เครื่องอัดเม็ดชีวมวลทำงานอย่างไร? อธิบายหลักการและกระบวนการ

การแนะนำ

เครื่องอัดเม็ดชีวมวลทุกเครื่อง ไม่ว่าจะเป็นเครื่องใช้ในครัวเรือนหรือในสายอุตสาหกรรม ทำงานบนหลักการเดียวกัน: ปฏิกิริยาของแรงอัดรีดและแรงเสียดทานระหว่างล้อแรงดันและแม่พิมพ์จะทำให้วัสดุที่หลุดออกมากลายเป็นเม็ดหนาแน่น สิ่งที่ทำให้กระบวนการนี้โดดเด่นคือไม่จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่งหรือสารยึดเกาะใดๆ เลย เนื่องจากวัตถุดิบเองก็มีสารยึดเกาะอยู่ด้วย การทำความเข้าใจหลักการนี้จะอธิบายได้ว่าเหตุใดความชื้น อุณหภูมิ และความดันจึงมีความสำคัญอย่างมากต่อคุณภาพของเม็ด และเหตุใดกระบวนการผลิตจึงได้รับการจัดระเบียบในลักษณะที่เป็นอยู่

หลักการทำงาน: แรงอัดรีดและแรงเสียดทาน

เครื่องอัดเม็ดชีวมวลกดวัตถุดิบผ่านรูแม่พิมพ์โดยใช้ล้อแรงดัน เอฟเฟกต์ทางกายภาพสองอย่างได้ผล ประการแรกคือแรงอัดรีด: ล้อแรงดันจะบังคับวัสดุผ่านรูแม่พิมพ์ที่มีรูปทรงเรียว และอัดให้เหลือเพียงเสี้ยวหนึ่งของปริมาตรเดิม ประการที่สองคือแรงเสียดทาน: วัสดุที่ถูกับผนังแม่พิมพ์และภายในตัวมันเองจะทำให้เกิดความร้อน พวกเขาช่วยกันเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุภายในโซนการกดจนถึงจุดที่สารยึดเกาะตามธรรมชาติเปิดใช้งาน ซึ่งช่วยให้วัสดุที่ถูกบีบอัดคงรูปร่างไว้ได้หลังจากออกจากแม่พิมพ์

เหตุใดจึงไม่จำเป็นต้องใช้สารยึดเกาะ: บทบาทของลิกนิน

วัสดุเช่นฟางมีเซลลูโลสและลิกนินจำเพาะ ลิกนินเป็นโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างในผนังเซลล์พืช ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทฟีนิลโพรพานอยด์-ที่เสริมสร้างผนังเซลล์และยึดเส้นใยเซลลูโลสเข้าด้วยกัน มันไม่มีรูปร่างและส่วนหลักของมันไม่ละลายในตัวทำละลายใด ๆ ที่อุณหภูมิห้อง ลิกนินไม่มีจุดหลอมเหลว แต่มีจุดอ่อนตัว เมื่ออุณหภูมิในบริเวณกดทับถึงค่าดังกล่าว ลิกนินจะอ่อนตัวลงและแรงยึดเกาะจะเพิ่มขึ้น ภายใต้แรงกดดันที่ใช้ กลุ่มโมเลกุลเซลลูโลสจะเคลื่อนตัว เปลี่ยนรูป และขยายตัว และอนุภาคชีวมวลที่อยู่ติดกันจะประกบกัน รวมตัวอีกครั้งและถูกบีบอัดให้กลายเป็นของแข็ง เมื่อเม็ดเย็นลง ลิกนินที่แข็งตัวแล้ว-จะล็อคโครงสร้างให้อยู่กับที่ ซึ่งเป็นสาเหตุที่อุณหภูมิการกดที่ถูกต้องคือความแตกต่างระหว่างเม็ดที่มีความหนาแน่นและผงที่ร่วน

