RU2821528C1 - Pellet production method - Google Patents
Pellet production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821528C1 RU2821528C1 RU2023132862A RU2023132862A RU2821528C1 RU 2821528 C1 RU2821528 C1 RU 2821528C1 RU 2023132862 A RU2023132862 A RU 2023132862A RU 2023132862 A RU2023132862 A RU 2023132862A RU 2821528 C1 RU2821528 C1 RU 2821528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pellets
- raw materials
- moisture content
- molding
- raw material
- Prior art date
Links
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 claims abstract 2
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000011514 vinification Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 5
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 2
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000000227 bioadhesive Substances 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 240000004385 Centaurea cyanus Species 0.000 description 1
- 235000005940 Centaurea cyanus Nutrition 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения биотоплива из отходов растительного происхождения, в частности к производству пеллет из отходов виноделия, и может быть использовано в топливной промышленности и для коммунально-бытовых нужд для утилизации биологического материала в виде растительных остатков и отходов винодельческой промышленности.The invention relates to methods for producing biofuels from waste of plant origin, in particular to the production of pellets from winemaking waste, and can be used in the fuel industry and for municipal needs for recycling biological material in the form of plant residues and waste from the wine industry.
Известен способ производства твердого топлива, предусматривающий смешивание материала растительного происхождения и связующего, при этом в качестве связующего используют шелуху семян рапса и жмых, а материал растительного происхождения включает пожнивные остатки зерновых культур, измельченные стебли кукурузы и подсолнечника, древесные ветки тополя, ольхи, вербы, причем стебли кукурузы и древесные ветки измельчают до размера частиц равного 10 мм, а стебли подсолнечника - до размера 3 мм, при этом оно выполнено в виде пеллет (Патент РФ №2628614, опубл. 21.08.2017 г. Бюл. №24).There is a known method for the production of solid fuel, which involves mixing material of plant origin and a binder, while rapeseed husks and cake are used as a binder, and material of plant origin includes crop residues of grain crops, crushed stalks of corn and sunflower, tree branches of poplar, alder, willow, Moreover, corn stalks and tree branches are crushed to a particle size of 10 mm, and sunflower stalks to a size of 3 mm, while it is made in the form of pellets (RF Patent No. 2628614, published on August 21, 2017, Bulletin No. 24).
Недостатком данного способа является низкие потребительские характеристик получаемых пеллет, а также сложность процесса изготовления.The disadvantage of this method is the low consumer characteristics of the resulting pellets, as well as the complexity of the manufacturing process.
Известен способ получения топливных брикетов, включающий сушку и смешение измельченных бурого угля и гидролизного лигнина (остаточная влажность смеси З,3) в количествах 25 и 50 мас. и последующее брикетирование при удельном давлении 80-120 МПа (Чолев И.П. и др. Получение топливных брикетов из гидролизного лигнина. Гидролиз и лесохимическая промышленность, 1975, N 3, с. 28-29).There is a known method for producing fuel briquettes, which includes drying and mixing crushed brown coal and hydrolytic lignin (residual moisture content of the mixture 3.3) in quantities of 25 and 50 wt. and subsequent briquetting at a specific pressure of 80-120 MPa (Cholev I.P. et al. Preparation of fuel briquettes from hydrolytic lignin. Hydrolysis and forest chemical industry, 1975, No. 3, pp. 28-29).
Недостатком этого способа является его ориентированность на использование в качестве сырья бурого угля и гидролизного лигнина, низкая экологичность в виду высокого загрязнения окружающей среды продуктами горения, а также длительность процесса сушки смеси (до 45 мин).The disadvantage of this method is its focus on the use of brown coal and hydrolytic lignin as raw materials, low environmental friendliness due to high environmental pollution with combustion products, as well as the duration of the drying process of the mixture (up to 45 minutes).
Задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала способов получения пеллет из отходов растительного происхождения, в частности отходов виноделия.The objective of the claimed invention is to expand the arsenal of methods for producing pellets from plant waste, in particular winemaking waste.
Техническим результатом изобретения является реализация способа получения пеллет из отходов растительного происхождения, в частности отходов виноделия, обеспечивающего снижение экологической нагрузки и улучшение потребительских качеств пеллет.The technical result of the invention is the implementation of a method for producing pellets from plant waste, in particular winemaking waste, which reduces the environmental load and improves the consumer qualities of the pellets.
