За допомогою пересувних комплексів лозу можна переробляти на енергетичні гранули та брикети поруч із виноградниками, не витрачаючи зайві кошти на перевезення сировини.
Збирання та переробка обрізків виноградної лози на біопаливо — трудомісткий процес, що вимагає застосування відповідних засобів механізації. Першим етапом виробництва теплової енергії з лози є її збирання на виноградниках. Обрізки виноградної лози збирають за допомогою підбирачів-подрібнювачів та рулонних або пакових прес-підбирачів.
Лозу, зібрану в рулони або паки, після висихання можна використати для спалювання в котлах із циклічним завантаженням палива. Також її можна подрібнити на тріски та спалити в котлах з автоматичною подачею палива, або використати для виготовлення пелет (гранул) чи брикетів.
Виноградну лозу можна подрібнювати й під час її збирання. Для цього потрібен спеціальний агрегат — підбирач-подрібнювач. Отримана таким способом тріска лози використовується для спалювання в котлах із механічною подачею палива або для виробництва паливних гранул і брикетів.
Подрібнення виноградної лози, зібраної в рулони або паки, здійснюється за допомогою спеціальних подрібнювачів, які можуть виконувати технологічний процес як самостійні машини або бути складовою технологічних ліній. Залежно від моделей подрібнювачів завантаження рулонів здійснюється вручну або за допомогою мобільних і стаціонарних завантажувальних засобів (фото 1).
Італійська фірма Сaeb Іnternational виготовляє технологічну лінію ECS Line, яка складається зі стрічкового завантажувального транспортера, бункера, подрібнювача для невеликих, діаметром до 70 см, рулонів лози, шнекового вивантажувального транспортера січки (тріски) та ємності для подрібненого матеріалу. Виноградна лоза подрібнюється на січку завдовжки 20–50 мм. Привід робочих органів подрібнювача здійснюється від ВВП енергозасобу або електричних двигунів.
Для подрібнення великих тюків лози застосовують деревоподрібнювальні машини, які оснащено великооб’ємними бункерами. Такі машини виготовляють фірми Haybuster, Toro, Morbark, Precision та ін.
Бункерну подрібнювальну машину моделі HD-8 Tub Grinder (фото 2) виробництва фірми Haybuster використовують для подрібнення на тріску або січку деревних відходів у будівництві, муніципальному господарстві тощо. Машину також можна застосовувати для подрібнення великих і маленьких тюків деревних і трав’янистих енергетичних культур, виноградної лози та галуззя, отриманого під час обрізання виноградників і садів.
Модель HD-8 Tub Grinder оснащено бункером діаметром 8 м, подрібнювальним пристроєм (фото 2, б), механізмами обертання бункера та приводу робочих агрегатів й автономним силовим агрегатом — 4-циліндровим турбодизелем потужністю 110 к. с. Подрібнювальний пристрій складається з подрібнювальної камери, молоткового барабана та решета.
На ринку представлено аналогічні за конструкцією машини: ProGrind 900 (Toro), Morbark 1100 (Morbark), PG-900 — PG-5200 (Precision) й ін.
Січка (тріска) виноградної лози є хорошою сировиною для виробництва паливних брикетів і пелет, адже вона містить 20–30% лігніну, який являється основною природною з’єднувальною речовиною у їх виробництві.
Пелети виготовляються методом пресування з подрібненої деревини (тирси, тріски), сільськогосподарських відходів (соломи та лушпиння зернових культур, кукурудзи, виноградної лози тощо) та біомаси енергетичних культур. Вони чисті, мають приємний запах і приємні на дотик. Діаметр гранул близько 1 см, довжина —1–3 см. Гранули мають низьку вологість (менше за 10%) і високу теплотворну здатність. Після пресування збільшується кількість енергії в одиниці об’єму біопалива. Значним недоліком пелет є їх гігроскопічність.
Процес виготовлення гранул має кілька етапів: грубе подрібнення, сушіння, тонке подрібнення, змішування та кондиціювання, гранулювання, охолодження, фасування і пакування.
Пресування
Використовують сушарки двох типів — барабанного та стрічкового. За типом сушильного агента вони поділяються на сушарки на топкових газах, гарячому повітрі й водяній парі. За видом палива є сушарки газові, на деревних відходах й іншому біопаливі.
Перед пресуванням вологість подрібненої лози має становити 10 ± 2%. Сировина з більшою або меншою вологістю вимагає додаткового зволоження або додаткової сушки. Сировина з вологістю, що менша ніж 8%, погано пресується, для її зволоження зазвичай застосовують шнекові змішувачі, що мають можливість подачі води або пари. Преси деяких виробників через конструктивні особливості не вимагають додавання пари. Для стабільної роботи преса вхідна фракція сировини має бути не більше як 4-5 мм, а іноді й 3 мм. Таку фракцію може забезпечити молотковий млин, стругальний верстат або дезінтегратор.
Сьогодні існує кількадесят виробників пресів у різних країнах світу (CPM, Andritz, Salmatec, Amandus Kahl, Buhler, Munch і багато інших). Преси виготовляють з особливо міцних матеріалів, Їх корпус обов’язково жорсткий.
Виготовлення гранул
Гранулювання біосировини вимагає значного зусилля для пресування, під час якого сировина ущільнюється у три та більше разів. Через сили тертя й адіабатичні процеси, що відбуваються за різкого стиснення сировини, температура в робочій зоні преса сягає +100 °С.
Чим вище зусилля пресування і температура сировини, тим кращою є якість гранул. Однак якщо температура пресування перевищить поріг +120 °С, у гранульованій сировині стануться незворотні зміни, які призведуть до погіршення якості гранул. Для кондиціювання гранул після пресування потрібне охолодження. Застосування обладнання, що очищує готові гранули від пилу, істотно покращує якість продукції.
