본 연구에서는 프로토콜이 감소 특정 에너지 소비 테스트 높은 수분 옥수수 여물에서 평면 다이 펠렛 밀 전분 계 바인더를 사용하여 좋은 품질의 펠릿을 생산하기 위해 개발되었다. 결과는 옥수수 전분, 바인더를 첨가하여 펠릿의 내구성을 향상 퍼센트 벌금 감소 비 에너지 소비를 감소 것으로 나타났다.
펠릿의 생산에서 중요한 과제는 30 내지 10 % (WB)의 수분 함량으로 건조 바이오 매스와 관련된 높은 비용이다. 아이다 호 국립 연구소에서 높은 수분 펠렛 공정은 건조 비용을 줄이기 위해 개발되었다. 이 과정에서 바이오 매스 펠릿을 종래의 방법에 비해 더 높은 원료의 수분 함량으로 제조하고, 제조 된 고수 펠릿 더욱 에너지 효율적인 건조기에서 건조된다. 이 프로세스는 주로 다이 개발 마찰열로 인해 펠렛 동안 약 5-10 %가 공급 원료의 수분 함량을 줄이는 것을 돕는다. 본 연구의 목적은 바인더 첨가 플랫 다이 펠릿 밀에서 높은 수분 펠렛 공정 펠렛 품질 및 에너지 소비에 영향을 미치는 방법을 모색 하였다. 본 연구에서는 원시 옥수수 여물 33, 36, 39 0, 2의 첨가에 의해 % (WB), 4 % 순수 옥수수 전분의 습기에 펠렛했다. 생성 된 부분적으로 건조 된 펠릿을 더 알에 건조3-4 시간 동안 70 ℃에서 오븐 aboratory 9 % 미만 (WB)로 펠렛 수분을 낮춘다. 높은 수분 건조 펠렛 벌크 밀도 및 내구성 등의 물성에 대해 평가 하였다. 결과는 4 % 개선 펠릿 내구성 바인더 비율이 증가하면 바인더 펠렛 비교 20~40%하여 비 에너지 소비를 줄일 것으로 나타났다. 환원 바인더없이 7-8 %로했다 반면 높은 바인더 첨가 (4 %)에서, 펠렛 원료 중 수분의 감소는, <4 %였다. 4 % 결합제 및 33 % (WB) 원료의 수분 함량으로 건조 팰릿의 관찰 된 벌크 밀도 및 내구성 값이었다> 510kg / m 3,> 98 %, 각각 미립자 생성 비율이 3 <감소시켰다 %.
바이오 매스는 세계의 주요 에너지 원 중 하나와 탄소수 1 중립 여겨진다. 짐짝 및 접지 농업 바이오 매스와 부서진 목질 바이오 매스의 대량 밀도가 낮다. 낮은 벌크 짐짝으로 바이오 매스의 밀도 (130-160kg / m 3), 지상 바이오 매스 (60-80kg / m 3)와, 우디 바이오 매스 (2백-2백50킬로그램 / m 3)를 작성 보관, 운송 및 처리 문제 2 칩슛 3. 조밀화 또는 압력 및 온도를 사용하여 접지 매스 압축은 약 5 내지 7 배까지 벌크 밀도를 증가시키고, 운송 및 저장 한계 4를 극복하는 데 도움이. 펠렛 공장, 연탄 프레스, 스크류 압출기는 일반적으로 바이오 매스 4에 사용되는 고밀도 시스템이다. 짐짝 및 펠렛 바이오 매스 공급 원료에 손익분기 운송 거리 분석 펠릿이 같은 비용 5 트럭을 사용하여 베일보다 더 멀리 1.6 배를 운반 할 수 것으로 나타났다. 교통 effi이 중량 제한됩니다 트럭에 비해 볼륨 제한 때문에 펠릿의 ciencies은 같은 철도와 같은 교통의 다른 모드와 함께 증가한다. 현재 유럽에서 목질 바이오 매스로부터 제조 된 펠릿을 광범위 바이오 발전에 사용된다. 캐나다와 미국의 주요 생산자와 유럽 6 목재 펠릿의 공급 업체입니다. 우디 초본 매스 모두로부터 생성 된 펠렛 열화학 (동시 소성 가스화 및 열분해) 및 생화학 적 전환 (에탄올) 응용 7-9 모두에 사용될 수있다.
