PL 440347 A1 2/12 Innowacyjny pellet z mieszaniny siana i suchych osadów sciekowych, o poprawionej wytrzymalosci mechanicznej Przcumiotom wynalazku josL innowacyjny pdlot z mrnszanmy siana i suchych osauów sciekowych, o poprnwioncj wyt1·zymalosci nwchanicznoj. STAN TECIINIKI Biomasa roslinna w stanie nieprzetworzonym charakteryzuje sH~ :-;tosunkowo mala gestoscia nasypowa, utrudniajaca jej transport, magazynowanie i wykorzystanie w praktyce. Stad zachodzi koniecznosc .ie.i zageszczenia np. w postaei pelletów lub brykietów. Wytwarza sie je z suchej rozrfrolmionej biomasy pod duzym cisnieniem i w podwyzszonej temperaturze, najczesciej hez dodatku lepiszcza. Podczas aglomeracji wystepujace sily oraz temperatura powoduja zageszczenie w malej objetosci znacznej ilosci surowca. l)zieki temu uzyskuje sie spadek zawartosci wody, zwiekszenie koncentracji masy i energii oraz znaczrne podnosi sie komfort dystrybucji i uzytkowania tego biopaliwa. ,fakosf p0lktów, okrcslnnn nn porlstnwi0 kilku whsciwosci fizycznych, tnkich jnk: g<:stosc nnsypown, wnrtosc opnlown, wytrzymnlosf mcchanicznn, znwnrtosr, wilgoci i knlorycznosf, znl0zy od jnkosci surowcn i 1rnrnmctrów ich produkcji. ,fodnym z nnjwnzni0jszych parmnctrów dotyczacych 11cllctów jest wytrzymalosc mechaniczna. \Vyirzymalosc mechaniczna oznacza zdolnosc zagQszczonogo Liopaliwa tlo utrzymania sie w stanie nienaruszonym podczas przeprowadzania operacji technologicznych i transportu, dlatego jest jednym z najwazniejszych parametrów jakosciowych, zarówno dla producenta, jak i klienta. W celu uzyskania odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej moze wystepowac koniecznosc zastosowania w procesie produkcji pelletów substancji wiazacych - tzw. lepiszczy. Zazwyczaj jako lepiszcza stosowane sa substancje pochodzenia organicznego - roslinnego badz zwierzecego, aby ich dodatek nie PL 440347 A1 3/12 uLnizal w paliwie zawartosci Liuma:,;y. Lepi:,;zcza :,;a dodawane du Liumasy w zakrn:,;ie ud O,G¾ du G,0% ma:,;uwych. W zglu:,;zeniu patentowym P.396378 przedstawiunu pellet upaluwy, du produkcji którngu za::;tusuwanu :,;u:,;zune u:,;ady sciekowe. W opisie patentowym PL214Ul opisano :,;posób na otrzymanie paliwa w formie pellPtu z wykorzystaniem zwierzecP,i maczki miesno · kostne.i oraz pierza, z dorlatkitm otrah. slomy. makuchów i srut roslin oltistych i z zastosowanitm tluszczów zwitrzf_'cych i roslinnych jako ltpiszczy. W opisit pattntowym Pl ,21 /5280 prztdstawiono mttodf_' otrzymywania 1wllttu opalowtgo z hiomasy, w którym to ptlltcit jako ltpiszczt zastosowano substrat 11oformentacyjny powstaly w wyniku procesu biogazowego. 1\utorzy zgloszenin pntentowego P.'121089 opisuja metorl<: otrzymywnnin 1wlletów z trocin z otr<:bnmi zytnimi. \V zgloszeniu patentowym P.127593 upwmono metoclQ otrzymywania paliwa w postaci pelletu, w sklad którego wchodza wióry d1·zewne, osady sciekowe i :,;luma traw w róznych ::-;tosunkach wagowych. \V zglo:,;zeniu vaLcntowym P.380210 ujawniono spo:,;óL na wytworzenie velletów z oLn.)Lów z mlynów, :,;lodowni luL gorzelni. W opi:,;ie patentowym ,JP20191727GG przedstawiono metode otrzymywania pelletów z bioma:,;y - bambusu, w którn.i to metodzie osady sciekowe wykorzystywane :,;a jako lepi:,;zcze. Autorzy wynalazku TW201833:H4 opisali :,;po:,;ób otrzymywania zageszczonego paliwa z resztek Jedzenia i osadów organicznych polaczonych lepiszczem, które moze byc wybrane sposród jednej lub kombinacji nastepujacych substancji: odpady kuchenne, maka ze slodkich ziemniaków, skrobia kukurydziana, ryz, owsianka. W opisie patentowym EP2865736 