwyższa wydajność i redukuje pobór mocy, co obniża koszty produkcji. Jednak zbyt drobny surowiec (np. pył) może doprowadzić do blokowania się zespołu granulującego, zwłaszcza w tanich granulatorach.
Rodzaj i skład surowca
Znajomość zachowania się surowca podczas granulowania, w zależności od jego składu lub receptury i przy udziale czynników wspierających ma ogromne znaczenie dla wydajności całego procesu produkcyjnego oraz wydajności i jakości. Granulowanie pasz, biomasy czy innych organicznych surowców wymaga dostosowania parametrów procesów do takich składników jak skrobia, białka, tłuszcze, celuloza, hemiceluloza, lignina, uszlachetniacze i substancje wiążące. Każdy z nich może mieć różny wpływ końcowy produkt, a ich kombinacja z fizycznymi i mechanicznymi procesami daje setki kombinacji i możliwości popełnienia błędu.
Granulator granulowanie peleciarka peletowanie
For more information in English please visit our english website.