펠릿의 특성 (밀도 및 내구성)와 펠렛 화 처리의 비 에너지 소비는, 예컨대 다이 직경 펠릿 밀 공정 변수에 의존하는 등의 원료의 수분 함량 등 다이와 원료 변수의 지름 비를 속도와 길이 다이 및 구성 4. 두 펠릿 공장 공정 변수 및 원료 변수의 영향펠렛 품질 및 공정에 사용되는 비 에너지. 다이 크기 (즉, 직경 비율 길이) 압축 및 압출 압력에 영향을 미칠 것이며, 다이의 회전 속도는 다이 내 물질의 체류 시간을 제어한다. 수분 함량으로 인해, 다이에서 발생하는 고온 고압의 미생물 조성물 성분 (예, 단백질, 전분, 리그닌)와 상호 작용함으로써 중요한 역할을하는 원료 변수이다. 수분의 존재함으로써 미생물 입자 (10) 사이의 인력을 증가시키는, 반 데르 발스 힘을 증가시킨다. 일반적으로 인해 직경 및 측면 확장에 바이오 매스에 미치는 영향 압축 된 제품의 부피 밀도 높은 수분이 펠렛 밀, 연탄 프레스 다이 (10)를받습니다. 하는 압력을 받게 바인딩의 행동에 영향을 미치는 전분, 단백질, 리그닌 및 기타 수용성 탄수화물로 바이오 매스 조성,고밀도 장비 11 차 온도. 원료 수분 다이 온도 및 압력에 의해 영향을받는 공통 합성 반응의 일부는 전분의 젤라틴, 단백질 변성 리그닌 유리 전이된다. 일반적으로, 식품 및 동물 사료의 100 ° C 이상이고 30 %를 초과하는 공급 원료의 수분 함량, 전분의 젤라틴 화 온도에서의 영향과 조직 성질 경도 (12) 등을 얻는다. 일반적으로, 전분 반응 젤라틴, 풀칠, 및을 retrogradation이다. 이러한 반응 중, 젤라틴은 펠릿 속성 (13)에 가장 큰 영향을 미친다. 전분 종종 바인더로서 식품 및 비 식품 응용 프로그램에 포함된다. 예를 들어, 약제 학적 정제 제제 전분 4,14 충전제로서 사용된다. 바이오 매스의 단백질 변성을 겪게하고 조밀화 프로세스 (11)에 발생 높은 온도와 압력으로 인해 복잡한 결합을 형성한다. 일반적으로, 높은에서바이오 매스 단백질의 마운트는 내구성 펠렛 (15, 16)가 발생합니다. 단백질의 더 많은 양을 갖는 높은 원료의 수분 함량에서의 내구성 펠릿 결과 예컨대 알팔파 대한. 바이오 매스의 지방 펠렛 또는 11, 17 연탄 동안 마찰력 및 압출 에너지를 줄일 수 있습니다. 목질 계 바이오 매스, 식물 재료 내의 리그닌의 존재는 바인더 (18)를 추가하지 않고 펠렛을 형성하도록 돕는다. 우디 바이오 매스는 일반적으로 12~16% 리그닌 4,19 구성된 초본 바이오 매스에 비해 높은 리그닌 함량 (29~33%)가 있습니다. 10-12 %로 낮은 원료의 수분 함량 (WB)에서, 리그닌의 유리 전이 온도보다 20 ~ 140 ° C이고; 반면에, 수분 함량의 증가는 유리 전이 온도 (21)를 감소시킨다. Lehtikangas 22 항에있어서, 8~15% (WB)의 수분 함량에 리그닌의 유리 전이 온도는 약 100 ~ 135 ℃로, BU 인> 25 % (WB)의 수분 함량을 증가 t는 <90 ℃로 유리 전이 온도를 감소시킨다.