opisano paliwo stale otrzymywane z mieszaniny biodegradowalnych odpadów komunalnych i / lub przemyslowych materialów wlóknistych z naturalnych tekstyliów i wlókien, i / lub odpadów przemyslowych produktów celulozowych, fitomasy z hodowli, korzystnie slomy, PL 440347 A1 4/12 odpadów z uprawy hydrnponicznej, pylu ze zmielenia wszystkich rndzajów zbóz i/ luL su:,;zunych owoców i / luL suszonych kwiatów i / luL :·mszonych warzyw po uplywie terminu waznosci i/ luL wytloczyn i innych odpadów z µrudukcji roslinnej i/ luL odpadów tytoniowych i/ luL odpadów kmka. Opi:,; patentowy KlU0IG::39224 ujawnia paliwo stale. w sklad którego wchodzi biomasa oraz organiczny osad z oczyszczalni scieków. W celu poprawy wlasciwosci mechanicznych paliwa zastosowane zostalo spoiwo, które moze byc: scukrzonym roztworem orlparlów, koncFmtratem ekstraktu z worlorostów morskich, roztworem chitozanu, skrobia kukuryrlziana i ich mieszanina, i jest stosowane w ilosci orl O, I rlo 2,0% wagowych w przeliczeniu na calkowita mase mieszanki paliwowej. W zgloszeniu patentowym US:20110107:'501 ujnwniono sklad 1rnliwn stnlego sklmlnjacego siQ z pylu w(:glowego i hiomnsy, do proclukcji którego stosownno kpiszcze, hQdace substnncja wyhrnna sposród: ligniny, emulsji ligniny i nsfaltu, skrobi pszemwj, lignosulfonianu, oleju tnlowego, smoly w(:glowej, poli(alkoholu winylowego), zywicy fenolowej, szlamu papierowego, melasy, wapna, gumy gum·, materialu polimerowego i ich mie:,;zaniny. W zgloszeniach patentowych P.13G711, P.,13G71G, P.13G71G oraz P„13G711 ujawniono sklady pdletów skladajacych sic.; z suchych o:,;adów sciekowych ornz odpowiednio makuchów rze1rnkowych, :,;lomy, oLraL vszennych i :,;iana. Do poprnwy wytrzymalosci mechanicznej w/w pelletów sto:-;owano konalozycje dodatków, która zawierala wapno palone oraz lignosulfonian wapnia. Celem niniej:,;zego wynalazku je:,;t uzyskanie µelletu z mie:-;zaniny :,;iana i suchych osadów sciekowych, o µoprawionej wytrzymalosci mechanicznej, który bedzie charakteryzowal sie wyzsza wytrzymaloscia mechaniczna niz pellet z mieszaniny siana i suchych osadów sciekowych, którego wytrzymalosc mechaniczna nie zostala poprawiona. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze takie wlasciwosci posiada zgodny z niniejszym wynalazkiem innowacyjny pellet z mieszaniny siana i suchych osadów sciekowych, który charakteryzuje sie wyzsza wytrzymaloscia mechaniczna niz pellet którego wytrzymalosci mechanicznej nie poprawiano. PL 440347 A1 /12 ISTOTA WYNALAZKU lnnuwacyjny µellet z mieszaniny siana i suchych usadów sciekowych, u puprawiune.i wytrzymalosci mechanicznej, diarakteryzu_je sie tym, ze mieszanina siana i suchych usadów sciekowych zawierajaca suche osady sciekowe oraz siano w stosunku masowym suchych osa(lów sciPkowych (lo siana wynoszacym od l : 99 do l : 4. zawiera dodatek poprawiajacy wytrzymalosc mechaniczna, którym jest toryfikat lusek slonecznika w ilosci orl 0,/5 do 2% (m/m), w przeliczeniu 1m mase pelletu, który to toryfikat otrzymano przeprowadzajac proces w temperaturze 2BO 0 ( '., w czasie HO minut, w przeplywie 12 1/h gazu ohojetnego. Okazalo sie w trakcie barlan, ze uszlachetnienie pelletu z mieszaniny siana i suchych osarlów sciekowych toryf1kafom lusek slonecznika pozwala na poprawQ wytrzymalosci m0cl1aniczn0j 1wll0tu do ponad 1 B% w stosunku do 1wll0tu z mwszanmy siana i suchych osadów sciekowych nic zawi0rajac0go toryfikatu lus0k slonecznika. Niniejszy wynalazek przedstawiono w przyklarlach wykonania orl 1 rlo 14, ilustrujacych sklarl, sposób wytwarzania oraz wyniki prób testowych