Брикетування
Процес брикетування — це стискування матеріалу під високим тиском із виділенням температури від сили тертя. За рахунок даного впливу в деревині відбувається виділення лігніну, який є сполучною речовиною для формування брикету. Для виготовлення брикетів із не деревної сировини можуть застосовуватися екологічно чисті добавки (не більше за 2%). При виробництві даної продукції слід звернути особливу увагу на вологу — дуже важливий параметр, що впливає на щільність брикету. Якщо вологість сировини перевищує 14%, брикет розвалюється на довільні шматки!
Для виготовлення брикетів можуть застосовуватися різні технологічні лінії. Всі вони мають обладнання для приймання сировини (бункери), пристрої грубого і тонкого подрібнення, сушарки, пристрої для сортування подрібненого матеріалу (решета), пристрої для брикетування, установки для пакування готової продукції.
Перед пресуванням сировину додатково подрібнюють і підсушують (вологість не має перевищувати 12–14%). Для зменшення вологості січки лози застосовують сушильні агрегати, у яких за рахунок нагрівання матеріалу відбувається випаровування вологи. Сушильні агрегати можуть комплектуватися котлами, що працюють на традиційному паливі або на біопаливі. Ефективним рішенням для виробництва теплової енергії може бути використання котла, який працює на лозовій січці, що не придатна для виробництва брикетів і була відсортована на решеті.
Для виробництва брикетів застосовують поршневі і шнекові преси. Поршневий прес працює циклічно. Під час кожного ходу поршня через конічне сопло продавлюється певна кількість матеріалу (на брикетах чітко помітні відповідні циклам шари). У приводі завжди застосовується маховик, який дозволяє вирівняти навантаження двигуна. Знос поршня невеликий, оскільки відносне переміщення між пресованим матеріалом і поршнем мале, натомість сопло зношується швидко. Поршневі преси відносно дешеві і тому дуже поширені.
Шнековий прес легший за поршневий, оскільки у ньому відсутні масивні поршні та маховики. Продукція виходить безперервно, тому її можна розрізати на потрібні шматки. Щільність брикетів вища, ніж у разі використання поршневих пресів. Завдяки відсутності ударних навантажень шнекові преси створюють менше шуму. До недоліків можна зарахувати більші витрати енергії і швидший знос шнека.
Українське обладнання
Вітчизняне підприємство «Біопаливо» налагодило випуск сушильних комплексівСБ-0, 65, СБ-1, 5 і ліній для гранулюваннята брикетування біомаси (деревних відходів, виноградної лози, соломи, торфу, лушпиння соняшнику, відходів цукрових і сокових заводів тощо). До установки брикетуваннята гранулювання входить молотковадробарка(подрібнювач соломи, дерева, лози тощо), сушильний комплекс (сушильний барабан), шнековийтранспортер, прес-гранулятор чи брикетувальний прес, котел на біопаливі. Залежно від модифікації лінії виробництва брикетів і гранул можуть комплектуватися обладнанням різної потужності та продуктивності від 0,5 до 5 т/год.
Українська фірма «Технічний центр «Общемаш» почала виготовляти мобільні промислові комплекси Форвард. Їх призначено для виробництва паливних гранул з органічних відходів (деревини, соломи, обрізків виноградної лози, лушпиння соняшнику), які монтуються на платформі вантажного автомобіля. Всі робочі механізми мобільного комплексу приводяться в рух від силових установок автомобіля. Потужність мобільних заводів становить 2 т/год готової продукції. У комплексах залежно від комплектації застосовуються гранулятори українських або німецьких підприємств. Час підготовки комплексу Форвард до роботи — не більше як 1–2 год.
Імпортне обладнання
Італійська фірма Сaeb Іnternational виготовляє обладнання для брикетування та гранулювання виноградної лози зібраної в рулони (фото 3). Складовими механізмами таких ліній є стрічковий транспортер подачі рулонів, подрібнювач, брикетувальний прес або гранулятор. До складу лінії також входить дробарка та бункер-накопичувач. Робочі механізми ліній приводяться в рух від електродвигунів з напругою живлення 380 В. Обладнання ліній брикетування та гранулювання працює в стаціонарному режимі. Проте за потреби їх можна легко демонтувати й перевозити та встановлювати поблизу місць розташування сировинних ресурсів та у господарствах, де є достатня кількість відходів після обрізання виноградників.
Іноземні виробники пропонують два типи мобільних комплексів: ті, що розташовуються у 2–3 контейнерах (фото 4) та самохідні мобільні лінії виробництва гранул (фото 5).
Робоче обладнання цих комплексів працює від електродвигунів напругою 380 кВт. Такі виробничі лінії можуть установлюватися поблизу ліній електропередач, де можна під’єднатися до джерел живлення електрострумом. Зазвичай це виробничі площадки сільгосппідприємств. Пусконалагоджувальні роботи для запуску в експлуатацію таких комплексів тривають 2–4 дні.
 |
Використання мобільних заводів замість стаціонарних дозволяє істотно підвищити ефективність і рентабельність виробництва пелет завдяки зменшенню витрат на транспортування сировини. Використання мобільних заводів дозволяє замість сотень рейсів автомобілів із сировиною зробити один переїзд автомобіля із комплексом обладнання до місця локалізації сировини. Завдяки цьому собівартість виробництва продукції можна скоротити на 30–40%.
Ольга Бахур, інженер
Василь Думич, завідувач лабораторії
Львівська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
журнал “Садівництво по-українськи”, січень 2016 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у журналі “Садівництво по-українськи” та інтернет-сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/journals належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
Садівництво по-українськи