초본 바이오 매스 수확 방법 및 수확시기에 따라 더 높은 수분 함량에서 사용할 수 있습니다. 단일 패스 수확하는 방법의 경우에는 수확 된 물질은 수분 함량> 30 % (WB) 23을 가질 것이다. 바이오 매스는 전형적으로 안정하게 호기 및 저장 동안 건조 물질의 손실을 방지하기 위해 약 10 % (WB)의 수분 함량으로 건조된다. Lamers 등. (24)는 30 %의 수분 함량에 전처리 바이오 매스에 모두 연마 (단계 1 & 2) 건조에 대한 총 비용은 건조한 톤 단지 바이오 매스 건조 약 $ 43.60 / 건조 톤, 약 $ 15.00 / 인 것으로 나타났다. 바이오 매스 건조하면 총 전처리 에너지의 약 65 %를 소요되며, 펠렛은 약 8-9% (24)이 걸립니다. 얀시 외. (25)은 건조 바이오 매스 preproce에서 주요 에너지 소비는 사실을 확증했다ssing. 실험 데이터 테크노 경제 분석 효율적인 수분 관리가 바이오 전처리 비용 절감에 중요한 것으로 나타났다. 보다 효율적으로 원료의 수분을 건조 비용을 절감하고 관리하기위한 한 가지 방법은 저온 건조 방법과 결합 된 높은 수분 펠렛 화 공정을 사용하는 것이다. 아이다 호 국립 연구소에서 개발 된 높은 수분 펠렛 공정에서, 미생물은 수분 함량이 28 % 이상 (WB)에서 펠릿 화되고; 여전히 높은 수분 생성 된 부분적으로 건조 된 펠릿을, 곡물 또는 벨트 건조기 (21)와 같은 에너지 효율 건조기에서 건조 될 수있다. 높은 수분 펠렛의 하나의 주요 장점은, 건조 비용을 감소하는 데 도움이되는 감소 된 총 펠렛 제조 비용 턴 결과이다. 테크노 경제 분석 에너지 및 제조 비용이 종래의 펠렛 화 방법 (24, 26)에 비해 높은 수분 펠렛 화 공정을 사용하여 40-50 % 감소되는 것으로 나타났다. 소장또는 감소 된 펠렛 생산 비용에 대한 이유는 약 80 ° C (21) 이하의 낮은 온도에서 작동하는 곡물 건조기 180 ° C 160의 높은 온도에서 작동하는 회전 건조기를 교체하는 것입니다. 벨트 또는 곡물 건조기 회전 건조기 교체의 또 다른 장점은 : 1) 효율성, 2) 화재 위험 감소, 3) 높은 품질의 열을 필요로하지 않는다 4) 휘발성 유기 화합물을 감소 (VOC) 배출, 5) 감소 미립자 배출, 6) 높은 점토 또는 스티커 바이오 매스 (27)를 응집하지 않습니다. 종래의 펠렛의 에너지 집약적 스팀 개질 공정과, 일반적으로 수분을 추가하고, 바이오 매스의 일부 구성 요소를 활성화하는 데 짧은 예열 단계로 대체된다. 본 공정은 원료의 수분 함량을 줄일뿐만 아니라, 리그닌 같은 매스 요소를 활성화 돕는다. 펠릿 형으로 개발 된 마찰열은 약 5-8% (WB) 21,28 의해 원료의 수분 함량을 줄일 수 있습니다. 높은 m에서oisture 펠렛 프로세스는 펠릿 밀 바이오 매스를 압축뿐만 아니라, 압축 및 압출 성형시의 함수량을 감소 시키는데 도움이 아닙니다. 많은 연구자가 하나의 실험실을 사용하여 수분 콘텐츠의 넓은 범위 (7~45%, WB)에서 원료 및 화학적 전처리 된 바이오 매스 펠렛에 대한 실험을 수행 한 파일럿 규모 링 다이 및 상업 연속 펠렛 시스템 10,25,29-40, (도시 고형 폐기물 및 암모니아 섬유 폭발의 페이스 D. 2015 년 펠리 (AFEX)는 파일럿 규모 링 다이 펠릿 공장에 옥수수 여물을 전처리. 바이오 연료 부서, 수석 엔지니어, 바이오 매스 국립 사용자 시설, 아이다 호 국립 연구소 (게시되지 않은 데이터)) . 다른 바람직한 수준으로 바이오 매스 이들 연구자 조정 원료의 수분 함량은 펠릿의 품질 특성에 대한 수분 함량의 효과를 이해할 수있다.
