Спосіб виробництва гранул з великих шматків поновлюваної волокнистої сировини

1. Спосіб виробництва гранул з великих шматків поновлюваної волокнистої сировини, такої, зокрема, як деревина, солома або рослини, що вирощують для виробництва палива, за яким сировинний матеріал подрібнюють, потім сушать і переробляють у гранули в другому матричному пресі, який відрізняється тим, що матеріал подрібнюють до сушіння в першому матричному пресі, при цьому матеріал подрібнюють з вмістом води щонайменше від 15 до 20 мас. % у разі соломи і C2 2 (19) 1 3 доліком таких молоткових дробарок також є те, що їх доводиться експлуатувати з потоками повітря, що вимагає складних пилопоглинаючих фільтрів для повітря, що відходить. Як альтернатива, останнім часом також використовують пристрої для подрібнення стружки, які вживають приблизно таку ж кількість енергії, але вимагають значного обсягу технічного обслуговування, оскільки подрібнюючі ножі швидко зношуються і вимагають заміни і загострення один раз за зміну. Для виробництва гранул використовують матричні преси. У матричних пресах жолобчаті вали рухаються по матриці з отворами, продавлюючи матеріал, що знаходиться на матриці через отвори і ущільнюючи його там в гранули (ЕР 0143415 А2). У цьому відношенні розрізняють кільцеві матричні преси та плоскі матричні преси. Обидві пресові системи довели свою придатність для перетворення поновлюваної сировини, зокрема соломи або деревини, в гранули протягом багатьох років. Тоді як в кільцевих матричних пресах обертові вали рівномірно проходять по всій ширині матриці над спільно фіксованими дисковими жорнами, що спільно обертаються, у разі плоского матричного преса дискові жорна, що проходять по матриці, здійснюють круговий рух. На відмінність від кільцевого матричного пресу, в останньому випадку матеріал не тільки ущільнюється між дисковим жорном і матрицею та протискується крізь отвори матриці для формування необхідних гранул, але й додатково піддається зрізуючій дії за рахунок різних відносних швидкостей у дискового жорна і матриці на шляху дискового жорна. Мета винаходу полягає в тому, щоб запропонувати спосіб вищезгаданого типу, який вимагає менш енергії для виробництва гранул. У рішенні згідно винаходу матеріал, попередньо грубо подрібнений у відповідних випадках у подрібнюючих пристроях, до сушіння подрібнюють в першому матричному пресі. В одному переважному варіанті здійснення матеріал подрібнюють в першому матричному пресі при вмісті води щонайменше 15-20 мас. % у разі соломи і щонайменше 40-50 мас. % у разі деревини та іншої сировини. Подрібнення відбувається не у молотковій дробарці або ріжучому пристрої, як у рівні техніки, а в матричному пресі. Загальновідомим є подрібнення сировини з довгими волокнами, наприклад, соломи, частин рослин і деревних відходів, до виробництва гранул в матричному пресі (ЕР 0143415 А2). Там, однак, подрібнюють сухий матеріал, оскільки виробництво гранул здійснюють одразу ж після подрібнення, оскільки в іншому випадку вміст вологи в сировині буде занадто високим для гранул прийнятної якості. Без достатнього тертя матеріал буде проходити через отвори без достатнього ущільнення. Більш того, при високому вмісті вологи матеріал на виході з ущільнювальних каналів, в яких існує високий тиск, буде швидко випаровуватися в результаті нагрівання в другому пресі для виробництва гранул, що призведе до появи неприйнят 97601 4 них тріщин у гранулах, що призводять до їх руйнування, зокрема при подальших діях з ними. Тому типовий вміст вологи в матеріалі для виробництва гранул складає 10-15 %, коли гранули виробляють з тирси або стружки. Цей винахід заснований на неочевидному факті, що подрібнення все ще вологої сировини в матричному пресі, зокрема в плоскому матричному пресі, як альтернатива мокрому подрібненню на молоткових дробарках або ріжучих пристроях, надає ряд переваг. Відомо, що продукти в загалі можуть бути подрібнені у матричному пресі. Однак таке подрібнення виконують тільки відносно сухого продукту як останній етап способу відразу ж перед виробництвом гранул. У разі поновлюваних волокнистих продуктів, зокрема соломи або деревини, несподівано було виявлено, що продукт, подрібнений на матричному пресі, зокрема в плоскому матричному пресі, в мокрому стані (зокрема з вмістом води приблизно 40-50 % для деревини) має повністю іншу структуру, яка значно краще для подальшого виробництва гранул, ніж у випадку використання молоткових дробарок або ріжучих пристроїв. Оскільки зустрічаються подібні до стружки подовжені продукти, у порядку здійснення винаходу, зрізуючі сили, що виникають між дисковим жорном, матеріалом і матрицею в матричному пресі, призводять до утворення переважно волокнистих, майже схожих на вату продуктів, які через їх структури можуть бути перероблені після сушки в стійкіші гранули в порівнянні з традиційним подрібненням. Через іншу структуру сушка продукту, подрібненого відповідно до винаходу, також відбувається швидше і з кращою якістю чим після обробки в молотковій дробарці. Високий вміст вологи, який викликає проблеми при виробництві гранул, як вже було зазначено, в даному випадку не призводить до труднощів при подрібненні. Основною економічною вигодою способу згідно винаходу також є те, що при традиційному мокрому подрібненні у молоткових дробарках або ріжучих пристроях необхідні великі об'єми повітря, щоб експлуатувати такі пристрої, причому такі об'єми повітря насичуються пилом і повинні бути очищені у фільтраційних системах перед викидом у атмосферу. У способі згідно з винаходом очисні системи такого типу можна не використовувати. Плоский матричний прес також добре підходить для варіння целюлози, оскільки його дискові подрібнюючі вали мають прямий привід. Це призводить до подрібнення запропонованого матеріалу в результаті дії тиску валів, потрібного для проходження по ньому. При дискових подрібнюючих валах без прямого приводу, таких, наприклад, як у кільцевих матричних пресах, існує небезпека того, що без власного обертання дискові подрібнюючі вали прослизатимуть по вологому матеріалу, не надаючи ніякої подрібнюючої дії. 5 97601 У плоскому матричному пресі переважно використовувати циліндричні, а не приблизно конічні, дискові подрібнюючі вали, щоб отримати додаткову зрізуючу дію за рахунок різних відносних швидкостей дискового подрібнювача і матриці шляхом проходження дискового подрібнювача. Несподівано було встановлено, що при мокрому подрібненні згідно з винаходом в матричному пресі, зокрема в плоскому матричному пресі, кількість енергії, що підводиться, при поліпшеному результаті подрібнення, помітно нижче, ніж у традиційних способах подрібнення тіпанням або різанням у молотковій дробарці або ріжучому пристрої. 6 Якщо матеріал недостатньо подрібнений в першому матричному пресі, він може бути додатково подрібнений після сушіння в молотковій дробарці. Однак, для цієї мети більше не потрібні вищезазначені молоткові дробарки, оскільки матеріал в будь-якому випадку попередньо достатньо подрібнений. Замість цього, як правило, тонке подрібнення матеріалу після сушіння може бути виконано в менш дорогих і складних молоткових дробарках, наприклад, які застосовують при виробництві кормів. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601