A FAPELLETÁLÁSRÓL BŐVEBBEN

 

A továbbiakban szeretnénk bemutatni egy olyan gyártási eljárást ami nem ismeretlen de nálunk igen kevés publicitást kapott, pedig jobban belegondolva „létünk” biztonsága érdekében egy meghatározó eljárás lehet.

 

Napjainkban egyre nagyobb szerepet kap az alternatív energiaforrások iránti igény és ez számos kutatás elindításához vezetett. Az alternatív energiaforrás keresésének kezdetén több irányba indult el a kutatás. Számos új energiaforrás kezd elterjedni ezeknek a kutatásoknak köszönhetően, pl. így kezdtek el terjedni a szélerőművek. Mint oly sok területen Magyarország ilyen területen is meglehetősen le van maradva. Magyarországon  elkezdték néhány szélerőmű építését, mivel természeti és domborzati viszonyok nem a legoptimálisabbak a nagy szélerőműtelepek elterjedéséhez így nagyon gondos és körültekintő helyválasztást miatt lassabb építési ütemre számíthat. Szemben az északi és nyugati országokkal, ahol megvan az igény és a természeti adottság. Mint lehetőség azonban nem elvetendő. Ennek köszönhetően, nálunk a szélerőművek telepítése iránti igény is egyre fokozottabban fog jelentkezni.

Új lehetőségként merült fel az alternatív energiaforrások között a biomassza és az ebből készíthető pellet iránt.

 

A biomasszából történő tüzelőanyag előállítására az első próbálkozások a fa brikettálására vonatkoztak. A fa brikettek égése során azonban olyan mérgező gázok keletkeztek melyek nem tették lehetővé azt, hogy széles körben elterjedjen. A mérgező gázok keletkezésének a fő oka a brikettek mérete volt. Melegítés közben ugyanis a brikett külső burkolata már nagyon felmelegedett ezzel szemben a belsejének hőmérséklete lényegesen alacsonyabb volt ezért nem tudott maradéktalanul elégni és az égés során még a környezetre ártalmas gázok is keletkeztek. Emiatt vált szükségessé a tüzelőanyag méretének csökkentése így került előtérbe a fapellet, kb. 2-3 cm hosszúságú és kb. 8mm átmérőjű pellet, melyeknek mérete már a megfelelő kazánban tökéletes égést tesz lehetővé . A fapellet alapanyaga természetesen fa melyeket bútorgyárakból, erdőgazdaságokból szereznek be. Magyarországon terjesztés előtt áll egy nagyszerű alternatív alapanyag. Így az energia erdők alternatívájaként jelentősen megnőhet a szerepe. Ennek köszönhetően megélénkült az érdeklődés a fapelletet előállító gépek megvásárlása és üzemek telepítése iránt. Itt kell eloszlatni egy tévhitet mely szerint fapelletet hagyományos takarmány présen is elő lehet állítani. Az igazság az, hogy ez nem lehetséges. Ez évek óta tartósan visszaveti a fapelletáló üzemek elterjedését, mert számos próbálkozás történt már fapelletkészítés  takarmány présen történő előállítására. A hagyományos takarmány prés és a fa pellet előállításához szükséges berendezések között alapvető különbségek vannak.

A későbbiekben bemutatásra kerül egy teljes fapellet előállítására alkalmas üzem elvi bemutatása. Mindezek előtt azonban legyünk tisztába azzal, hogy mit is jelent a fa pelletálása, és miért jó ez. A pelletálás során egy nagyon jól használható, raktározható, szállítható energiaforrást kapunk. Kezdetben a fa fajsúlya kb. 150 kg/m3 ezzel szemben a fapellet fajsúlya 650 kg/m3, ezáltal jelentősen egyszerűbbé válik a most már tüzelőanyag tárolása és szállítása. Valamint környezetvédelmi szempontból a szél nem fújja szét.

 

1kg fapellet fűtőértéke kb. 18 mJoule, ezzel szemben 1m3 földgáz fűtőértéke 34 mJoule, azaz kb. 2kg. fapellet fűtőértéke megegyezik 1 m3 földgáz fűtőértékével.