oceny wytrzymalosci mechaniczne.i innowacyjnego pelletu z mieszaniny siana i suchych osadów sciekowych uszlachetnionego toryf1katem lusek slonecznika, nie mozna ich zat0m traktowac za ogranicz0ni0 istoty wynalazku, poni0waz maja ono jodynie ilustracyjny charakt0r. PRZYKLADY Przyklarl 1 Odwazono 200 g lusek slonecznika o wlasciwosciach z tabeli 1, nastepnie umieszczono je w jednoszyjnej kolbie okraglodennej, do której gaz obojetny byl doprowadzony barbotka w poblize dna kolby, natomiast gorace gazy poprocesowe byly odprowadzane góra do chlodnicy wodnej, w której nastepowalo wykraplanie fazy cieklej, a faza gazowa byla odprowadzana do atmosfery. Proces toryfikacji prowadzono w temperaturze 230 °C, w czasie 80 min, w przeplyw 12 1/h gazu obojetnego. Po zakonczeniu procesu i wystudzeniu otrzymano 59,34 g toryfikatu. PL 440347 A1 6/12 TaLela 1. Charakterystyka lu:,;ek :,;lonecznika za:,;tosowanych uo Ladaii. Parametr Jednostka W~~glacl Zawartosc wilgoci calkowitej % l~.G Wartosc opalowa kJ/kg 1G092 Zawc1rtosc w~gla pierwiastkowego % 4(-i,() Przyklau 2 - przyklau porównawczy Odwazono 1485 g siana o wlasciwosciach z talwli 2 oraz 15 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z taueli 3. Siano i suche o:--ady sciekowe wymieszano, a nastepniP poddano .iP granulacji w urzadzeniu pPlletu.iacym 1/,LSP-1508 firmy HavPn Polska Sp. z o.o. z zastosowaniPm matrycy o SrPdnicy oczPk równe.i fi mm. Pc1rnmetr Wyglad Zmvartosc wilgoci Zawartosc popiolu Wartosc opalowa ,Jeclnostkct % % l\IJ/kg Wartosc charakterystyc,my - 11 ,7 13.1- 17,2 'Talwla R. Clrnraktorystyka suchych osadów sciekowych zastosowanycl1 do hadar1. Parametr \V~~glacl Zawartosc wilgoci Zawartosc popiolu Wartosc opalowa Przyklad 3 ,Tcclnostk a % % MJ/kg Wartosc ciemnoszar~~ proszek 11,0 ,1 12,1 Odwazono 1477,575 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2, 14,925 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z tabeli 3, 7,500 g toryfikatu otrzymanego PL 440347 A1 7/12 w przyklauzie 1. W:,;zystkie komponenty i tmyfikaL wymieszano, a nastepnie voudano je grnnulacji w urzadzeniu lJelletujacym ZLSP-150D firmy Ilaven Pobka Sµ. z o.o. z za:,;tosowaniem matrycy o srednicy oczek 1·ównej G mm. Przyklau 4 Odwazono 14 70, 15 g- :,;iana o wlasciwosciach z tabeli 2, 14,85 g- :,;uchych osadów sciekowych o wlc1sciwoscic1ch z tabeli B, 15.00 g- toryfikatu otrzymanPg-o w przykladzie I. Wszystkie komponenty i torytikat wymieszano. a nastepnie poctdano _ie g-ram1lac_ii w urzadzeniu 11elletu_iacym '../,LSP-150H firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej (-i mm. Przyklad G Odwazono l !J62,(-if5 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2. 7,BG g suchych osadów sciekowych o wbsciwosci:1ch z t:1heli R, R0,00 g toryfik:ltu otrzym:1nego w przyklmlzie l. Wszystkie komponenty i toryfik:1t wymiesz:1no, :1 n:1st<;pnie pocld:1no je grmrnl:1cji w urzadzeniu pelletujacym ZLSP-l 50D firmy Ifavon Polsk:1 Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej G mm. Przy kla u G - przy kla u porównawczy Odwazono 1350 g siana o wlasciwosciach z taLeli 2 oraz 150 g :,;uchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z taLeli 3. Siano i suche osauy sciekow(; wymiuszano, a nasL<.;pni(_; poudano je granulacji w urzauzcniu pdlctujacym ZLSP-150D firmy Ilaven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej G mm. Przyklad 7 Odwazono 131:3,25 g siana o wlasciwosciach z taLdi 2, 119,25 g imchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z tabeli 3, 7,50 g toryfikatu otrzymanego w przykladzie 1. Wszystkie komponenty i