Технический результат достигается тем, что способ производств пеллет включает измельчение растительного сырья, его увлажнение и формование. При этом в качестве растительного сырья используют отходы винодельческой промышленности, а именно кожицу, семена, гребень винограда. Измельчение сырья осуществляют до размера частиц 1,0-1,3 мм, увлажнение измельченного сырья осуществляют до содержания влаги 8-12%, формование осуществляют путем продавливания через матрицу измельченного сырья влажностью 8-12% через матрицу при давлении 92-110 МПа и температуре 250-300°С, и последующей нарезке на гранулы цилиндрической формы.The technical result is achieved by the fact that the method of producing pellets includes grinding plant materials, moistening them and molding them. In this case, waste from the wine industry, namely skins, seeds, and stems of grapes, is used as plant raw materials. Grinding of raw materials is carried out to a particle size of 1.0-1.3 mm, moistening of the crushed raw materials is carried out to a moisture content of 8-12%, molding is carried out by pressing crushed raw materials with a moisture content of 8-12% through the matrix at a pressure of 92-110 MPa and temperature 250-300°C, and subsequent cutting into cylindrical granules.
Осуществление формования измельченного сырья влажностью 8-12% при температуре 250-300°С оказывает существенное влияние на качественные характеристики пеллет, ввиду того, что лигнин и смолы в измельченном сырье являются склеивающим природным материалом, который под давлением качественно склеивает частички сырья в гранулы, то при осуществлении сушки до влажности менее 8%, склеивание сырья проходит некачественно, а свыше 12% нецелесообразно, так как пелетты крошатся и происходит удорожание производства.The molding of crushed raw materials with a humidity of 8-12% at a temperature of 250-300°C has a significant impact on the quality characteristics of pellets, due to the fact that lignin and resins in the crushed raw materials are a natural adhesive material that, under pressure, qualitatively glues particles of raw materials into granules, then When drying to a moisture content of less than 8%, the gluing of raw materials is poor, and above 12% is impractical, since the pellets crumble and the cost of production increases.
Задачей, решаемой изобретением, является разработка производства пеллет из отходов виноделия (кожица, семена, гребень), позволяющего утилизировать отходы винодельческого производства, снизить продолжительность процесса и потери сырья, а также получить экологически чистое биотопливо.The problem solved by the invention is the development of the production of pellets from winemaking waste (skins, seeds, combs), which makes it possible to utilize winemaking waste, reduce the duration of the process and loss of raw materials, and also obtain environmentally friendly biofuel.
Получаемое экологически чистое топливо характеризуется влажностью 8-12% (в то время, как обычные дрова не менее 30%) и плотностью 1300-1500 кг/м3, что позволяет обеспечить высокую теплоотдачу, в сравнении с дровами и другими пеллетами и гранулами из растительного сырья.The resulting environmentally friendly fuel is characterized by a humidity of 8-12% (while ordinary firewood is at least 30%) and a density of 1300-1500 kg/m 3 , which allows for high heat transfer in comparison with firewood and other pellets and granules from vegetable matter. raw materials.
На фигуре 1 представлена блок-схема производства пеллет из отходов винодельческой промышленности.Figure 1 shows a flowchart for the production of pellets from waste from the wine industry.