 

A megfelelő minőségű fapellet előállításához megfelelő berendezésekből felépített üzem szükséges. Egy megfelelően optimalizált és korszerű üzemben kb. 80 kW energia befektetéssel lehet 1 tonna kész fapelletet előállítani.

  

Fa pelletálás mint technológia.

Az üzem egyik sarkalatos pontja a pellet prés, mely nem azonos a takarmány előállítása során alkalmazott pellet préssel. Az eltérés az alább felsoroltakból adódik.

 

·          A motor és a meghajtó elem közötti erőátvitel szíjjal történik. Ez a megoldás lehetővé teszi a matrica sebességének optimalizálását a gyártási jellemzők függvényében.

·          A fa pelletálásához nagyméretű meghajtó egység szükséges. Erre főleg a csapágyak és a görgők miatt van szükség.

·          A főtengely csatlakozása kúpformájúra van kialakítva. Ez a kúp kialakítás  és a csavarok iránya jelentősen megkönnyíti a nehéz matrica cseréjét.

·          A pelletáló berendezés görgői a meghajtó egység mindkét végére fel vannak függesztve, ezért mindkét végét lehet irányítani.

·          A tengely hűtő csővel van ellátva. Ezeken az érzékelőknek a segítségével folyamatosa nyomon követhetőek a csapágyak hőmérsékletei.

·          A tengely hűtőcsővel van ellátva. Ezek segítségével működés közben is lehetőség van csapágyak hűtésére.

·          A pelletáló úgy van tervezve, hogy a görgők és a matrica cseréjét a lehető legjobban megkönnyítse. Ezért a pelletálón beépített emelőszerkezettel van ellátva, ezek segítségével a matrica v. görgőcsere könnyebben elvégezhető. Az emelő szerkezet a pellet présbe van integrálva.

 

A fa pellet előállítására alkalmas gyártási eljárás főbb jellemzői: 

A fapellet előállítása során a pellet prés belsejében olyan méretű energiák és hő szabadul fel, hogy működés közben hűteni kell berendezés belsejében lévő csapágyakat. Berendezés egyik eleme, az ún. matrica határozza meg a kész fapellet fizikai paramétereit, jelen esetben az átmérőjét. A legoptimálisabb átmérő 8 mm és a vágás során a hossza .

 

A fapellet előállításának főbb lépései a következők. Először is a rendelkezésre álló fahulladékot vagy egyéb alapanyagot kb. 10x10 mm-es darabokra kell törni. Ezeket általában szecskázóval vagy aprító géppel végzik. Az alapanyag fizikai méretén túlmenően nagyon fontos szerepet játszik az anyag nedvesség tartalma. Megfelelő minőségű fapellet előállításához az alapanyag nedvességtartalmát 10-12%-ra kell csökkenteni (szárítani). Ellenkező esetben nem javasolt pelletálás.

A nyersanyag összetétele és kora nagyban befolyásolja az anyag pelletálhatóságát, ezért a tárolási fázisban meg kell fontolni a tárolási kapacitásra vonatkozó igényeket. A tároló kialakítása során mind a nyersanyag mind a késztermék tárolásának megoldása nagyon fontos.

A megfelelő méretű és nedvesség tartalmú fa alapanyagot a pelletálás előtt finom porrá kell őrülni. Ezt általában kalapácsos darálóban végezzük.

Fontos hogy a nagy teljesítményű kalapácsos daráló a lehetőleg leghomogénebb anyagot állítson elő a darálás folyamán. A fa rostok a lehető legnagyobb felületűek legyenek. Ez a gőz későbbi felszívásának tekintetében nagyon fontos.

