Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к способам получения плит. Из соломы влажностью до 18% формируют ковер с отклонением плотности не более 8%. Затем производят горячее прессование при температуре 100-180 o С (в зависимости от сорта зерновых культур) и удельном давлении 1600 кН/м 2 продолжительностью 10-15 мин с последующей выдержкой без нагрева в течение 10 мин. Солома не измельчается. Изобретение повышает прочность прессованной плиты, снижает энергоемкость процесса прессования. Способ позволяет получить плиты с хорошими звуко- и теплоизоляционными характеристиками. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к строительным и утеплительным материалам, а именно к изготовлению прессованных плит из соломы зерновых культур без внесения извне связующих добавок, что позволяет рационально использовать отходы зернового производства, а сам способ обеспечивает экологическую чистоту техпроцесса изготовления плит. Известен способ изготовления плит из стеблей однолетних растений, включающий формирование ковра с последующим прессованием. Связующее - 50%-ная древесно-полиэтиленовая порошковая смесь. Растения составляют 40-70%, смесь - 30-60%. Производится послойная укладка растений с последующей засыпкой связующей смесью. Давление прессования 10-15 кгс/см 2 , температура нагрева 130-180 o С, выдержка 0,9-1,6 мин/мм (А. С. СССР 1825734, кл. В 27 N 3/02, 13.11.89). Известен способ изготовления строительных плит из одревесневшего сырья путем измельчения, сушки сырья, формирования ковра, холодной подпрессовки, горячего прессования и кондиционирования. Связующих веществ не применяется (А.С. СССР 352795, кл. В 27 N 3/04, 1972). Известен способ изготовления строительных и утеплительных плит из соломы. Тюки чистой, сухой, светлой соломы подаются в машину под действием силы тяжести через загрузочные люки. После измельчения солому набивают в туннели шириной около 1,2 м и высотой 5 см и спрессовывают под давлением около 1400 кН/м 2 при температуре от 150 до 250 o С. Никаких связующих веществ не применяют. На плиту наклеивают бумажную облицовку, после чего плите дают остыть и разрезают ее на куски нужной длины (Стейнифорт А.Р. Солома злаковых культур. - М. 1983). Этот способ был взят за прототип. Недостатком способа является то, что на измельчение соломы требуется большое количество энергии, а сама плита из измельченной соломы имеет низкую механическую прочность, из-за чего ее приходится оклеивать бумагой. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на процесс производства плит и повышение их прочности. Это достигается тем, что солома не измельчается, изменяются время, температура и усилие прессования. Плиты изготавливают следующим образом. Солому влажностью до 18% подают в пресс. Формируют ковер с отклонением по плотности не более 8%. Затем производят прессование с усилием 1600 кН/м 2 при температуре 100-180 o С (в зависимости от сорта зерновой культуры) и выдерживают 10-15 мин. После этого нагрев отключают и выдерживают 10 мин без нагрева. Затем плиту извлекают из пресса. Оклеивание плит не производится. На чертеже представлена схема расположения плиты в прессе. Солома 3 располагается между нагревательными плитами 2. С торцов ее перемещению препятствуют ограничители 1. Нагревательные плиты имеют полость 4 для подвода теплоносителя или установки электрических тенов. Изготовление плит следующее. Солому транспортером подают в матрицу, расположенную в рабочем пространстве гидравлического стотонного пресса типа П 474 А. Дном матрицы является нижняя нагревательная плита. Верхняя нагревательная плита, перемещаясь вниз, производит сжатие сформированного ковра. Размер нагревательных плит 5001000 мм. Мощность по 6 кВт каждая. Усилие прессования 80 тонн (1600 кН/м 2). Затем включают нагревательные плиты. После нагрева до 100-180 o С соломенную плиту выдерживают 10-15 мин. Затем нагреватели отключают и выдерживают плиту еще 10 мин. В результате получается строительная или утеплительная плита со следующими физико-механическими свойствами: Габариты, мм - 500100050 Плотность, кг/м 3 - 520 Коэффициент теплопроводности, Вт/мК - 0,71-0,74 Предел прочности, Па - 25,5-38,2 Одним из главных достоинств способа является то, что в качестве сырья используeтся незерновая часть растений, которая раньше, в большей своей части, нерационально утилизировалась. Для определения качества получаемых плит, созданных по вышеописанному способу, заявители провели испытания плит. При этом определялись наиболее оптимальные границы реализации способа в зависимости от температуры и времени горячего прессования (см. таблицу).
Формула изобретения
Способ изготовления строительных и утеплительных плит из соломы путем горячего прессования, отличающийся тем, что горячее прессование неизмельченной соломы производят при температуре 100-180С и удельном давлении 1600 кН/м 2 продолжительностью 10-15 мин с последующей выдержкой без нагрева в течение 10 мин.