toryfikat wymieszano, a nastepnie poddano je granulacji w urzadzeniu pelletujacym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej 6 mm. Przyklad 8 Odwazono 1336,50 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2, 148,50 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z tabeli 3, 15,00 g toryfikatu otrzymanego PL 440347 A1 8/12 w przyklauzie 1. W:,;zystkie komponenty i tmyfikaL wymieszano, a nast~pnie voudano je grnnulacji w urzadzeniu lJelletujacym ZLSP-150D firmy Ilaven Pobka Sµ. z o.o. z za:,;Losowaniem matrycy o srednicy oczek 1·ównej G mm. Przyklau 9 Odwazono 182:-3,00 g siana o wlasciwosciach z taueli 2. 14 7,00 g :,;uchych osadów sciekowych o wlc1sciwoscic1ch z tabeli B, B0.00 g toryfikc1tu otrzymc1nego w przykladzie I. Wszystkie komponenty i torytikat wymieszano. a nastepnie poddano _ie gram1lac_ii w urzadzeniu 11elletu_iacym '../,LSP-150H firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równe.i (-i mm. Przyklad l O - wzyklad 11orównawczy Odwazono 1200 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2 oraz :-350 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z talwli 8. Siano i suche osarly sciekowe wymi0szano, a nast~pni0 porlclano je granulacji w mzarlzeniu pelktujacym '.l:LSP-l 50R firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem mntrycy o sr0rlnicy oczek równej G mm. Przyklarl 11 Odwazono 1191,00 g siana o wlasciwosciach z talwli 2, 298,50 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z talwli 8, 7,50 g toryfikatu otrzymanego w przyklarlzie l. Wszystkie komp0110nty i toryfikat wymiesznno, n nnst~pnie porldnno je grmrnlncji w urzadzeniu 11ell0h1jacym ZLSP-l 50R firmy Hnven Polskn Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej G mm. Przyklad 12 Odwazono 1188,00 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2, 297,00 g imchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z tabeli 3, 15,00 g toryfikatu otrzymanego w przykladzie 1. Wszystkie komponenty i toryfikat wymieszano, a nastepnie poddano je granulacji w urzadzeniu pelletujacym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej 6 mm. Przyklad 13 Odwazono 1176,00 g siana o wlasciwosciach z tabeli 2, 294,00 g suchych osadów sciekowych o wlasciwosciach z tabeli 3, 30,00 g toryfikatu otrzymanego PL 440347 A1 9/12 w przyklauzie 1. W:,;zystkie komponenty i tmyfikaL wymieszano, a nast~pnie voudano je grnnulacji w urzadzeniu lJelletujacym ZLSP-lG0D firmy Ilaven Pobka Sµ. z o.o. z za:,;Losowaniem matrycy o srednicy oczek 1·ównej G mm. Przyklau 14 Wykonano badania wytrzymalosci mechanicznej produktów z przykladów od 2 do rn. Ba(lania wykonano wg PN-EN lSO 178:-H·l:2()1(-i·02 (Biopaliwa stale - Oznaczanie wytrzymalosci mechaniczne.i peletów i brykietów - Czesc I: Pelety) w a1rnracie .,PEUn;ST" wyprorlukowanym przez firme T~:STCH~:M. Harianie 1,olegalo na umieszczeniu okolo 500 g, testowanych pelletów przesianych na sicie o oczku :1, 15 mm w ohraca_iacym si(;' z predkoscia 50 rpm stalowym prostopadloscianie, 110 l O minutach ponownym oddzieleniu na tym samym sicie pokruszonych p0ll0tów zwaz0nrn pozostalosci na s1cw. Do wyliczenia wytrzymnlosci lrndnnej próbki pellC'tów wykorzystuje siQ ponizsze równnnie. DU=(mJ\/mE )-100 gctzie: DU - wytrzymalosc mechaniczna,% mA - masa próLki po tescie, g mE - masa próLki przeu ic:,;icm, g Uzy:,;kanc wyniki Ladaii wytrzymalosci mechanicznej zamieszczono w taLcli /1. PL 440347 A1 /12 Tabela J. Wytrzymalosc mechaniczna wg PN·EN ISO 178:31 · I:201G·02 Badana próbka Produkt z przykladu 2 (przyklad porównawczy) Produkt z przykladu :3 Produkt z przykladu 1 Produkt z pnykladu 5 Produkt z przykladu G (prz?ldad porównmvcz?) Produkt z przykladu 7 Produkt z przykladu 8 Produkt z przykladu 9 Produkt z przykladu 10 (prz~-klc1d porównmvczy) Produkt z przykladu 11 Produkt z prz~-klc1du 12 Produkt z przykladu 1:_l \\ ytrzymalosc mechaniczna 1%1 81,2G 95.85 !12,~2 94,G0 8,1.0G !),3.86 !