Método para produzir peletes duráveis em menor consumo de energia usando a alta umidade do milho Stover e Amido de Milho Binder em um apartamento Die Pellet Moinho
Summary
Neste estudo, foi desenvolvido um protocolo para a produção de peletes de boa qualidade, usando um moinho de pelete em matriz plana reduzida testes consumo específico de energia de alta humidade palha de milho e de um aglutinante base de amido. Os resultados indicaram que a adição de um ligante de amido de milho melhorada a durabilidade do pellet, reduzida por cento multas e diminuiu o consumo de energia específico.
Abstract
Um grande desafio na produção de peletes é o alto custo associado com a secagem da biomassa de 30 para 10% (WB) teor de humidade. No Idaho National Laboratory, um processo de granulação de alta humidade foi desenvolvido para reduzir o custo de secagem. Neste processo, os peletes de biomassa são produzidos com teores de humidade mais elevado de matérias-primas do que os métodos convencionais, e as pelotas de alta humidade produzidos são ainda seco em secadores de energia eficiente. Este processo contribui para reduzir o teor de matéria-prima de humidade de cerca de 5-10% durante a peletização, que é principalmente devido ao calor de atrito desenvolvido no molde. O objetivo deste trabalho foi explorar como adição aglutinante influencia a qualidade do pellet e consumo de energia do processo de granulação de alta umidade em um moinho da pelota matriz plana. No presente estudo, palha de milho em bruto foi sedimentado em humidade de 33, 36, e 39% (WB) pela adição de 0, 2, e 4% de amido de milho puro. Os peletes parcialmente secas foram produzidas ainda seco em alaboratory forno a 70 ° C durante 3-4 horas para reduzir a humidade da pelota para menos de 9% (WB). A elevada humidade e peletes secos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas, tais como a densidade a granel e a durabilidade. Os resultados indicaram que o aumento da percentagem de aglutinante a 4% maior durabilidade sedimento e reduziu o consumo específico de energia em 20-40% em comparação com pastilhas sem ligante. Na maior adição ligante (4%), a redução da matéria-prima de humidade durante a peletização foi <4%, ao passo que a redução foi de cerca de 7-8% sem o ligante. Com 4% de agente ligante e 33% (WB) Teor de matéria-prima de humidade, os valores de densidade e de durabilidade a granel observados dos peletes secos foram> 510 kg / m 3 e> 98%, respectivamente, e a percentagem de partículas finas gerado foi reduzido para <3 %.
Introduction
A biomassa é uma das principais fontes de energia do mundo e é considerada neutra em carbono 1. densidade aparente de biomassa lenhosa embalado e biomassa agrícola chão e lascado é baixa. Densidades baixas de biomassa embalado (130-160 kg / m 3), a biomassa do solo (60-80 kg / m 3) e marcou biomassa lenhosa (200-250 kg / m 3) criam armazenamento, transporte e tratamento de problemas de 2, 3. Densificação ou comprimindo a biomassa do solo usando pressão e temperatura aumenta a densidade em massa de cerca de 5 a 7 vezes, e ajuda a ultrapassar as limitações de transporte e de armazenagem 4. Usinas de pelotização, prensas de briquetes e extrusoras são sistemas de densificação normalmente utilizados para a biomassa 4. Breakeven análise transporte à distância em matérias-primas de biomassa embalado e peletizada indicou que pelotas podem ser transportados 1,6 vezes mais longe do que fardos usando um caminhão para o mesmo custo 5. A efi transportedeficiências de pelotas de aumentar com outros modos de transporte, como o ferroviário, uma vez que é limitada a volume em comparação com caminhões que são limitadas por peso. Actualmente, na Europa, os aglomerados produzidos a partir de biomassa lenhosa são amplamente utilizados para a geração de bio-energia. O Canadá e os Estados Unidos são os principais produtores e fornecedores de aglomerados de madeira para a Europa 6. Os aglomerados produzidos a partir de ambos lenhosas e herbáceas biomassa pode ser utilizado tanto para termoquímico (cofiring, gaseificação, e pirólise) e conversão bioquímica (etanol) 7-9 aplicações.