Рис. 1. Вид линии по гранулированию соломы (с. Заветное, Ростовская область)/strong>
Рисунки смотрите в
Рис. 1. Вид линии по гранулированию соломы
(с. Заветное, Ростовская облясть)
Сохраняющиеся высокие цены на традиционные энергоносители и ужесточающиеся требования к охране окружающей среды обуславливают высокий интерес производителей и потребителей тепловой и электрической энергии, научных организаций к использованию в качестве топлива нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе биомассы. Вступление в силу ряда постановлений Правительства России, определяющих порядок реализации квот на выбросы двуокиси углерода при проведении организационно-технических мероприятий по замене угля и мазута биомассой, обеспечивает финансовый источник для проведения таких мероприятий, что также способствует интенсификации научных исследований и опытно-конструкторских работ по созданию современных котельных установок, работающих на биомассе.
Обычно при упоминании биомассы прежде всего обращается внимание на использование древесной биомассы в качестве топлива, поскольку древесная биомасса − самый древний источник энергии. Однако в исходном состоянии древесная биомасса характеризуется высокой влажностью и относительно низкой теплотой сгорания, и для использования в качестве топлива в котельных установках относительно высокой (более 100 кВт) мощности она должна быть переработана в щепу, а лучше в гранулы (пеллеты). Это позволит относительно просто механизировать и автоматизировать котельные установки, сократить затраты на транспортировку и хранение этого топлива. Из-за высокой влажности древесной биомассы переработка ее в пеллеты является дорогостоящим мероприятием, до 70% затрат на производство таких пеллет приходится на сушку биомассы.
Другой вид биомассы − отходы растениеводства (солома, лузга подсолнечника, риса, проса и т. п.), которые имеют невысокую исходную влажность. В отличие от древесной, эта биомасса, как правило, так и остается отходами, для утилизации которых в любом случае требуются относительно большие затраты. В среднем в 2001−2008 годах в России собирали 38 млн т соломы озимых культур ежегодно. Такую солому используют в животноводстве в тех странах, где оно высоко развито, например в Дании − 36,5% всей собираемой. В РФ около 24 млн т соломы может быть использовано в качестве топлива. Кроме соломы, как топливо можно использовать 1,5−2,0 млн т лузги подсолнечника, 200−300 тыс. т лузги проса, примерно столько же лузги гречихи и других отходов. За исключением лузги подсолнечника использование отходов растениеводства в качестве топлива сопряжено с рядом трудностей, обусловленных их химическим составом.
Таблица 1. Элементарный состав
сухой соломы и древесины
Солома по элементарному составу (табл. 1) и теплоте сгорания (табл. 2) не слишком отличается от древесины, хотя теплота сгорания соломы все же ниже, чем аналогичный параметр сухой древесины. Вместе с тем, с учетом обычной влажности (ниже 20%) солома превосходит по теплоте сгорания древесную щепу, которая в настоящее время начинает широко использоваться в северо-западных и восточных регионах России и давно используется в странах Северной Европы.
В соломе содержатся следующие элементы (% по массе): азот − 0,45−1,13, калий − 0,5−1,7, хлор − 0,11−0,77. Азот увеличивает эмиссию NO 2 . Содержание серы в соломе различных культур колеблется от 0,10 до 0,77% по массе. Наименьшее содержание серы наблюдается в соломе озимой ржи (~0,16% по массе) и озимой пшеницы (~0,18% по массе), наибольшее − в соломе рапса (~0,56% по массе). В целом содержание серы в соломе можно считать низким
Таблица 2. Зольность и теплота сгорания соломы различных
зерновых культур
Температура начала деформации золы у сухой соломы − 735−840°C, а у древесины − 1150−1405°C. Зола соломы размягчается при 1035−1150°С, а плавится при 1175−1330°C, а зола древесины размягчается при температуре 1180−1525°C, а плавится при 1225−1650°C.
Самой большой проблемой при сжигании соломы озимой пшеницы, красной канарской травы, зерноотходов, в том числе и в виде гранул, является низкая температура плавления золы, обуславливающая образование золошлаковых агломератов, препятствующих горению и нормальной работе котлов, предназначенных для сжигания древесных гранул.
При сжигании гранул, произведенных из отходов растениеводства, в кипящем слое инертного материала также образуются шлаковые агломераты. Причем установлено: чем выше вероятность образования в кипящем слое таких агломератов, тем выше вероятность образования отложений золы на конвективных поверхностях нагрева котлов и коррозии поверхностей нагрева под этими отложениями.