펠렛의 품질 특성, 벌크 밀도 및 내구성, 미국에 따라 규범 사양입니다기반 펠릿 연료 협회 (PFI). 그러나 표준화기구 (CEN) 내구성을 위해 유럽위원회에 따르면 규범 및 벌크 밀도는 정보 사양 (41)이다. > 97.5 % 내구성 값으로 펠릿을 최고 등급으로 펠릿으로 지정되는 반면 내구성 값> 96.5 % 및 벌크 밀도> 640kg / m 3 펠릿은, PFI 표준을 기반으로 슈퍼 프리미엄 펠릿로 지정되어 있습니다. 모두 CEN 및 PFI 표준은 서로 다른 직경 펠릿을 사용하는 것이 좋습니다. CEN은 6-25mm 및 이하의 4 배의 직경 (41)과 동일한 펠릿 길이 범위의 직경을 권장 반면 예를 들어, PFI는 6.35-7.25 mm의 범위의 직경을 권장합니다. 작은 직경의 펠릿 (6 mm)를가 높은 포장 밀도 (28)이 고려 장거리 수송을 위해 바람직하다. 종래의 펠렛 화 공정의 경우, 이러한 농도 규격 D 맞는 낮은 수분 함량에서의 바이오 매스 펠렛 권장펠릿 장거리 41 수송 esirable. CEN 및 PFI 모두 추가 펠릿 등급 (41)이있다. Tumuluru 28 Tumuluru와 코너 (40)는 아이다 호 국립 연구소의 도움에서 개발 높은 수분 펠렛 프로세스가 다른 운송 및 물류 시나리오에 적합하게 다른 품질 특성 (부피 밀도 및 내구성) 및 특정 에너지 소비 옥수수 여물 및 목재 펠릿을 생산하는 것으로 나타났다.
바이오 매스의 펠렛 연구의 대부분은 하나의 펠렛 화 시스템을 사용하여 수행 하였다. 실험실 규모의 연속적인 시스템을 사용하는 바이오 매스의 데이터를 펠렛 화하는 것은 제한된다. 연속적인 펠렛 화 시스템에 관한 연구는 지름 비 다이의 회전 속도, 길이와 같은 펠렛 공정 변수의 영향을 이해하고 품질 속성 및 비 에너지 소비 직경 다이 유용 할 것이다. 연속 시스템의 펠렛 데이터는 상기 SC에 사용될 수있다조종사에게 공정 및 상업적 규모의 시스템을 에일. 일반적으로, 플랫 다이 펠릿 밀 실험실 4 우디 초본 매스에 펠렛 화 과정을 수행에 사용된다. 실험실 규모의 평면 다이, 파일럿 및 상업적 규모 링 다이 펠릿 공장의 작동 원리는 비슷합니다. 이러한 펠릿 밀 모두 두 개 또는 세 개의 롤러 천공 경강 다이있다. 상기 다이의 회전에 의해, 롤러는 공급 원료에 힘을 치밀화 및 펠릿 (4)을 형성하기 위해 상기 다이의 구멍을 통해 강제.