As qualidades de peletes (densidade e durabilidade) e o consumo de energia específico do processo de granulação são dependentes das variáveis de processo fábrica de aglomerados, tais como o diâmetro da fieira, die velocidade e comprimento em relação ao diâmetro das variáveis de matriz e como matéria-prima, tais como o teor de matéria-prima de humidade e composição 4. Ambos moinho da pelota variáveis de processo e variáveis de matéria-prima influênciaa qualidade dos peletes e a energia específica usada no processo. As dimensões da matriz (isto é, comprimento em relação ao diâmetro) irá influenciar a pressão de compressão e extrusão, e a velocidade de rotação matriz controla o tempo de residência do material no interior da matriz. O teor de humidade é variável de uma matéria-prima que desempenha um papel importante ao interagir com os componentes da composição da biomassa (ou seja, proteína, amido e lenhina), devido à alta temperatura e pressão encontradas na matriz. A presença de humidade aumenta as forças de van der Waals, aumentando assim a atracção entre as partículas de biomassa 10. Em geral, a maior humidade nos impactos de biomassa a densidade a granel do produto comprimido devido à expansão diametral e lateral à medida que sai do moinho de pastilha ou briquete prima matriz 10. composição da biomassa, tais como amido, proteínas, lignina e outros hidratos de carbono solúveis em água, influencia o comportamento de ligação quando submetido à pressão de umtemperatura nd em equipamentos de densificação 11. Algumas das reacções composição comuns que são influenciadas pela matéria-prima de humidade, temperatura do molde, e a pressão são gelatinização do amido, desnaturação de proteínas, lignina e de transição de vidro. De um modo geral, a temperaturas de 100 ° C ou superior e um teor superior a 30% de matéria-prima de humidade, amido em alimentos e rações para animais fica gelatinizado e influencia as propriedades texturais como dureza 12. Normalmente, as reações de amido são gelatinização, colar e retrogradação. Entre essas reações, gelatinização tem a maior influência sobre as propriedades da pelota 13. O amido é frequentemente incluídos em aplicações alimentares e não alimentares como ligante. Por exemplo, na formulação de comprimido de amido farmacêutica é usado como material de enchimento de 4,14. A proteína na biomassa sofre desnaturação e forma ligações complexas devido à alta temperatura e pressão observada no processo de densificação 11. Em geral, uma maiormontagens de proteína em biomassa resultará numa pelete 15,16 mais durável. Por exemplo, a luzerna, que tem uma maior quantidade de proteína, resulta em peletes duráveis com maior teor de humidade de matéria-prima. A gordura na biomassa reduz as forças de atrito e a energia de extrusão durante o revestimento ou de briquetagem 11,17. Em biomassa lignocelulósica, a presença de lignina dentro do material de planta ajuda a formar grânulos sem a adição de quaisquer ligantes 18. Woody biomassa tem maior teor de lignina (29-33%) quando comparado com uma biomassa herbácea, que tipicamente consiste em 12-16% de lignina 4,19. Na matéria-prima mais baixos conteúdos de humidade de cerca de 10-12% (BM), a temperatura de transição vítrea da lignina é superior a 140 ° C 20; Considerando que, aumentando o teor de humidade reduz a temperatura de transição de vidro 21. De acordo com Lehtikangas 22, a temperatura de transição vítrea de lignina em 8-15% (WB) teor de humidade é de cerca de 100-135 ° C, BUt aumentando o teor de humidade até> 25% (WB) reduz a temperatura de transição vítrea para <90 ° C.