Рис. 2. Вид котельной установки с котлом для
сжигания гранул, изготовленных из отходов
растениеводства
При относительно небольшой мощности котла (400 кВт) и, казалось бы, невысокой зольности топлива (зерноотходы и солома) весь объем топки практически заполнен очаговым остатком (невыгоревшим фиксированным углеродом). Это обуславливает падение КПД котлов до 70%, тогда как при сжигании древесных отходов очагового остатка практически нет и КПД котла типа Ökotherm, работающего на этом топливе, достигает 90−92% .
Проблемы при сжигании отходов растениеводства возникают вне зависимости от их вида: натурального (лузга, зерноотходы), сечки или тюков (солома) или гранул. Но в некоторых случаях, например при сжигании в топках теплогенераторов сушильных установок, большая мощность теплогенерирующего оборудования предопределяет использование этих отходов только в виде гранул. Между прочим, по оценкам Тамбовского государственного технического университета всего лишь 2,5 млн т соломенных гранул способны заменить все жидкое топливо, которое ныне используется в нашей стране для сушки зерна и зернопродуктов.
Однако при гранулировании соломы возникают большие проблемы, которые обуславливают чрезвычайно малый объем производства соломенных гранул во всем мире, а не только в России и странах СНГ. В отсутствии же производства гранул нет смысла решать проблемы, связанные с их сжиганием. Несколько лет назад специалистами ТГТУ была поставлена цель доказать потенциальным производителям и потребителям гранул из той же соломы, что производить такие гранулы выгодно и технически возможно.
В 2007 году администрация Ростовской области поддержала предложение ТГТУ о строительстве пилотной линии по производству гранул из соломы в одном из районов области, где в обозримом будущем не планировалась газификация. К таким регионам относятся восточные районы Ростовской области, граничащие с Республикой Калмыкия и Волгоградской областью. Сельское хозяйство там представлено овцеводством и выращиванием зерновых культур. В одном только Заветинском районе Ростовской области, по данным районного управления сельского хозяйства, под озимыми в 2006 году было занято 34 568 га (в коллективных хозяйствах 21 571 га). Причем в последние семь лет отмечается тенденция увеличения в районе площади, занятой озимыми. Урожайность озимых в районе невысокая (из-за плохих климатических условий), но в последние годы выросла более чем в полтора раза. Валовый сбор соломы озимых в 2006 году составил 56 тыс. т, а в 2000−2006 годах − в среднем 46,7 тыс. т в год. В коллективных хозяйствах валовый сбор озимой соломы в 2006 году составил 36 тыс. т, а в среднем за семь лет − 31,1 тыс. т в год. На 6−8 тыс. га озимые убираются с измельчением для поддержания плодородия почвы. Для нужд животноводства в районе используется 15−18 тыс. т соломы, в основном яровых культур. Валовый сбор соломы яровых составил в 2006 году 38 тыс. т. Таким образом, в 2006 году невостребованными оказались около 40 тыс. т соломы озимых. В среднем в 2000−2006 годах ежегодно оставались невостребованными и сжигались на полях около 28 тыс. т соломы озимых. В случае получения положительного результата при реализации проекта планировалось на первом этапе заменить 50?% угля, сжигаемого в муниципальных котельных района, а в дальнейшем увеличить производство соломенных гранул до 12 тыс. т в год, чтобы полностью заменить ими уголь как в муниципальной энергетике, так и в быту. При этом надо иметь в виду, что расчетная стоимость гранул из соломы составляет 1200−2500 руб./т (в зависимости от стоимости соломы, электроэнергии, рабочей силы и т. п.), а стоимость угля − 5500 руб./т (в ценах 2009 года). С учетом того что теплотворная способность угля, применяемого в Заветинском районе, не более чем на 30% выше теплотворной способности соломенных гранул, преимущества использования последних очевидны.
Из-за ограниченности финансовых ресурсов для производства соломенных гранул было выбрано относительно недорогое оборудование отечественного производства. Оно включало стандартный набор, состоящий из дробилки соломенной сечки типа ДКР-3, бункера-накопителя соломенной муки, гранулятора ОГМ-0,8 с дозатором и смесителем, транспортера готовых гранул, колонки охлаждения со столом рассева, нории для транспортирования гранул в бункер готовой продукции.
Планировалось, что солома будет заготавливаться в виде тюков диаметром 145 мм и длиной 140 мм и измельчаться в сечку с помощью измельчителя ИРК-145. Однако оказалось, что использовать указанный измельчитель невозможно, так как сечка получалась длиной до 200 мм, что затрудняло ее загрузку в дробилку и резко снижало производительность установки. В основном эти сложности обуславливались климатическими условиями, в которых выращиваются зерновые в Заветинском районе. С середины апреля до конца октября в районе устанавливается жаркая погода со средней температурой воздуха в летние месяцы (в период уборки) 35−45°С. В этот период стебель зерновых имеет длину 150−250 мм, влажность соломы падает до 4%. В таких условиях очень трудно получить плотные тюки соломы; насыпная плотность соломы в тюках − в среднем 88 кг/м 3 . При измельчении в ИРК-145 такой тюк расслаивается, более короткие стебли соломы проскакивают через ножи измельчителя практически нетронутыми.