A finom port a pelletálás előtt be kell vezetni egy kondícionáló berendezésbe, ahol gőzt kell az alapanyaghoz adagolni, elősegítve ezáltal a pelletálást. Amennyiben nem megfelelő a pelletált anyag minősége, nem tapad össze eléggé, akkor a kondícionálóban lehetőség van különböző ún. ragasztó anyag hozzáadására. A ragasztóanyagok hozzáadására szigorú előírások vonatkoznak, ezek semmi esetre sem lehetnek környezetre ártalmas anyagok és a pelletált anyag 3%-nál nem lehet több( EU norma). A fa pelletálása gőz addíciós folyamat nélkül is lehetséges, de kizárólag a gőz hozzáadásával érjük el, hogy a faanyag plasztikusabb és lágyabb legyen. Erre a célra nagynyomású forró gőzt alkalmazunk. A pelletálás során a fa hőmérséklete még tovább hevül a matricában lévő súrlódás miatt. Ezt a hőmennyiséget a tárolás előtt feltétlenül el kell vonni. Ez a hűtés levegővel történik egy megfelelő ellenáramú hűtő alkalmazásával.  

   

Magyarázat a gyártási folyamatra vonatkozóan

 A száraz faanyagot a daráló szeparátorba (201) adagoljuk frekvenciavezérelt adagolócsigák segítségével. A szeparátorban levegő adunk hozzá, illetve eltávolítjuk belőle a különböző szennyeződéséket, pl. köveket, fémeket.

 

A kalapácsos daráló levegő beáramlásos módszerrel működik. A beáramló levegő segíti a faanyag akadálytalan áramlását. Ez a levegő gyakorlatilag szállító levegőként funkcionál. Ez segíti a faanyagnak a  szűrőbe (300) jutását, ahol a faanyag szétválasztása történik. A darálás nagyon finomnak kell lenni. Szita méret 5-6mm, a fűrészport is át kell engedni darálón. A kalapácsos daráló és a szállító berendezések részlegesen vákuum alatt vannak, ezáltal minimálisra csökken a fűrészpor kibocsátás.

 

A faanyag most már az előtartályban van. Az előtartályból frekvenciavezérelt adagolócsiga (401) viszi a kondicionálóba (403). A kondicionálóban történik a gőz hozzáadása. A gőztől a felmelegíti a faanyagot, majd a pelletpréshez (404) visszük.

 

A pelletprés (404) két nehéz görgő segítségével relatíve nagy nyomáson(nagy matrica átmérő és viszonylag kicsi a szélessége) henger alakúra préseli össze a beadagolt faanyagot. A pellet átmérőjét a matrica változtatásával lehet módosítani.

 

A pelletprés (404) és a hűtő (408) közötti szállítóberendezések erős korrodáló hatásnak vannak kitéve, a forró fa pellet miatt. Ezen okból kifolyólag ezeket a szállítóberendezések olyan anyagból készülnek ami jól viseli ezt a károsító hatást. A hűtő (408) gyártásánál is figyelembe vettük ezt a hatást.

 

A hűtő (408) a környezetből beáramló levegővel működik, ezért a pellet hőmérséklete általában a légköri hőmérsékletnél 5-10 fokkal melegebb. Sokkal nagyobb hűtő kell mint a normál pelletáláshoz. A pellet hűtőben való tartózkodási ideje és a pellet mérete nagyban meghatározza a hűtő méretét (408). A hűtőben lévő anyagból kivont vízzel hűtjük a matricát.

 

A hűtőből eltávolított lehűtött pellet egy szitán megy keresztül mielőtt a tárolási helyre kerülne. A szitán kiválasztódott nagyon finom anyagok rendszerint visszakerülnek az alapanyag tárolóba, majd újra felhasználásra kerülnek.

 

Egy üzem gyártási teljesítménye 3-4t/ó 8mm pelletre vonatkoztatva. Ennél nincs kisebb teljesítményű üzem. A teljesítmény növelésére pedig duplázni kell a pelletvonalat (7-8t/ó). Az üzem vezérlése működtetése teljesen automatikus PLC és számítógép vezérelt. Várható gépkopás 3EUR/tonna. 

 

Hollik és Társa Bt. - 4130 Derecske, Szegfű u. 8. - Tel: +36-54-411-882 / +36-30-299-1799 / +36-30-6264374 - Fax: +36-54-411-038 / www.hollik.hu - hollik@t-online.hu

SKIOLD - Andritz-Sprout - Automatizálás - Fapelletálás - Hálózati analizálás - Andritz-Sprout fapelletáló berendezések - SKIOLD DiscMill tárcsás darálók - SKIOLD takarmánykeverő berendezések + Elektromos kivitelezés - árokásás