Спосіб одержання гранул з біомаси

Спосіб одержання гранул з біомаси для харчового, кормового або енергетичного використання, що включає процеси трансформації рослинної сировини в гранули, а саме: попереднє сушіння рослинної сировини, двоступінчасте подрібнення на фракції: первинне - до 25 мм та вторинне - до 4 мм, змішування подрібненої рослинної сировини, її гранулювання, охолодження грануляту та одержання з нього високоякісних гранул, сепарацією гранул від пилу, який відрізняється тим, що всі вказані процеси, що супроводжують трансформацію рослинної сировини в гранули, проводять при тиску, близькому до атмосферного, а температуру утримують протягом здійснення усього способу в межах від 10 до 60 °С, причому попереднє сушіння рослинної сировини здійснюють до вологості 10-18 %, а процеси охолодження грануляту та сепарацію гранул від пилу виконують одночасно. UA (21) a200806052 (22) 12.05.2008 (24) 10.11.2009 (46) 10.11.2009, Бюл.№ 21, 2009 р. (72) ДУБРОВІН ВАЛЕРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, МЕЛЬНИЧУК МАКСИМ ДМИТРОВИЧ, ЄВИЧ ПЕТРО, CZ, НОВАК КОВО, CZ (73) ДУБРОВІН ВАЛЕРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, МЕЛЬНИЧУК МАКСИМ ДМИТРОВИЧ (56) Справочник. Древесные топливные гранулы в России и СНГ. Санкт-Петербург: Лесопромышленная конфедерация Северо-Запада России. 2005. С. 36-38 SU 1683638, A1, 15.10.1991 UA 44200, A, 15.01.2002 RU 2147408, C1, 20.04.2000 US 2006/0130396, A1, 22.06.2006 US 4324561, A, 13.04.1982 C2 2 (19) 1 3 В основу винаходу покладене завдання удосконалення способу одержання гранул з біомаси шляхом введення нових технологічних обмежень, обґрунтування раціональних режимних параметрів та розширення сировинної бази і сфери для виробництва й застосування гранул при його реалізації, у комплексній взаємодії суттєвих ознак нового способу. Завдання вирішується завдяки тому, що в способі одержання гранул з біомаси, що включає процеси трансформації рослинної сировини в гранули для харчового, кормового або енергетичного використання, а саме: її попередньої сушки, двоступінчастого подрібнення на фракції (первинного -до 25 мм і вторинного - до 4 мм), змішування подрібненої органічної сировини, її гранулювання, охолодження грануляту та виділення з нього високоякісних гранул (сепарації гранул від пилу), який відрізняється тим, що всі названі процеси, що супроводжують трансформацію рослинної сировини в гранули, проводять при тиску, близькому до атмосферного, а температуру утримують на протязі здійснення усього способу в межах від +10°С до +60°С; окрім того, попередню сушку рослинної сировини здійснюють до вологості 14±4%, а процеси охолодження грануляту та виділення з нього високоякісних гранул (сепарації гранул від пилу) виконують одночасно. Таким чином, запропонований спосіб одержання гранул з біомаси шляхом введення нових технологічних обмежень, обґрунтування раціональних режимних параметрів та розширення сировинної бази і сфери для виробництва й застосування гранул при його реалізації, у комплексній взаємодії суттєвих ознак нового способу дозволяє істотно не змінювати основні показники якості вихідної рослинної біомаси, окрім її щільності; обумовлює усунення необхідності проведення додаткової операції зволоження сировини перед гранулюванням при використанні попередньої сушки, переважно природним шляхом, до вологості 14±4%. Утримання робочого тиску близьким до атмосферного при проведенні усіх процесів переробки рослинної сировини в гранули й використання температурних режимів у межах від +10°С до +60°С забезпечують збереження якості рослинної сировини, що обумовлює високу ефективність технології при гранулюванні хмелю, лікарських рослин, комбікормових сумішей, а також різноманітної рослинної біомаси. Проведення одночасно операцій охолодження грануляту та виділення з нього високоякісних гранул (сепарації гранул від пилу) зменшує час інтенсивного техногенного впливу на гранули та покращує відділення пилу, тобто сприяє покращенню якості й безпечності кінцевого продукту. Водночас, запропонований спосіб дозволяє істотно розширити перелік культур, які можна гранулювати таким чином. Спосіб одержання гранул з біомаси виконується наступним чином. Спочатку рослинна сировина підлягає попередній сушці до вологості 14±4%, переважно природним шляхом, але при цьому для збереження обумовленого рівня вологості температура середовища повинна бути не нижчою за +10°С. Після 88735 4 цього виконують двоступінчасте подрібнення біомаси на фракції (первинне - до 25 мм і вторинне до 4 мм). Якщо ж процес досушування здійснюють у сушарці, то подрібнення рослинної сировини виконують до цього. При примусовому досушуванні біомаси