Поэтому был применен измельчитель рулонов соломы принципиально новой конструкции, который позволяет не только измельчать солому в сечку длиной до 50 мм, но и тонко регулировать производительность для возможности совмещения его с дробилкой ДКР-3. Был разработан специальный переход между дробилкой и измельчителем, обеспечивающий перемещение материала во взвешенном состоянии. Таким образом, была решена проблема измельчения соломы при исходной влажности материала не выше 20%.
Сложности возникли также с гранулированием соломы. Из-за низкого содержания лигнина в соломе на первом этапе было трудно регулировать влажность соломенной муки для получения качественных гранул. От обработки соломы паром пришлось отказаться ввиду больших энергозатрат, а обработка соломенной муки водой давала низкий эффект. Решено было получать качественные гранулы за счет увеличения степени сжатия муки в матрице гранулятора. Была применена специальная матрица с двухступенчатой фильерой, гранулятор ОГМ-0,8 был заменен на гранулятор ОГМ-1,5, на главный привод которого был установлен электродвигатель мощностью 110 кВт. В результате были получены очень качественные гранулы с блестящей поверхностью. При влажности соломы 7−20% производительность линии достигала 600−700 кг/ч. При этом было отмечено, что хорошо гранулируется не только свежеубранная солома, но и солома урожая 2-3-летней давности, если в тюках нет гнилой соломы. Линия была введена в эксплуатацию осенью 2009 года.
Произведенные соломенные гранулы будут сжигаться в котлах конструкции ТГТУ, в которых реализуется технология сжигания гранул из соломы, лузги проса, риса и подобных отходов в кипящем слое, который формируют сами гранулы и твердые продукты их горения (частицы коксового остатка и золы). Образующаяся при таком горении гранул зола измельчается тяжелыми гранулами, постоянно поступающими в слой. Мелкие частицы золы уносятся из слоя из-за высоких скоростей газов в слое, которые нужны для поддержания во взвешенном состоянии тяжелых гранул. Это препятствует накоплению соединений калия − основной причине образования золошлаковых агломератов. Кроме того, даже если такие агломераты и образуются, они сразу же разрушаются постоянно движущимися тяжелыми гранулами.
КПД котлов мощностью 200, 300, 500 и 1000 кВт при сжигании гранул, произведенных из отходов растениеводства, − не ниже 85%.
Исследования, проведенные ТГТУ, показали, что при сжигании биогранул (в том числе изготовленных из отходов растениеводства) в кипящем слое, сформированном самими гранулами, частицами их коксового остатка и золой, температура в слое достигает 1000−1100?°С, что достаточно для воспламенения и устойчивого горения коксового остатка; движущиеся частицы постоянно разрушают образующиеся в слое золошлаковые агломераты, поэтому очаговый остаток имеет порошкообразную структуру. В результате при сжигании по предложенному способу гранул из соломы потери от механической неполноты сгорания составляют 7,94%, тогда как при сжигании в обычном гранульном котле Pelling-27 (Чехия) в плотном слое движущихся гранул − 36,44%, при сжигании гранул из лузги проса − 15,76% против 30,12%, гранул из лузги риса − 10,07% против 43,02%, гранул из лузги подсолнечника − 4,96% против 12,46%.
В марте 2010 года делегация в составе ведущих специалистов биоэнергетического центра ТГТУ и руководства фирмы EKO Holz und Pellets (ФРГ) по приглашению итальянской компании − производителя оборудования для гранулирования отходов АПК General Dies s.r.l. посетила в Италии ряд заводов, гранулирующих биомассу из отходов растениеводства, и в том числе самый крупный в южной Европе завод в провинции Лацио, состоящий из двух линий гранулирования производительностью 5 т гранул в час каждая.
Сергей ПЕРЕДЕРИЙ
Использованная литература
1. 1. Ronnbäck M., Johansson M., Claesson F. Combustion test in residential burners of pellets from new ash rich biomass // Proceeding on European Pellets Conferences. Wels, Austria, 2009.
2. Kiesewalter S., Rohricht C. Pelletierung von Stroh und Heu // In Proceeding on European Pellets Conferences. Wels, Austria, 2004. Р. 283−296.
Для многих районов страны, испытывающих недостаток древесины, особенно для районов освоения целинных и залежных земель с быстро развивающимся сельскохозяйственным производством, большое практическое значение имеет использование в строительстве различных видов растительного недревесного сырья.