=JG.2!1 87,78 84.:-r, 90,82 H:1.0fi 9G,11 W powyzszych przyklacfach zal,rPzPntowano sklarl innowacyj1wgo 1wll0tu z mwszaniny srnna i suchych osnrlów sci0kowych o 1,oprawionPj wytrzymnlosci w0cllug wynnlnzku wyknzano skut0cznosc poprawy y,go wytrzymnlosci m0clrnnicznej w próbnch t0stowych uclownclninjac jego przemyslowa stosownlnosc. ,I\Tyniki testów wytrzymalosci mechanicznej mnowacyJ110go 1wlletu z mieszaniny siana i suchych osadów sciekowych o poprawionej wytrzymalosci wedlug wynalazku porównano z wynikami testów pdlctu z mrnszamny siana i suchych osadów sciekowych nie zawiernjaccgo toryfikatu. PL 440347 A1 11/12 Zastrzezenie patentowe Innowacyjny pellct . . Z m1C8Zan1ny siana i „uchych osauów sciekowych, o povrawioncj wytrzymalosci mechanicznej, znamienny tym, ze mwszanma siana i suchych osmlów sciekowych zawierajaca suche osauy sciekowe oraz siano w stosunku ma„owym osauów sciekowych uo „iana wynoszacym ou l : 99 uo l : 4, zawiera dodatek µoprawiajacy wytrzymalosc mechaniczna, któ1·ym jest Loryfikat lusek slonecznika w ilosci ud O,G du 2% (m/m), w µrzeliczeniu na mase µelletu, który Lu toryfikat otrzymano µrzeprowadza.iac proces w temperaturze 2ao °C, w czclsie 80 minut, w przeplywie 12 1/h gazu obo.ietnego. PL 440347 A1 12/12 al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt. 203 t' I ,. -~. URZAD PATENTO\'VY RZ[CZ' 'PQ3PCLl7EJ ?OLSUU tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.440347 Klasyfikacja zgloszenia: C1 0L5/44 (2006.01 ), C1 0L5/46 (2006.01 ), C1 0L9/1 O (2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: B09B, C1 OL Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: bazy UPRP, Epoquenet, Espacenet, Google Kategoria dokumentu Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie do zastrz. y y y PL421451 A 1 (LYBRA S.R.O.) 2017-11-20, CALY DOKUMENT PL427593 A1 (EXPETO SP. Z O. O., SP. K.) 2020-05-04, CALY DOKUMENT, CYT. W ZGLOSZENIU WO2012106801 A1 (UNIV KINGSTON; DUNCAN ANDREW W; POLLARD ANDREW; FELLOUAH M HACHIMI) 2012-08-16, CALY DOKUMENT, W SZCZEGÓLNOSCI STR.1 D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stanowiacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, Zastrz. Zastrz. Zastrz. L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwsze11stwo( -wa), lub przytoczony w celu ustalenia daty publikacji innego cytowanego dokumentu lub z innego szczególnego powodu, O - dokument odnoszacy sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, P - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwsze11stwa, T- dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwsze11stwa i nieb,dacy w kontlikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia zasad lub teorii lezacych u podstaw wynalazku, X - dokument o szczególnym znaczeniL1; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za nowy IL1b nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, Y dokument o szczególnym znaczeniL1; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczuny z jednym lub kilkoma tegu typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Monika Dominiak Uwagi do zgloszenia data 15.06.2022r. podpis /-Dokument podpisany elektronicznie-/ Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z dnia 10-02-2022 r. PL PL