กระบวนการผลิตที่สมบูรณ์

ขั้นตอนการผลิตคือ: การรวบรวมวัตถุดิบ การบดวัตถุดิบ การอบแห้งวัตถุดิบ การทำเม็ดและการขึ้นรูปเชิงกล การระบายความร้อนด้วยกลไก และการบรรจุถุงเพื่อขาย ขึ้นอยู่กับระยะเวลาเก็บเกี่ยวพืชผล วัตถุดิบจะต้องถูกรวบรวมและจัดเก็บในปริมาณมากทันเวลา จากนั้นจึงบดและขึ้นรูปเมื่อจำเป็น แต่ละขั้นตอนจะปกป้องขั้นตอนถัดไป: การบดจะควบคุมขนาดอนุภาคเพื่อการบีบอัดที่สม่ำเสมอ การอบแห้งจะกำหนดแถบความชื้นที่ช่วยให้ลิกนินอ่อนตัวลงโดยไม่ต้องนึ่ง และการระบายความร้อนจะทำให้เม็ดแข็งตัวก่อนที่จะถึงบรรจุภัณฑ์

กฎการทำความเย็น 40 นาที

เม็ดที่เพิ่งขึ้นรูปจะทำให้แม่พิมพ์ร้อนและยังคงนิ่มอยู่เล็กน้อย เนื่องจากหลักการของการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน เม็ดที่บรรจุในถุงทันทีจะหดตัวและเสียรูป และความร้อนและความชื้นที่กักขังทำให้เกิดการควบแน่นภายในถุง ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมคุณภาพภายในไม่กี่วัน รอประมาณ 40 นาทีเพื่อให้เม็ดเย็นลงจนถึงอุณหภูมิใกล้เคียงก่อนบรรจุถุงเพื่อการขนส่ง สำหรับปริมาณที่มากขึ้น ตัวทำความเย็นแบบกลไกจะช่วยลดระยะเวลารอคอยและทำให้กระบวนการต่อเนื่อง

การอ้างอิงความจุ MK Series

กำลังการผลิตที่กำหนดถือว่าวัตถุดิบตั้งต้นที่แห้งและบดอย่างเหมาะสม ผลลัพธ์ที่แท้จริงจะแตกต่างกันไปตามประเภทของวัสดุและความชื้น

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดจึงไม่ต้องใช้สารยึดเกาะในการทำเม็ดไม้?วัตถุดิบประกอบด้วยลิกนิน ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่จะอ่อนตัวลงที่อุณหภูมิกด และเชื่อมอนุภาคเข้าด้วยกันเมื่อเม็ดเย็นตัวลง สารเติมแต่งไม่จำเป็นสำหรับ-ชีวมวลที่เตรียมไว้อย่างดี

จะเกิดอะไรขึ้นภายในแม่พิมพ์ระหว่างการกด?ล้อแรงดันจะบังคับวัสดุผ่านรูเรียว และแรงเสียดทานจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ลิกนินที่อ่อนตัวลงจะทำให้กลุ่มเซลลูโลสเปลี่ยนรูปและเป็นตาข่าย ดังนั้นคอลัมน์ที่ถูกบีบอัดจึงคงรูปร่างไว้

ทำไมเม็ดต้องเย็นก่อนบรรจุถุง?เม็ดร้อนยังคงนิ่มและหดตัวเมื่อเย็นลง การบรรจุถุงตั้งแต่เนิ่นๆ จะดักจับความร้อนและความชื้น ทำให้เกิดการควบแน่น เชื้อรา และการเสียรูปภายในไม่กี่วัน

เม็ดควรเย็นนานแค่ไหนก่อนบรรจุถุง?ประมาณ 40 นาทีจนถึงอุณหภูมิใกล้เคียงสำหรับการผลิตปริมาณน้อย หรือใช้เครื่องทำความเย็นแบบกลไกเพื่อการผลิตต่อเนื่อง

เหตุใดอุณหภูมิการกดจึงมีความสำคัญมาก?ลิกนินอ่อนตัวลงเหนือจุดที่อ่อนตัวเท่านั้น เย็นเกินไปและอนุภาคจะไม่เกาะกัน ร้อนเกินไปและลิกนินจะเกิดคาร์บอน เกิดเป็นเม็ดสีดำและเปราะ

ความแตกต่างระหว่างเซลลูโลสและลิกนินในการอัดเป็นก้อนคืออะไร?เซลลูโลสเป็นเส้นใยโครงสร้าง ในขณะที่ลิกนินเป็นกาวที่ยึดเกาะกับเส้นใย คุณภาพการอัดเป็นเม็ดขึ้นอยู่กับการทำให้ลิกนินอ่อนตัวลงโดยไม่ทำให้เซลลูโลสเสื่อมลง