К этим видам сырья относятся прежде всего отходы сельского хозяйства. Наиболее значительное место среди них занимает солома хлебных злаков. По имеющимся данным, излишки неликвидной соломы только по Казахстану определяются цифрой около 20 млн. тонн. Понятно, что по мере расширения посевных площадей и роста урожайности эти запасы будут увеличиваться.
Солома, как сырье для получения плитных материалов, представляет большой интерес, так как является очень ценным углеводно-целлюлозным комплексом.
Однако производство таких материалов до сих пор не налажено. Объясняется это, главным образом, отсутствием достаточно простых и эффективных способов варки соломы для получения волокнистой массы. Делались попытки применить методы, практикуемые в целлюлозно-бумажной промышленности, которые основаны на глубоком расщеплении целлюлозного комплекса. При этом варка осуществляется под давлением, при высоких температурах, с вводом щелочных реагентов и длится от 2 до 6 час.
Практического применения такие режимы найти не могут, так как в результате интенсивного теплового и химического воздействия происходит частичная декструкция целлюлозы и гемицеллюлоз, что значительно снижает выход волокнистой массы, затрудняет ее размол и отлив плит. Кроме того, варка под давлением требует большего расхода пара и сложного оборудования.
& последнее время в нашей стране и за рубежом стал известен более подходящий способ варки волокнистой массы при атмосферном давлении с предварительным водным или кислотным гидролизом.
Учитывая достоинства и недостатки различных способов переработки волокнистого сырья, Всесоюзный научно-исследовательский институт новых строительных материалов АСиА СССР взялся за разработку простой и экономичной технологии получения плитных материалов из соломы.
В качестве исходного сырья для опытных работ использовалась очищенная от колосьев пшеничная солома одного из подмосковных колхозов.
На основании анализа данных, имеющихся в технической литературе и произведенного нами исследования сырья (табл. 1), мы пришли к выводу, что для получения волокна нет надобности варить солому в жестких условиях. По сравнению с древесиной хвойных пород солома содержит меньше целлюлозы и лигнина, но больше гемицеллюлоз (пентозанов) и золы. Для получения высокого выхода волокнистой массы не выгодно подвергать разложению имеющиеся в соломе гемицеллюлозиг тем более, что сравнительно небольшое содержание лигнина позволяет применять мягкие условия варки.
Данные о содержании экстрагируемых веществ в горячей воде и в 1%-ном растворе NaOH при 100° показывают, что для варки соломы не требуется высоких температур. Растворение кремнезема (золы) требует большого количества воды или добавления щелочи. Мы решили осуществить варку соломы при атмосферном давлении, а в качестве варочного реагента применить воду (водный гидролиз) и минимальное содержание щелочи (от 1 до 0,2%)- Для лучшего растворения минеральных и экстрактивных веществ опыты производились при повышенном гидромодуле (8-10).
Размол на волокно разваренной соломы осуществлялся в молотковой дробилке, дающей волокно 13-16° ШР. Для получения качественного волокна концентрация массы при размоле должна быть не менее 4-5%.
Волокнистые плиты изготовлялись без применения каких-либо синтетических связующих. В качестве гидрофобной добавки служил парафин (в виде эмульсии), который осаждался на волокно глиноземом.
Плиты отливали, прессовали и сушили ~о технологии, принятой в производстве древесно-волокнистых плит.
Условия подготовки сырья и физико-механические свойства изготовленных плит приводятся Е табл. 2.
Результаты опытных работ дали основания для вывода о возможности водного гидролиза соломы при атмосферном давлении, температуре 1.У и повышенном гидромодуле (8-10).
Таким образом, применение водного гидролиза соломы в производстве волокнистых плит при атмосферном давлении позволяет обойтись без дорогостоящей аппаратуры, сокращает расход пара и исключает операцию отмывки волокнистой массы от щелочи. Это делает возможным строительство небольших цехов, использующих местные сырьевые ресурсы.
В настоящее время институтом Гипростройматериалы проектируется опытный цех по производству твердых и изоляционных соломоволокнистых плит в Целинном крае (г. Петропавловск) производительностью 1600 тыс. м2 плит в год. В основу проекта заложена вышеописанная технология с применением отечественного оборудования.
Для производства волокнистых плит из соломы рекомендуется технологическая схема, показанная на рисунке.
Тюки соломы загружаются в обогреваемый варочный аппарат. Его наполняют горячей, водой (70-80°) с таким расчетом, чтобы покрыть солому. Включается обогрев. Время нагрева и пропитки соломы -20-30 мин., варка при кипении - 60 мин.
Здравствуйте уважаемые читатели и подписчики Блога Андрея Ноака! Сегодня я расскажу вам как делаются пеллеты из соломы и какие отличия у них в производстве от древесных пеллет.