biomassa herbácea está disponível ao maior teor de humidade, dependendo do tipo de colheita e colheita tempo. No caso do método de colheita de uma única passagem do material colhido terá um teor de humidade> 30% (WB) 23. A biomassa é tipicamente seco a cerca de 10% (WB) teor de humidade para torná-lo estável em condições aeróbias e para evitar a perda de matéria seca durante a armazenagem. Lamers et al. 24 indicaram que a biomassa pré-processamento no teor de umidade de 30% do custo total para ambos os moagem (fases 1 e 2) e secagem é cerca de US $ 43,60 / tonelada seca, e cerca de US $ 15,00 / tonelada seca é apenas para a secagem da biomassa. Secagem de biomassa demora cerca de 65% do total de energia pré-processamento, e peletização leva cerca de 8-9% 24. Yancey et al. 25 corroborou o fato de que a secagem é o maior consumidor de energia no preproce biomassassing. Os dados experimentais e análise técnico-económica indicou que a gestão da humidade eficiente é fundamental para reduzir os custos de biomassa de pré-processamento. Uma maneira de reduzir o custo de secagem e gerir a humidade matéria-prima mais eficiente é a utilização de um processo de granulação de alta humidade juntamente com um método de secagem de baixa temperatura. No processo de granulação de alta umidade desenvolvido no Idaho National Laboratory, a biomassa é sedimentado a teores de humidade superior a 28% (WB); os pellets parcialmente secas produzidas, que ainda estão em alta umidade, pode ser seco em secadores de energia eficiente, tais como grãos ou correia secadores 21. Uma grande vantagem da granulação de alta humidade é que ajuda a reduzir o custo de secagem, o que por sua vez resulta em custos totais de produção de aglomerados reduzida. Análise técnico-económica indicou que os custos de energia e de produção são reduzidos em cerca de 40-50% utilizando o processo de granulação de alta umidade em comparação com um 24,26 método de granulação convencional. o majou a razão para o custo de produção de aglomerados reduzida é devido à substituição de um secador rotativo que opera a elevadas temperaturas de 160 a 180 ° C com um secador de grãos que opera a temperaturas mais baixas de cerca de 80 ° C ou menos 21. As outras vantagens de substituir um secador rotativo com um cinto ou um secador de grãos são: 1) maior eficiência, 2) reduziu o risco de incêndio, 3) não precisa de calor de alta qualidade, 4) redução de compostos orgânicos voláteis (COV), 5) reduzida as emissões de partículas e 6) não se aglomera alta argila ou biomassa pegajosa 27. O vapor passo de condicionamento de energia intensiva na granulação convencional, tipicamente usado para adicionar humidade e activar alguns dos componentes da biomassa, é substituído por um passo de pré-aquecimento curto. Este passo ajuda a reduzir o teor de umidade de matéria-prima, bem como ativar os componentes da biomassa como lignina. O calor de fricção desenvolvida na matriz pellet também ajuda a reduzir o teor de matéria-prima de umidade em cerca de 5-8% (WB) 21,28. Na alta-moisture processo de peletização, o moinho de sedimento não apenas comprime a biomassa, mas também ajuda a reduzir o teor de humidade durante a compressão e extrusão. Muitos pesquisadores têm feito experiências com peletização da biomassa em bruto e quimicamente pré-tratados em uma ampla gama de conteúdos de umidade (7-45%, WB) usando single, laboratório, anel escala piloto morrer e sistemas de revestimento contínuos comerciais 10,25,29-40, (Pace, D. 2015. Pelleting de explosão fibra de resíduos e amônia sólidos urbanos (AFEX) pré-tratados palha de milho em escala piloto anel de morrer moinho da pelota. Departamento de Biocombustíveis, engenheiro-chefe, Biomassa National Facility usuário, Idaho National Laboratory (dados não publicados)) . Estes investigadores ajustado conteúdo da biomassa para diferentes níveis desejados matéria-prima umidade para compreender o efeito do teor de umidade em atributos das pelotas de qualidade.