зберігають тиск, близький до атмосферного, а температуру теплоносія й сировини не допускають вище + 60°С. Наступний процес змішування сировини перед гранулюванням сприяє гомогенізації подрібненої сировини, дозволяє використовувати багатокомпонентні суміші, в тому числі з різною вихідною вологістю в межах 14±4%. Усувається необхідність проведення додаткової операції зволоження сировини. Гранулювання біомаси здійснюють на плоско-матричному обладнанні з метою обмеження максимального термічного впливу на біологічну сировину при температурі не вище + 60°С. Гранулят з біомаси після грануляції, що складається з гранул та пиловидних частин, які уникли пресування або виникли у наслідок механічного пошкодження, підлягає наступному охолодженню та сепарації. Ці процеси суміщені в часі, завдяки чому вдається уникнути злипання гранул та пилу, що могли б утворити нестійкі конгломерати й погіршити якість основного продукту - власне гранул. Гранули, відділені від пилу й охолоджені, подають на упаковку, а пил повертають до подрібненої біомаси перед змішуванням. Конкретним прикладом промислового застосування даного способу одержання гранул служить реалізований в пілотному проекті спеціалізованої лінії технологічний регламент виробництва гранул з біомаси. Окремі режими і параметри якості при застосуванні рослинної сировини обумовлені видом біомаси (хміль, лікарські рослини, комбіновані корми, відходи переробки деревини, суміші різних видів біомаси і т.д.), що надійшла на переробку, її кондиціями, часом проведення окремих процесів тощо. Від відомих даний спосіб відрізняється тим, що всі процеси, що супроводжують трансформацію біомаси в гранули для харчового, кормового або енергетичного використання, а саме: її попередньої сушки, двоступінчастого подрібнення на фракції (первинного - до 25 мм і вторинного - до 4 мм), змішування подрібненої органічної сировини, її гранулювання, охолодження грануляту та виділення з нього високоякісних гранул (сепарації гранул від пилу) проводять при тиску, близькому до атмосферного, а температуру утримують на протязі здійснення усього способу в межах від +10°С до +60°С. Спершу, рослинну сировину природним шляхом висушують (наприклад, безпосередньо на полі у валках) до вологості 14±4%, але при цьому температура навколишнього середовища не повинна опускатись нижче за +10°С. Двоступінчасте подрібнення біомаси на фракції (первинне - до 25 мм і вторинне - до 4 мм) також проводять у вказаних температурних межах. При досушуванні біомаси у сушарці температура теплоносія й сировини не піднімається вище + 60°С. Гранулювання біомаси проводять з обмеженням нагріву біологічної сировини не вище + 60°С. Охолодження грануляту проводять до температури + 30°С, одночасно здійснюють його розділення на гранули й пил. Крім 5 88735 цього, процес змішування подрібненої сировини перед гранулюванням дозволяє використовувати багатокомпонентні суміші, в тому числі з різною вихідною вологістю в межах 14±4%. Наприклад, 50% -біомаси з вологістю 18%, а інші - з вологістю 10%, і т.д. Це усуває додаткову операцію зволоження сировини. Гранулят з біомаси після грануляції підлягає одночасному охолодженню та сепарації, завдяки чому знижується енергомісткість та зростає якість гранул. Всі процеси виконують при тиску, близькому до атмосферного. Така технологія, обумовлена запропонованим способом одержання гранул з біомаси, дозволяє зберігати до 10% енергетичних ресурсів в процесі виробництва при утриманні необхідної якості біосировини в гранулах. Таким чином, досягти заданої якості кінцевого продукту (гранул з біомаси, а саме: хмелю, лікарських рослин, комбікормових сумішей і різноманітної рослинної біомаси) можна при послідовному здійсненні запропонованого способу, при якому всі Комп’ютерна верстка І. Скворцова 6 процеси трансформації рослинної сировини в гранули, проводять при тиску, близькому до атмосферного, а температуру утримують на протязі здійснення усього способу в межах від +10°С до +60°С, сушку рослинної сировини здійснюють до вологості 14±4%, а процеси охолодження грануляту та виділення з нього високоякісних гранул виконують одночасно. Завдяки запропонованому способу досягається істотне розширення можливостей застосування різних сільськогосподарських і лісогосподарських сировинних ресурсів для виробництва гранул без втрати якості і безпечності вихідної сировини, а його реалізація можлива лише за умови комплексного застосування усіх перелічених суттєвих ознак. Джерело інформації: [1] - «Справочник. Древесные топливные гранулы в России и СНГ». -С.-П.: Лесопромышленная конфедерация Северо-Запада России, 2005. С.36-38. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601