Как я писал в , количество сжигаемой соломы в одном небольшом сельскохозяйственном предприятии будоражит сознание не подготовленного человека. Затраты на сжигание соломы колоссальные, а еще и экология от сжигания — думаю в ближайшем времени у нас экологи и за такие предприятия возьмутся.
Я еще помню когда мы от сжигали по 20 камазов щепы на свалке, вся деревня была в «кумаре», сейчас такое уже экологи думаю не позволят и быстро наведут порядок. Если вы надеетесь что у вас село находится где то на окраине и вас не будет видно — то это зря.
Космические спутники сегодня фиксируют все точки в стране где повышенная температура и задымление, делается это для отслеживания . Поэтому недобросовестных сжигателей природного богатства быстро вычислят.
Сейчас нужно смотреть вперед на несколько шагов, чтобы предприятие держалось на плаву. Так вот тем кто занимается сельским хозяйством можно измельчать солому и делать пеллеты самим своими руками. А для этого достаточно купить или изготовить своими силами гранулятор.
Переработка соломы как ни странно гораздо проще и легче чем к примеру технология производства пеллет из дерева. Из оборудования тут отсутствует этап сушки, за счет этого сокращается штат работников, электрические и тепловые затраты на сушку.
Хоть грануляция соломы и проще, но вот хранение ее обязательно должно быть под навесом и с учетом малой плотности тюков, навесы должны иметь огромные площади. Древесина как мы знаем перед сушкой хранится в огромных кучах и не боится снега и дождя.
Кроме этого стоит отметить однородность сырья, нет темных и светлых пеллет, а соответственно вся технология становится еще проще.
Но вот наличие в соломе минеральных примесей иногда даже бывает выше чем наличие в древесине. Поэтому некоторые производители очищают траву от земли с помощью обычных центрифуг.
Как видно из видео, солому привозят в тюках или рулонах, затем соломорезкой измельчают и гранулируют. Сырая солома лежит отдельно и просыхает на солнышке, затем ее подмешивают к сухой и также гранулируют.
Производительность же оборудования гораздо выше, так как трава не столь жесткая как дерево. Поэтому и тут затраты на электричество гораздо ниже. Тут используются на прессах , производительность которых доходит до 15 тонн в час.
Итак подводя итог по оборудованию, перечисляем то что нужно для травяных гранул:
- Соломорезка с подачей рулонов и тюков;
- Бункер перед прессом;
- Гранулятор;
- Охладитель гранул;
- Сито и система подачи мелкого отсева в бункер перед прессом;
- Бункер накопитель готовых гранул после сита;
- Весы для биг бэгов;
- Дополнительно можно установить упаковку для расфасовки по пакетам от 3 до 50 кг.
Использование и применение
Как и древесные, соломенные пеллеты используются для подстила животным в качестве туалета, для отопления. Кроме этого при прессовании соломы из нее выделяются сахара, и она становится более съедобной для крупно рогатого скота. Поэтому некоторые сельхозпроизводители подмешивают ее в небольших процентах к сену, и эту массу гранулируют.
Характеристики пеллет из соломы
- Пеллеты из агропродуктов имеют темноватый оттенок;
- В такие пеллеты кроме соломы может входить лузга подсолнечника, торф,
- Их плотность колеблется от 1200 до 1500 кг/м3, насыпная плотность такая же как и у древесных гранул — 650 кг/м3;
- Теплота сгорания незначительно уступает древесным гранулам и колеблется от 14 до 16 МДж/кг, у древесных пеллет как мы помним теплота сгорания 17,5 МДж/кг.
Литература по производству гранул
Как я уже говорил, могу помочь с организацией своего производства, дать технологическую поддержку или подобрать и найти б/у оборудование совсем недорого. Зачастую типичное новое оборудование для пеллет не подходит под конкретное производство, под каждое нужно разрабатывать свое ТЗ, свои условия, о самых типичных ошибках производителей можно ознакомиться в моей книге, более подробно о ней в разделе «МОИ КНИГИ».
Трудно предположить, что в ближайшие годы в мебельной промышленности может произойти технологическая революция. Мы привыкли окружать свой быт природными материалами - пластик отпугивает потребителей своими "неживыми" свойствами. Материал, способный заменить дерево, химики еще не придумали.
Последний прорыв в мебельном производстве совершили немцы в начале второй мировой войны. Вынужденные экономить на ресурсах, они изобрели технологию производства плит из отходов деревообработки. По физическим свойствам эти плиты не сильно отличались от цельной древесины, зато по цене значительно выигрывали. После победы страны-освободители по достоинству оценили экономную и очень удобную технологию. Уже к 60-м годам ДСП стал самым популярным материалом мебельной промышленности.