atributos de qualidade de pelotas, densidade e durabilidade, são especificações normativas de acordo com os EUAUm Instituto com base Pellet combustível (PFI). No entanto, de acordo com o Comité Europeu de Normalização (CEN) durabilidade é uma densidade normativa e em massa é uma especificação informativa 41. Pellets com valores de durabilidade> 96,5% e densidade> 640 kg / m 3 são designadas como pastilhas super premium com base em normas PIF, enquanto pelotas com valores de durabilidade> 97,5% são designados como pellets com o mais alto grau. Ambas as normas CEN e PFI recomendar pelotas com diâmetros diferentes. Por exemplo, recomenda PFI um diâmetro na gama de 6,35-7,25 mm, enquanto CEN recomenda um diâmetro que varia 6-25 mm e um comprimento dos grânulos menor do que ou igual a 4 vezes o diâmetro 41. Peletes de menor diâmetro (6 mm) são preferidos para o transporte de distâncias mais longas, considerando que têm densidades de compactação mais elevadas 28. Para processos de revestimento convencionais, recomenda-se para sedimentar biomassa na baixos teores de umidade para atender a essas especificações de densidade desirable para transportar as pelotas longas distâncias 41. Ambos CEN e PFI têm graus de pelotas adicionais 41. Tumuluru 28 e Tumuluru e Conner 40 indicaram que os processos de peletização alta umidade desenvolvidas no Idaho National Laboratory ajuda para a produção de palha de milho e pellets de madeira com diferentes atributos de qualidade (densidade a granel e de durabilidade) e consumo específico de energia tornando-os adequados para diferentes cenários de transporte e logística.
A maioria dos estudos sobre a biomassa de revestimento foram feitas usando um único sistema de granulação. Granulação dados sobre a biomassa usando um sistema contínuo à escala laboratorial é limitada. Estudos em sistemas de revestimento contínuos irá ser útil para compreender o efeito das variáveis do processo de granulação como a velocidade de rotação da matriz, proporção de comprimento para diâmetro e diâmetro da matriz sobre os atributos de qualidade e consumo específico de energia. Os dados de revestimento sobre os sistemas contínuos pode ser ainda utilizado para SCale-se o processo de pilotar e sistemas em escala comercial. Em geral, um moinho de morrer pellet plana é utilizado para a realização de estudos de revestimento sobre lenhoso e biomassa herbácea em um laboratório 4. O princípio de funcionamento da matriz de escala de laboratório plana, piloto, e as usinas de pelotização anel die escala comercial são semelhantes. Todos estes moinhos da pelota ter uma matriz de aço duro perfurada com dois ou três rolos. Através da rotação da fieira, os cilindros de exercer uma força sobre a matéria-prima e forçá-lo através das perfurações da matriz para formar pelotas densificadas 4.
Nossos estudos anteriores sobre a peletização de alta umidade da palha de milho no teor de umidade de matéria-prima de 28-38% (WB) sem qualquer adição aglutinante resultou em valores mais baixos de durabilidade com maior teor de umidade de matéria-prima 21,28. Melhorar a durabilidade de pelotas de alta umidade após o resfriamento e secagem é importante, pois ajuda a prevenir a desintegração das pelotas (perda de qualidade do pellet) durante o manuseio, storaiva e transporte. A desintegração de pelotas tipicamente resulta na geração de multas e perda de receita para os produtores de aglomerados. Ligantes são tipicamente utilizados no processo de granulação para melhorar a qualidade do pellet, especialmente durabilidade, e para reduzir o consumo específico de energia. Comumente utilizados ligantes naturais no processo de peletização são proteínas e amido 4,28. O amido é submetido a gelatinização, ao passo que a proteína sofre desnaturação em presença de calor, humidade e pressão. Ambas estas reacções resultar em melhores pelotas de ligação e mais duráveis em menor consumo de energia. O objetivo geral deste estudo foi desenvolver e demonstrar um processo de granulação de alta umidade usando palha de milho com a adição de um aglutinante para produzir pelotas de boa qualidade em termos de durabilidade verde (após arrefecimento) e durabilidade curado (após a secagem) a um menor consumo específico de energia. Os objectivos específicos para o estudo foram a 1) realizar peletização do milho st-alta umidadesobre a diferentes conteúdos de matéria-prima de umidade (33, 36 e 39%, BM) e teores de amido para encadernação (0, 2, e 4%), 2) avaliar as propriedades físicas (teor de umidade da pelota, ao diâmetro das pastilhas, razão de expansão, densidade e durabilidade (verde e durabilidade curado), e 3) avaliar o consumo de energia específico do processo de granulação.