Заявленный способ производства пелетт осуществляется следующим образом: отходы винодельческой промышленности (кожица, семена, гребни) 1 измельчают с помощью дробильной мельницы (1,0-1,5 мм) 2 и далее поступает на корректирование влажности путем увлажнения до содержания влаги 8-12% путем подачи пара или воды в смеситель 3. Следует отметить, что если сырье будет очень сухим (влажность меньше 8%), то склеивание сырья в пресс-грануляторе будет проходить некачественно. После того, как влажность сырья откорректирована, оно поступает в пресс-гранулятор 4, где происходит формование пелетт. В нем под давлением пресса 92-110 МПа и температуры 250-300°С сырье продавливается через матрицу с размером сетки 5-10 мм, проходя через которую, пыль склеивается в гранулы цилиндрической формы. Содержащиеся смолы и лингин в измельченной выжимке являются склеивающим природным материалом. Этот клей под высоким давлением и температурой качественно склеивает частички сырья в гранулы. Далее неподвижный нож гранулятора режет выдавливаемый из матрицы готовый материал в гранулы размера - длина 10-30 мм, ширина 6-10 мм. Далее поступившие в охладительную колонку 5 гранулы пеллет продуваются воздухом из вентилятора, который «высасывает» горячий воздух из гранул и захватывает негранулированную измельченную выжимку, в результате чего их охлаждают воздушным потоком до температуры 70-80°С. Горячий воздух удаляется в атмосферу, а мука - в циклон.The claimed method for producing pellets is carried out as follows: waste from the wine industry (skins, seeds, ridges) 1 is crushed using a crushing mill (1.0-1.5 mm) 2 and then sent for moisture adjustment by humidification to a moisture content of 8-12% by supplying steam or water to mixer 3. It should be noted that if the raw material is very dry (humidity less than 8%), then the gluing of the raw material in the press granulator will be poor. After the moisture content of the raw material is adjusted, it enters the press granulator 4, where pellets are formed. In it, under a press pressure of 92-110 MPa and a temperature of 250-300°C, the raw material is pressed through a matrix with a mesh size of 5-10 mm, passing through which the dust sticks together into cylindrical granules. The resins and lingin contained in the crushed pomace are a natural adhesive material. This glue, under high pressure and temperature, qualitatively glues particles of raw materials into granules. Next, the stationary knife of the granulator cuts the finished material squeezed out of the matrix into granules of size - length 10-30 mm, width 6-10 mm. Next, the pellet granules entering the cooling column 5 are blown with air from a fan, which “sucks” hot air from the granules and captures the non-granulated crushed pomace, as a result of which they are cooled by the air flow to a temperature of 70-80°C. The hot air is removed into the atmosphere, and the flour into the cyclone.
Далее гранулы отправляются на расфасовку через весы-дозатор 6. Конечный этап производства топливных гранул - упаковка гранулированных пеллетов в мешки и отгрузка на склад готовой продукции 7 (10 кг, 25 кг, 50 кг, 250 кг, 500 кг).Next, the granules are sent for packaging through dispenser scales 6. The final stage of production of fuel pellets is packaging of granulated pellets in bags and shipment to the finished product warehouse 7 (10 kg, 25 kg, 50 kg, 250 kg, 500 kg).
Определение массовой доли влаги в пеллетах осуществляли по ГОСТ Р 54186-2010 и ГОСТ Р 54192-2010.The determination of the mass fraction of moisture in pellets was carried out according to GOST R 54186-2010 and GOST R 54192-2010.
Определение зольности проводили по ГОСТ Р 54185-2010.The determination of ash content was carried out according to GOST R 54185-2010.
Механическую прочность древесных пеллет определяли методом сбрасывания, истираемость гранул - показатель, влияющий на состояние гранул после их транспортировки потребителю, определяли при испытании образцов гранул во вращающемся барабане.The mechanical strength of wood pellets was determined by the dropping method, the abrasion of granules, an indicator that affects the condition of the granules after their transportation to the consumer, was determined by testing samples of granules in a rotating drum.
Содержание мелкой фракции определяли при нахождении размеров пеллет в соответствии с ГОСТ Р 54188-2010, ГОСТ Р 54189- 2010, ГОСТ Р 54190-2010.The fine fraction content was determined by finding the pellet sizes in accordance with GOST R 54188-2010, GOST R 54189-2010, GOST R 54190-2010.
Определение насыпной плотности пеллет осуществляли согласно ГОСТ 54191-2010.The bulk density of pellets was determined in accordance with GOST 54191-2010.
Физико-химические свойства топливных гранул (Потребительские качества гранул) представлены в таблице 1. Для сравнения в таблице приведены характеристики топливных гранул изготовленных согласно Патенту РФ №2628614, опуб. 21.08.2017 г. Бюл.№24 (аналог 1) и способу получения топливных брикетов из гидролизного лигнина. Гидролиз и лесохимическая промышленность, 1975, N 3, с. 28-29 (аналог 2)The physico-chemical properties of fuel pellets (Consumer qualities of pellets) are presented in Table 1. For comparison, the table shows the characteristics of fuel pellets manufactured in accordance with RF Patent No. 2628614, pub. 08/21/2017 Bulletin No. 24 (analogue 1) and a method for producing fuel briquettes from hydrolytic lignin. Hydrolysis and forest chemical industry, 1975, No. 3, p. 28-29 (analogue 2)
Таким образом, реализация заявленного изобретения позволяет расширить арсенал способов производства пеллет и позволяет получить продукт, имеющий экологическое преимущество и улучшенные потребительские качества. Помимо этого, данное изобретение позволяет утилизировать отходы предприятий винодельческой отрасли, тем самым снижая риски загрязнения окружающей среды промышленными отходами.Thus, the implementation of the claimed invention makes it possible to expand the arsenal of methods for producing pellets and makes it possible to obtain a product that has an environmental advantage and improved consumer qualities. In addition, this invention allows for the disposal of waste from wine industry enterprises, thereby reducing the risks of environmental pollution from industrial waste.