В 2004 году только Европа произвела более 40 млн кубометров древесно-стружечных плит. Главные достоинства ДСП - низкая стоимость и сравнительная простота обработки. Плиты делают из прессованной крупной древесной стружки с добавлением в качестве связующего вещества термореактивной синтетической смолы. Полноценным сырьем для ДСП является любая малоценная древесина как хвойных, так и лиственных пород. Причем европейские производители выдерживают пропорции - 80-90% хвойных пород и 10-20% лиственных. Мировой рынок торговли древесными плитами будет сдерживаться только дефицитом исходного материала. В определенном смысле он уже имеется, цены на древесину постоянно растут. Растут и объемы вырубки лесов.
Спасибо бюрократии
В этот устоявшийся за 50 лет рыночный порядок собирается ворваться казахстанский разработчик с заявлением, что его технология сделает ряд существующих способов производства ДСП невостребованными. "Дельта Форм" - название нового материала, существующего пока только в образцах площадью в несколько квадратных сантиметров. Это высокопрочные плитки из соломы. По мнению автора Виталия Хена, его технология перекрывает ряд недостатков популярных ДСП, ДВП: невлагоустойчивость, необходимость дополнительной обработки поверхности, возможность использования только в закрытой среде. Кроме того, эти плиты могут содержать в своем составе вредный для человека фенол.
История "Дельта Форм" началась в середине 80-х годов в Ленинградской лесотехнической академии, когда профессор Геннадий Царев нашел уникальное связующее для наполнителя - абсолютно безвредное органическое вещество.
Как известно, советская ДСП отличалась плохим качеством во многом из-за несоблюдения технологий по приготовлению наполнителя. Стружечные станки советского производства давали разнородную по форме стружку, импортное же оборудование быстро изнашивалось из-за варварского отношения к технике. Исходный материал плохо склеивался и расслаивался при прессовке.
Придуманное Царевым связующее несколько уменьшало проблему некачественной склейки разнородной стружки. На этой стадии к технологии подключился Виталий Хен. Договорились, что научной стороной занимается Царев, а административные вопросы решает молодой специалист из Казахстана. Вклинить рацпредложение в народное хозяйство СССР требовало недюжинной энергичности. Советским заводам по производству ДСП новое связующее не нужно было в принципе. Боялись процедуры утверждения новых ГОСТов, смены технологических циклов. Разработчики решили продвигать технологии обходным маневром под лозунгом "Расходы в доходы!".
"Я начал заниматься этой технологией в 1989 году, - вспоминает Виталий Хен. - Тогда разрешили частное предпринимательство, в стране был острый дефицит стройматериалов. Мы посчитали, что рентабельность производства нашего ДСП составляла где-то 800% при рыночной цене. Нужно было найти поставщиков сырья". Ориентировались изобретатели на леспромхозы. У них, как правило, остается большой процент отходов: ветки, кора, щепа. "Я ездил договариваться в Вологодскую область. Директор хозяйства сказал, что у них нет отходов, при том что видны огромные гниющие отвалы древесины. А он объясняет, мол, мы должны работать по безотходной технологии, поэтому все оставшееся сжигаем. Если вы начнете производить что-то из этого мусора, то меня уволят или посадят, - говорит Хен. - Аналогичная ситуация была и в других хозяйствах. Больше всего мне запомнился разговор с директором целлюлозно-картонного завода в Кызылорде. В качестве сырья завод использовал российскую древесину, отвалы древесные сжигались, дым стоял по всему городу. Предложил закупать у них мусор, а директор отвечает, я вам, буржуям, не дам зарабатывать на народной крови, так и продолжал травить город дымом".
Виталию Хену пришлось искать другое сырье. В лаборатории экспериментировали с соломой, но результаты были плохие: она при горячем давлении часто сгорала. Ученик Царева предложил поменять связующее и несколько изменить технологии приготовления древесных плит - апробировали на рисовой шелухе - материал получился по многим физическим параметрам лучше, чем ДСП. С этого момента Хен начал самостоятельное продвижение "соломенной технологии". В СССР отходы сельского хозяйства фактически не утилизировали.
"В моей технологии необходима солома с высоким содержанием клейковины - это может быть рисовая шала, стебли злаковых, хлопок, в общем, основные сельскохозяйственные культуры Казахстана, - говорит ученый, - и биокатализатор, который превращает разнородную перемолотую массу из соломы в единый состав. После технологического процесса структура материала отличается от структуры ДСП или ДВП".
Соломенная бомба
Материал одобрил консилиум специалистов. Технологию принимали в Академии наук, где "Дельта Форм" причислили к прорывной технологии. Среди испытателей "соломенной плиты" был доктор технических наук Николай Буктуков. "Этот материал в три раза прочнее известных на сегодняшний день ДСП, экологически чистый. Делается из отходов (солома, шелуха), пожаробезопасен. Горит, если только держать его над пламенем. Легкий, с хорошей тепло- и звукоизоляцией. Кроме того, он примерно в 2-3 раза дешевле, чем аналоги из ДСП и ДВП", - перечисляет преимущества "Дельта Форм" г-н Буктуков.