Protocol
Representative Results
Discussion
As etapas críticas do método de alta granulação umidade para produzir pelotas com a durabilidade desejada no menor consumo de energia específica são: 1) a secagem da palha de milho de alta umidade para os níveis de umidade desejados (33-39%, BM), 2) adição cento aglutinante e 3) de alimentação de alta biomassa humidade uniformemente no moinho da pelota. humidade matéria-prima e cento ligante são variáveis de processo que influenciaram as propriedades da pelota (densidade e durabilidade das pastilhas antes de arrefecimento e depois da secagem) e consumo específico de energia do processo de peletização. Recomenda-se para testar o teor de humidade da matéria-prima antes de ser utilizado para estudos de revestimento. Alimentação de alta umidade palha de milho em 33, 36 e 39% (bu) uniformemente ao moinho da pelota tem um impacto sobre a qualidade eo consumo de energia. Modificando o alimentador moinho da pelota com um inversor de frequência foi essencial para alimentar os biomassa uniformemente ao moinho da pelota.
Os resultados dopresente estudo indicam que a adição de ligante à palha de milho alta humidade fez reduzir a densidade a granel dos aglomerados de forma marginal, mas melhorou significativamente a durabilidade. Adicionando um amido aglutinante à base aumentou o teor de umidade nas pelotas após a compressão e extrusão, mas o aumento não foi considerado estatisticamente significativo em quase todos os casos estudados. A perda de humidade durante a peletização foi cerca de 3 a 4% na adição de 4% de agente ligante, ao passo que era mais elevada (7-8%, WB) sem ligante. A adição de um aglutinante para a palha de milho podem ter 1) reduziu o tempo de residência do material no molde e 2) reduziu as resistências de atrito na matriz, reduzindo assim a temperatura da matriz, que pode ter resultado em menos perda de humidade durante a compressão e extrusão da pelete morrer.
Houve um aumento do diâmetro das pastilhas depois de ter sido extrudido a partir da matriz sedimento e secou-se (Figura 4). Este aumento foi ótimoer em maior teor de matéria-prima umidade e com adição de amido aglutinante. A densidade a granel dos aglomerados estava na gama de 510-530 kg / m 3 a 33% (WB) Teor de humidade de matéria-prima com e sem um ligante. Pesquisas anteriores indicaram que a maior teor de matéria-prima de humidade de cerca de 38% (WB) resulta numa densidade mais baixa, principalmente devido à expansão dos grânulos à medida que saem através da matriz de 21,28. É um fenômeno comum que, quando material de biomassa de alta umidade é extrudido através do molde sob pressão que resulta em umidade flash-off 12,21. A humidade de evaporação dá lugar à expansão do grânulo, tanto na direcção axial e diametral. Em geral, a dilatação diametral é mais proeminente em relação à expansão axial. Outra razão para o comportamento de expansão da biomassa após a compressão e extrusão através da matriz de pellet pode ser que as fibras de biomassa relaxar na presença de teor de humidade. Ndiema et al. 45 eMani et al. 18, indicado que a libertação da pressão aplicada num molde produz um relaxamento da biomassa comprimida. As características de relaxamento são dependentes de muitos fatores como tamanho de partícula, teor de umidade de matéria-prima e da pressão aplicada. Além disso, no presente estudo observou-se que a densidade aumenta após a secagem, o que pode ser devido a um menor número de pontes líquidas inter-partículas que poderia ter mantido as partículas mais estreita e produziu uma estrutura menos aberta. Oginni 45 observaram que a densidade de solo Pinus taeda diminuiu com o aumento do teor de humidade.
A durabilidade dos peletes foi medida para compreender a resistência dos peletes. Geralmente, pelotas estão sujeitos ao cisalhamento e impacto resistências durante o armazenamento, transporte e processo de manipulação 4,46. Kaliyan e Morey 47 sugeriu que a durabilidade das pelotas produzidas imediatamente após a produção (resistência em verde) é diferente do durability das pelotas que são armazenados por alguns dias após a produção (força curado). Pellets com valores mais baixos de durabilidade quebrar e aumentar o risco de problemas de armazenamento, como fora-gasificação e combustão espontânea que poderia causar perda de receita para os fabricantes de pelotização. De acordo com o Comité Europeu de Normalização (CEN) e os Estados Pellet Combustíveis Instituto United (PFI) os valores recomendados da durabilidade são> 96,5% de alta qualidade ou pelotas de qualidade premium 31. Neste estudo, os valores de durabilidade aumentada para cerca de 94-95% quando sedimentadas com um agente ligante de amido com um teor de humidade de 39% em comparação com pelotas feitas sem ligante que tinham valores de durabilidade na gama de 83-85% após a secagem. As pelotas produzidas em 33% (bu) o conteúdo de matéria-prima de umidade apresentaram valores de durabilidade> 96,5% e cumprir as normas internacionais.