어떤 바인더를 첨가하지 28~38% (WB)의 공급 원료의 수분 함량에 옥수수 여물의 높은 수분 펠렛에 우리의 이전 연구는 높은 원료의 수분 함량 21,28에서 낮은 내구성 값의 결과. 이 처리 중에 펠렛 (펠렛 품질 손실)의 붕괴를 방지하는 데 도움으로 냉각 및 건조 후에 고수 펠릿의 내구성을 개선하는 것은, STO 중요분노와 교통. 펠릿의 붕괴는 일반적으로 펠릿 생산에 대한 벌금 생성 및 수익의 손실을 초래한다. 결합제는 전형적으로 펠릿의 품질, 특히 내구성을 향상하고, 비 에너지 소비를 줄이기 위해 펠렛 화 공정에서 사용된다. 펠렛 과정에서 일반적으로 사용되는 천연 바인더는 단백질과 4,28를 전분. 단백질의 열, 습도 및 압력의 존재 하에서 변성을 겪는 반면, 전분, 젤라틴을 겪는다. 이들 반응은 모두 낮은 에너지 소비와 더 잘 결합 내구성 펠릿을 초래한다. 본 연구의 전반적인 목적은 이하에서 (냉각 후) 녹색의 내구성면에서 우수 펠릿 (건조 후) 경화 된 내구성을 제조 개발 및 결합제의 첨가 옥수수 여물을 사용하여 높은 수분 펠렛 공정을 설명했다 비 에너지 소비. 연구의 구체적인 목적은 1) 옥수수 세인트 높은 수분 펠렛을 실시했다위에 다른 원료의 수분 함량 (33, 36, 및 39 %, WB) 녹말 결합제 함량 (0, 2, 4 %)에서, 2) 물성 (펠렛 수분량, 펠릿 직경 팽창비 평가, 부피 밀도 내구성 (녹색 및 경화 내구성), 및 3)이 펠렛 화 과정의 비 에너지 소비를 평가한다.
낮은 비 에너지 소비로 원하는 내구성 펠릿을 생산하는 고수 펠렛 화 방법에서의 핵심 단계는 1) 원하는 수분 수준으로 높은 수분 옥수수 여물 (33~39%, WB)를 건조, 2) 비율 바인더 이외에 3) 펠렛 공장에 균일하게 높은 수분 바이오 매스를 공급. 원료 수분 %의 결합제는 (건조 냉각 전후 밀도와 펠릿의 내구성) 펠릿의 특성에 영향을 처리 변수와 펠렛 화 처리의 비 에너지 소비이다. 이 펠렛 화 과정에 사용되기 전에 원료의 수분 함량을 테스트 할 것을 권장한다. 균일 펠릿 밀에 33, 36 및 39 % (WB)에서 높은 수분 옥수수 대를 공급하는 품질 및 에너지 소비에 영향을 미친다. 가변 주파수 드라이브와 펠렛 밀 공급 장치를 수정 펠렛 밀에 균일 바이오 매스를 공급하는 것이 필수적이었다.
로부터 결과본 연구는 고수 옥수수 여물에 바인더를 추가하여 소폭 펠렛 벌크 밀도를 감소했다는 것을 지시하지만, 상당히 향상된 내구성을 보여. 바인더 계 전분 추가 압축 및 압출 후의 펠릿의 수분 함량이 증가하지만, 증가 공부 거의 모든 경우에 통계적으로 유의 한 것으로 밝혀졌다 없다. 더 높은 (7-8%, WB)는 바인더 선수 반면 펠렛 중에 수분의 손실은 약 3 내지 4 %의 결합제를 추가로 4 %였다. 1) 일반적으로 사용되는 옥수수 여물에 결합제의 첨가는 상기 다이의 물질의 체류 시간을 단축하고 2) 이에 의해 압축 중에 낮은 수분 손실로 이어질 수있는 금형의 온도를 감소시켜 다이의 마찰 저항을 감소 펠릿의 압출 죽을.
이 펠릿을 다이로부터 압출하고 (도 4)을 건조한 후, 펠릿 직경의 증가가 있었다. 이러한 증가는 컸다높은 원료의 수분 함량 및 전분 바인더 첨가 ER. 펠릿의 벌크 밀도와 결합제없이 33 % (WB) 원료의 수분 함량 510-530kg / m 3의 범위에 있었다. 이전 연구는 주로 펠릿의 확장에 약 38 % (WB) 낮은 벌크 밀도 결과, 높은 원료의 수분 함유량 21,28 다이들이 출구를 통해 같이 지적하고있다. 높은 수분 바이오 매스 물질이 압력 하에서 다이를 통해 압출 될 때 수분 플래시 오프 12,21가 발생하는 일반적인 현상이다. 수분 플래시 오프는 축 방향 및 직경 방향 모두에서 펠렛의 확장 방법을 제공합니다. 일반적으로, 직경 확장 축 확장에 비해 더 유명하다. 펠렛 다이를 통해 압출, 압축 후의 미생물의 팽창 동작에 대한 또 다른 이유는 매스 섬유는 수분의 존재 하에서 이완 것이 될 수있다. Ndiema 등. (45)마니 외. (18)는 압축 된 바이오 매스의 이완 다이 결과에 가해진 압력의 방출을 나타내었다. 완화 특성은 입자 크기, 공급 원료의 수분 함량 및인가 된 압력과 같은 많은 요인에 의존한다. 또한, 본 연구에서 우리는 관찰이 때문에 가까운 입자를 유지하고 덜 개방 구조를 제조 수도 적은 입자 간 액상 교량 수 건조 후의 벌크 밀도 증가. Oginni 45 지상 Loblolly 소나무의 벌크 밀도가 증가 된 수분 함량이 감소하는 것이 관찰 하였다.