Исследования выполнялись с использованием оборудования ЦКП "Исследовательский центр пищевых и химических технологий" КубГТУ (CKP_3111), развитие которого поддерживается Минобрнауки РФ (Соглашение № 075-15-2021-679).The research was carried out using the equipment of the Shared Use Center "Research Center for Food and Chemical Technologies" of Kuban State Technical University (CKP_3111), the development of which is supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (Agreement No. 075-15-2021-679).
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2821528C1 true RU2821528C1 (en) | 2024-06-25 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006101415A (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-27 | Олег Владимирович Струпалев (RU) | METHOD FOR PRODUCING GRANULATED SOLID FUEL AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION |
| JP2010100716A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Hayashi Kohei | Method for producing vegetable solid |
| RU2628614C2 (en) * | 2015-11-19 | 2017-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" | Alternative solid fuel |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006101415A (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-27 | Олег Владимирович Струпалев (RU) | METHOD FOR PRODUCING GRANULATED SOLID FUEL AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION |
| JP2010100716A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Hayashi Kohei | Method for producing vegetable solid |
| RU2628614C2 (en) * | 2015-11-19 | 2017-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" | Alternative solid fuel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Чолев И.П. и др. Получение топливных брикетов из гидролизного лигнина. Гидролиз и лесохимическая промышленность, 1975, N 3, с. 28-29. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ungureanu et al. | Influence of biomass moisture content on pellet properties–review | |
| EP4010452B1 (en) | Process for producing solid biomass fuel | |
| US11414613B2 (en) | Methods of forming densified biomass | |
| KR20110094347A (en) | A method for the production of pellets or briquettes | |
| Onuegbu et al. | Comparative analyses of densities and calorific values of wood and briquettes samples prepared at moderate pressure and ambient temperature | |
| Obidziñski | Pelletization of biomass waste with potato pulp content | |
| Sette Jr et al. | Production and characterization of bamboo pellets | |
| JP2009073973A (en) | Solid fuel and its manufacturing method | |
| KR101298135B1 (en) | Pellet made from lignocelluosic biomass and method for the preparation thereof | |
| Wakchaure et al. | Thermal and storage characteristics of biomass briquettes with organic binders | |
| RU2821528C1 (en) | Pellet production method | |
| Gageanu et al. | Experimental research on influence of recipes used on quality of biomass pellets | |
| Hamedan | The Effects of Moisture Content, Temperature, and Compaction Pressure on the Compressibility of Animal Feed Pellets Produced From Green Pistachio Shell Residues | |
| Supakata et al. | The application of rice husk and cabbage market waste for fuel briquette production | |
| Popescu et al. | Determination of the Calorific Power of Densified Solid Biofuels. | |
| Talero et al. | Use of Colombian oil palm wastes for pellets production: reduction of the process energy consumption by modifying moisture content | |
| Intagun et al. | Effect of mixing ratios on physical properties and energy consumption of leucaena pellets by using fermented cassava-rhizome | |
| Onochie | A comprehensive review on biomass pelleting Technology and electricity generation from biomass | |
| Olt et al. | Briquetting different kinds of herbaceous biomaterial. | |
| WO2022172936A1 (en) | Solid fuel | |
| Pratiwi et al. | The effect of amylum adhesive and sawdust composition for rubber seed shell bio-briquette as an environmentally friendly alternative fuel | |
| Pitakpong | The chemical properties and the combustion duration of fuel briquettes from corn kernel residues, Thailand | |
| Khorenghy et al. | Integrated processing technology of wastes from cereal production | |
| Lestander | Pellet and briquette production | |
| PL244101B1 (en) | Pellets made of a mixture of hay and dry sewage sludge |