A umidade tem funções diferentes durante peletização da biomassa, incluindo: 1) formação de ponte sólida entreos Waals partículas de biomassa, devido van der, 2) activar aglutinantes naturais, como proteína, amido e lenhina presente na biomassa, e 3) a promoção de amido e proteína reacções baseadas como gelatinização e desnaturação que têm um forte impacto sobre as propriedades de textura, tal como dureza 4-12. No caso da biomassa lignocelulósica, o principal agente de ligação é lignina (biomassa lenhosa: 27-33%, a biomassa herbácea: 12-16%) 4. Teor de lignina em palha de milho foi determinada a média em torno de 16%, com base em uma revisão de dados de composição, incluindo fontes de literatura e bases de dados de matéria-prima 48. moléculas de lignina, que têm maior mobilidade a maior teor de umidade, atuam como um adesivo e resultar em forte ligação; no entanto, em níveis muito elevados a umidade vai agir mais como um lubrificante, resultando em menos vinculativo. No presente estudo, com um teor muito elevado de humidade de cerca de 39% (bu) de umidade pode ter agido mais como um lubrificante e resultou em baixa durabilidade umand maior geração de multas no processo de produção de pelotas. Os valores mais elevados foram observados durabilidade através da adição de um ligante a um maior teor de humidade da matéria-prima 36 e 39% (WB), o qual poderia ser causado pela gelatinização de amido na presença de temperatura da fieira e o conteúdo de matéria-prima de humidade. Estas reacções de gelatinização pode levar à formação de reticulação de amido com os outros componentes de biomassa.
As multas por cento gerados durante o processo de peletização é um bom indicador de quão bem biomassa irá formar pelotas. Geração de partículas finas durante os resultados do processo de peletização em produto e perda de receita para o produtor de pelotas. geração fina excessiva durante os processos de revestimento também pode ter um impacto na qualidade de atributos, tais como a densidade e durabilidade. A geração de finos durante o processo de produção de aglomerados é influenciado pela composição da biomassa (isto é, amido, proteína, lignina, e ceras), as variáveis do processo moinho da pelota <em> ou seja, comprimento em relação ao diâmetro (L / D igual), morrem velocidade de rotação, a condição de vapor, o pré-aquecimento), e as variáveis de matéria-prima (ou seja, teor de umidade de matéria-prima, tamanho de partícula e taxa de alimentação) 4. Os presentes resultados indicam que a adição de ligante não só reduz a percentagem de partículas finas geradas, mas também ajuda a melhorar as propriedades físicas, enquanto reduz o consumo específico de energia. multas por cento menor geradas indicam que a biomassa tem um maior pelletability.
Tumuluru et al. 4 na sua revisão em sistemas de densificação adequados para fazer a biomassa em um produto de tipo mercadoria indicou que a adição de ligante ajuda a reduzir a energia de extrusão, o que resulta na redução do consumo específico de energia. Tipicamente, o comprimento e o diâmetro (L / D) Relação controla o tempo de residência do material no molde e ajuda a ligação da biomassa. Além disso, a relação L / D controla a energia de extrusão e a especificidadeo consumo de energia fic. Maior proporção L / D aumenta o tempo de residência, o que melhora as propriedades físicas dos grânulos, mas aumenta a energia necessária para a extrusão. A adição de um aglutinante para a biomassa pode ajudar a vincular a biomassa no L proporção inferior / D e reduzir a energia de extrusão. Neste estudo, um comprimento constante de diâmetro (L / D) proporção de (2,6) foi seleccionado. A pesquisa futura é destinado a compreender o efeito da relação L / D da matriz de pellet e sua interação com o conteúdo de matéria-prima de umidade em atributos de qualidade do pellet.