펠릿의 내구성 펠릿의 강도를 이해를 측정 하였다. 일반적으로, 펠렛 전단 및 저장, 운송시의 저항에 영향을 될 수 있으며, 처리 과정 4,46. Kaliyan와 모리 (47)은 생산 (녹색 강도) 직후 생성 된 펠릿의 내구성 뒤 다른 것을 제안생산 (경화 강도) 후 몇 일 동안 저장되는 펠릿의 rability. 낮은 내구성 값 펠렛 휴식 및 오프 가스 처리 펠릿 제조 업체에 대한 매출 손실이 발생할 수 있으며, 자연 발화 등의 저장 문제의 위험을 증가시킨다. 표준화를위한 유럽위원회 (CEN)과 미국 펠릿 연료 협회 (PFI)에 따르면, 내구성의 권장 값은 높은 품질과 프리미엄 등급의 펠렛 31> 96.5 %이다. 건조 후의 83-85%의 범위에서 내구성이 값을 가지고 바인더로 이루어지는 펠릿에 비해 39 %의 수분 함량에서 전분 바인더 펠렛 때 본 연구에서는 내구성이 값은 약 94-95% 증가. 33 %에서 생성 된 펠릿 (WB) 원료 수분 내구성 값> 96.5 %이며 국제 표준을 충족시킨다.
사이 1) 무 다리 형성 : 수분을 포함, 바이오 매스 펠렛 동안 다른 기능을 가지고있다바이오 매스 입자 의한 반 데르 발스 힘, 2)와 같은 조직 특성에 강한 영향을 젤라틴과 변성 등에 기초하여 반응을 상기 매스 단백질, 전분 및 리그닌 본 같은 천연 바인더를 활성화, 3) 전분과 단백질을 촉진 경도 4-12. (4) 목질 바이오 매스의 경우, 주 결합제 리그닌 (: 27-33%, 초본 매스 12~16% 목질 바이오 매스)이다. 옥수수 여물의 리그닌 함량을 문헌 소스 및 원료 데이터베이스 (48)를 포함하여 구성 데이터의 평가에 기초하여 약 16 %의 평균을 결정 하였다. 높은 수분 함량으로 더 높은 이동도를 갖고, 접착제의 역할을 강하게 결합 될 리그닌 분자; 그러나, 매우 높은 수준의 수분은 더 적은 결합에 기인하는 윤활유처럼 작용한다. 본 연구에서, 약 39 %의 매우 높은 수분 함량 (WB)보다 수분 윤활유처럼 행동 수도 낮은 내구성 A를 초래펠릿 제조 공정에 더 많은 미세 ND 생성. 높은 내구성 값이 금형 온도 및 공급 원료의 수분 함량의 존재하에 전분의 젤라틴 화에 의해 야기 될 수있다 (36) 및 39 % (WB)의 더 높은 원료의 수분 함량, 결합제의 첨가에 의해 관찰되었다. 이러한 호화 반응은 다른 미생물 성분과 전분, 가교의 형성을 초래할 수있다.