В Белоруссии, России и Украине производят ДСП и ДВП с повышенным содержанием химически активных смол для обеспечения надежной склейки древесного наполнителя. Чистые способы производства древесных плит (без фенола) в среднем на 60% дороже. Причем производство высококачественных смол является одной из составляющих цены материала. В "Дельта Форм" цена связующего определяется лишь доставкой с поля малоценного с точки зрения сельского хозяйства мусора. Впрочем, и сам наполнитель номинальной цены не имеет. Теперь об экологии. Кроме "чистых" потребительских свойств основа материала представляет собой быстро возобновляемое сырье - 1 год для полного цикла восстановления, что не скажешь о классических плитах, у них так или иначе в ход идет древесина, на созревание которой необходимо тридцать и более лет, причем восстанавливается только часть из промышленно освоенного сырья.
Новые физические свойства фактически древесного материала разработчик получил, нарушив классическую технологическую цепочку производства ДСП и ДВП.
"Промывка, просушка - несложные процедуры, нет дрожжевания, клея, простая технология размежевания, нет пропарки. Все процессы как бы проходят в одном цикле - при горячем давлении в закрытом контуре. В процессе обработки солома как бы наполовину сгорает, получается сверхуплотненная полузольная структура, которая в результате не боится влаги. Материал не разбухает, так как все волокно фактически сгорает", - объясняет Николай Буктуков. Он считает, что "Дельта Форм" можно использовать и в качестве кровли, и в качестве стен.
"Если использовать эту технологию, то 1 кв. метр жилья европейского качества будет стоить не более 100-150 долларов. Причем строить можно как одноэтажные, так и многоэтажные здания. Стены можно делать из "Дельта Форм" - наружная и внутренняя плита, между ними прокладывать строительную вату, расстояние между плитами 5-7 сантиметров. Сама плита очень гладкая, почти как стекло, что не требует особых затрат на отделку внутренних стен. Дом получится прочный, теплый, экологически чистый",- говорит он.
Есть у нового материала и технологическое превосходство. То, что не может дать в принципе ни ДСП, ни ДВП - эластичность исходного сырья. "Сама консистенция до обработки ведет себя как пластмасса - абсолютно гибкая, что позволяет штамповать из нее сразу готовые изделия любой формы: двери, оконные рамы, стулья, посуду. Можно делать даже одноразовую посуду толщиной 2 миллиметра", - объясняет Виталий Хен.
Маркетинговый прикид
Мебельная промышленность Казахстана полностью привязана к импорту стройматериалов из древесины. ДСП и ДВП закупают в России и Польше. По данным статистических органов России, российские деревообрабатывающие компании экспортировали в Казахстан в 2004 году 31356 кубометров ДСП. Свои плиты производить, по мнению многих мебельщиков, нерентабельно - сырье все равно придется завозить. Лишь 4% территории республики занято лесами, и только 1,8 % - промышленно пригодными. Завозится до 70% необходимой древесины. Это ставит местных производителей в невыгодное по сравнению с российскими мебельщиками положение. Отечественным мебельщикам приходится работать с более дорогим материалом из-за транспортных расходов, прибавьте еще и таможенную пошлину в 15%.
"Дельта Форм", по мнению Виталия Хена, способен полностью заместить импортные древесные плиты - они дешевле. Сырьевой базы для массового производства предостаточно. В Казахстане ежегодно выращивают около 15 млн тонн пшеницы. Соотношение стебля к зерну равно 3,5 к 1. Только на пшенице можно получать около 50 млн тонн соломы. Из одного кубометра готового сырья технология Хена позволяет получать около 100 кв. м материала толщиной в 10 миллиметров. Только пшеничное сырье обладает производственным потенциалом в 5 млрд кв. м продукции.
"Не нужно строить большие заводы, достаточно запустить мини-цехи с несколькими линиями производительностью в 30-50 тыс. кв. м в год. Отдельно запустить линии по плитам, дверям, по напольному покрытию. Одна линия стоит примерно 200-250 тысяч долларов с учетом небольшой переделки: в моей технологии несколько иная система прессования. Хотя если производить свое оборудование, изначально оно будет стоить дешевле, технические решения по оборудованию есть", - делает вывод изобретатель.
Образцы своего материала Виталий Хен готовил на разном оборудовании: в лаборатории ленинградской академии, на заводских станках, а также в домашних условиях с помощью паяльной лампы и самодельного пресса. Технология отработана. Правда, в промышленных масштабах "Дельта Форм" выпускать еще не приходилось, но автор уверен, что его продукт рано или поздно станет самым популярным материалом мебельной промышленности.