Os dados experimentais sobre o pré-processamento de biomassa (moagem, secagem e peletização) obtida a partir da biomassa National Facility usuário (https://www.inl.gov/bfnuf/) localizado na INL e associado análise técnico-econômica indicaram que a secagem de biomassa a partir de 30- 10% (WB) consome uma grande quantidade de energia (dados não publicados). O processo de peletização alta umidade desenvolvido pelo INL pode ajudar a reduzir o custo de produção de pelotas em comparação com uma pelota convencionalmétodo de produção 24. O presente estudo indica que a adição de um aglomerante à base de amido para um processo de granulação de alta humidade melhorada a durabilidade dos peletes a> 92% depois de se arrefecer o conteúdo de 36 e 39% (WB) de matéria-prima de humidade, e também reduziu a energia específica consumo do processo de granulação por cerca de 20-40%. valores maior durabilidade das pastilhas feitas em maior umidade matéria-prima é importante como eles podem ser tratados de forma eficiente pelos transportadores. Normalmente pelotas baixa durabilidade desintegrar-se a multas durante o manuseio e armazenamento, o que resulta em perda de receita para os produtores de aglomerados. Além disso, os finos gerados no processo pode resultar em riscos de segurança como de combustão espontânea e desgaseificação 28,41. A redução da energia específica de cerca de 20-40%, utilizando um ligante supera o custo do ligante. Além disso, com base neste estudo, podemos concluir que alguns dos subprodutos das indústrias de processamento de alimentos poderia ser usado para peletização da biomassapara aplicações de bioenergia. Atualmente, o processo de granulação de alta umidade foi demonstrada usando uma escala de laboratório matriz plana moinho da pelota. O protocolo descrito aqui para o moinho da pelota em escala de laboratório será a base para o desenvolvimento de modelos em escala-up e para testar o processo em usinas-piloto em escala e pelotas em escala comercial.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge Matt Dee for supporting the experimental work, Matthew Anderson and Rod Shurtliff for instrumenting the pellet mill. This work was supported by the Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy under the Department of Energy Idaho Operations Office Contract DE-AC07-05ID14517. Accordingly, the publisher, by accepting the article for publication, acknowledges that the U.S. government retains a nonexclusive, paid-up, irrevocable, worldwide license to publish or reproduce the published form of this manuscript, or allow others to do so, for U.S. government purposes.
Materials
| Flat pellet mill | Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA | ECO-10 pellet mill |
| Heating tapes | BriskHeat, Columbus, OH, USA | Silicon Rubber Heater, Etched foil elements |
| Thermocouples | Watlow, Burnaby, BC, Canada | J-type |
| Variable frequency drive | Schneider Electric, Palatine, IL, USA | Altivar 71 |
| Power meter | NK Technology, USA | Model No: APT‑48T‑MV‑220‑420 |
| Pellet cooler | Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA | CME ECO-HC6 |
| Data logging software | National Instruments Corporation, Austin, TX, USA | Labview software |
| Durability tester | Seedburo Equipment Co., Des Plaines, IL 60018, USA | Pellet durability tester |
| Hammer mill | Bliss Industries | CME ECO-HC6 |
| Grinder | Vermeer | HG200 |
| Horizontal mixer | Colorado Mill Equipment, Canon City, CO, USA | ECO-RB 500 |
| Blue Grit Utilty Cloth | 3M | Part No.05107-150J grade |
| Insulation materail | McMaster Carr | Flexible Fiberglass Insulation |
| Feeder controller | KB Electornics, INC | KBIC-DC-MTR Direct Current motor controller |
| Dust exhaust system | Delta | Model No: 50-763, Serial No: 2010 11OI1415 |
| Vernier Calipers | VWR® Digital Calipers | Part Number: 12777-830 |
| Binder | ACH Food Companies Inc., Memphis, TN, USA | ARGO 100 % pure corn Starch, |
| Corn stover | Harvested in Iowa and procurred in bale form |
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