펠렛 화 공정 중에 생성 된 미립자 퍼센트 펠릿을 형성하는 방법을 잘 매스에 대한 좋은 지표이다. 펠렛 생산 업체에 제품 및 수익 손실의 펠렛의 처리 결과 중 미세 입자의 생성. 펠렛 프로세스 동안 과도한 벌금 세대는 품질에 미치는 영향은 밀도와 내구성 등의 특성 수 있습니다. 펠릿 제조 공정 중에 미립자 생성은 미생물 조성물 (예, 전분, 단백질, 리그닌, 왁스) 펠릿 밀 공정 변수에 의해 영향을 받는다 <EM> 즉, 직경 비 (L / D 비)로 길이)의 회전 속도, 증기 상태 예열) 및 원료의 변수 (즉, 원료의 수분 함량, 입자 크기 다이 공급 속도 4. 본 결과는 결합제의 첨가뿐만 아니라 생성 된 미립자의 비율을 감소시키는 것으로 나타낼뿐만 아니라, 비 에너지 소비를 감소시키면서 물성을 개선하는 데 도움이. 생성 낮은 %의 벌금은 바이오 매스가 더 큰 pelletability을 가지고 있음을 나타냅니다.
상품 형 제품으로 바이오 매스를 확인하기에 적합한 고밀도 시스템들은 리뷰 Tumuluru 외. (4) 바인더를 추가하는 비 에너지 소비를 줄이는 결과 압출 에너지를 감소 시키는데 도움 것으로 나타났다. 일반적으로, 직경 길이 (L / D)의 비율은 상기 다이의 물질의 체류 시간을 조절하여, 바이오 매스의 결합을 돕는다. 또한, L / D 비율은 압출 에너지와 정시를 제어FIC 에너지 소모. 높은 L / D 비율은 펠릿의 물리적 특성을 향상 체류 시간을 증가 시키지만, 압출에 필요한 에너지를 증가시킨다. 바이오 매스에 바인더를 첨가하여 낮은 L / D 비율의 바이오 결합 도와 압출 에너지를 줄일 수있다. 본 연구에서는 직경 일정한 길이 (L / d를) (2.6)의 비율이 선정되었다. 앞으로의 연구는 L / D의 펠릿 다이의 비율 펠렛 품질 특성에 원료의 수분 함량과의 상호 작용의 효과를 겨냥한 이해된다.
바이오 매스 국립 사용자 시설에서 얻은 바이오 매스 전처리 (분쇄, 건조 펠렛) (https://www.inl.gov/bfnuf/) INL에 위치하며 테크노 경제적 분석을 관련의 실험 데이터가 표시가 30에서 바이오 매스 건조 (WB) 10 % 많은 양의 에너지 (미발표 데이타)를 소비한다. INL에서 개발 고수 펠렛 화 공정은 종래에 비해 펠릿 펠릿 제조 비용을 줄일 수제조 방법 (24). 본 연구는 높은 수분 펠렛 공정 전분 계 바인더를 첨가하여 36 및 39 % (WB)의 원료의 수분 함량에서 냉각 후> 96 % 펠렛의 내구성을 향상시킬 것을 지시하고, 또한 비 에너지 절감 20-40 %만큼 펠렛 공정 소비. 들이 컨베이어에 의해 효율적으로 처리 될 수있는 더 높은 원료의 수분으로 이루어지는 펠릿의 내구성 큰 값이 중요하다. 일반적으로 낮은 내구성 펠릿을 처리하고 펠릿 생산을위한 수익 손실을 초래 저장시 벌금에 무너질. 또한, 상기 공정에서 생성 된 미세 자발 연소 28,41 오프 가스 배출 등 안전 사고가 발생할 수있다. 바인더의 비용을 능가 바인더를 사용하여 약 20-40% 비 에너지 절감. 또한, 본 연구에 기초하여, 우리는 식품 가공 산업에서 부산물의 일부는 매스 펠렛에 사용될 수 있다는 결론을 내릴 수있다바이오 에너지 응용 프로그램. 현재, 높은 수분 펠렛 공정은 실험실 규모 플랫 다이 펠릿 밀을 사용하여 입증되었다. 실험실 규모의 펠릿 공장 여기에 설명 된 프로토콜은 스케일 업 모델을 개발하기위한 파일럿 규모의 상업 규모의 펠릿 공장에서 프로세스를 테스트하기위한 기초가 될 것입니다.
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |