Peleciarka

Peleciarka – maszyna służąca do przetwarzania biomasy (trocin, zrębków, słomy, łusek nasion) w granulki pelletu^[1]. Umożliwia powtórne wykorzystanie odpadów pochodzenia naturalnego w procesie produkcji biopaliwa.

Peleciarek używa się głównie w przemyśle rolnym i tartacznym.

Peleciarki wykorzystywane są do produkcji pelletu zarówno na skalę przemysłową jak i na użytek własny osób prywatnych i gospodarstw rolnych. Używa się ich w zakładach obróbki drewna generujących duże ilości odpadów drewnopochodnych oraz w gospodarstwach rolnych wytwarzających paliwa z biomasy. Peleciarki to maszyny stosowane w recyclingu odpadów pochodzenia naturalnego.

Na rynku dostępnych jest wiele modeli peleciarek różniących się rozmiarem, wydajnością, mechanizmem czy sposobem zasilania.

Wyróżniamy peleciarki z silnikiem elektrycznym i peleciarki z silnikiem spalinowym.

Istnieje też rozróżnienie na peleciarki talerzowe - najczęściej spotykany tym maszyn do produkcji granulatu, oraz peleciarki pierścieniowe - specjalistyczne maszyny wykorzystywane najczęściej w produkcji przemysłowej.

Pośród peleciarek talerzowych wyróżnia się peleciarki jednoosiowe występujące w konfiguracjach z dwoma, trzema lub czterema bieżniami (elementami obrotowymi, które przepychają biomasę przez matrycę). Liczba bieżni przekłada się na wydajność urządzenia.

Maszyną o bardzo zbliżonym działaniu do peleciarki jest granulator. Niektóre modele łączą w sobie funkcje obu maszyn. Terminy te nie są jednak do końca tożsame. Zasada działania obu urządzeń jest niemal identyczna. Granulatory należą jednak z definicji do grupy maszyn rolniczych, przeznaczonych do obróbki surowca pochodzenia rolniczego i wytłaczania granulowanej paszy.

Tym, co różni oba urządzenia, jest grubość matrycy. Surowce rolne, stanowiące bazę do produkcji pasz, są zdecydowanie bardziej miękkie, niż biomasa drzewna przeznaczona do produkcji pelletu. Miększy materiał ma mniejszą tendencję do zapychania otworów matrycy. W związku z tym, matryce do tłoczenia paszy są grubsze niż te dedykowane do granulowania wiórów drewnianych.

Dla łuski orkiszowej jest to np. grubość 50 mm, dla słomy 45 mm podczas gdy dla wiórów sosnowych zalecana grubość matrycy to około 33 mm^[3]. Dla twardszych gatunków drewna, odpowiednia grubość matrycy jest proporcjonalnie mniejsza. Z tej niewielkiej różnicy konstrukcyjnej wynika, że każda peleciarka po wymianie matrycy może pełnić rolę granulatora do pasz. Prawidłowość ta działa jednak tylko w jedną stronę. Ze względu na większe wymagania technologiczne produkcji pelletu względem tłoczenia granulowanej paszy, urządzenia dedykowane wyłącznie do produkcji pasz nie nadają się do skutecznego wytłaczania granulatu z wiórów drzewnych.

Podsumowując: każda prasa do pelletu dostępna na rynku potencjalnie może być granulatorem do pasz, ale nie każdy granulator jest jednocześnie prasą do pelletu.

Pelleciarka zawiera kilka kluczowych mechanizmów umożliwiających wydajną obróbkę biomasy:

Dostarcza energię do działania całej maszyny, napędzając inne elementy.

Najpopularniejszym typem są peleciarki zasilane elektrycznie^[5]. Istnieją także spalinowe modele - napędzane silnikiem Diesla lub benzynowym.

W rozdrabniaczu znajdują się ostrza lub młyny, które obracają się z dużą prędkością.

Te elementy rozbijają surowiec na mniejsze kawałki, tnąc go na odpowiednią wielkość.

W ten sposób wprowadzony do wnętrza urządzenia materiał zostaje w pierwszej kolejności dokładnie zmielony. Niektóre modele peleciarek wyposażone są dodatkowo w system kontroli wielkości drobinek w formie sita lub perforowanej blaszki. Zapobiega to przedostawaniu się większych drobinek biomasy do kolejnych etapów peletowania.

Dzięki wstępnej, mechanicznej obróbce surowca możliwe są dalsze procesy.

Co istotne, rozdrabniacz mieli podaną do peleciarki biomasę, jednakże początkowa frakcja surowca musi być mniejsza niż średnica oczek matrycy. Rozdrabniacz nie pełni funkcji rębaka.

Obrotowy mechanizm rolek lub walców powoduje przemieszczanie się biomasy we wnętrzu peleciarki. Obracające się rolki przesuwają się po matrycy wciskając trociny w otwory i nadając im charakterystyczną formę granulatu. Nacisk wałków peleciarki generuje temperaturę, która zwiększa plastyczność obrabianej biomasy. Siła docisku mechanizmu odpowiada też za „ściśnięcie” surowca, co przekłada się na wysoką gęstość gotowego pelletu.

Matryca to płaska metalowa blaszka z okrągłymi otworami o średnicy kilku milimetrów (najczęściej jest to między 6 a 10 mm)

Jest to element, który nadaje finalny kształt i rozmiar drobinkom pelletu.

Mechanizm walcowy przeciska rozgrzaną biomasę o odpowiedniej konsystencji przez otwory matrycy. W ten sposób formuje się granulat.

Wydajność peleciarek różni się w zależności od rozmiaru urządzenia i rodzaju przetwarzanej biomasy.

W przypadku mniejszych mobilnych urządzeń jest to około 50kg - 100kg na godzinę, duże przemysłowe modele mogą osiągać wydajność nawet około tony na godzinę^[4].

Pelleciarka przetwarza na granulat odpady pochodzenia naturalnego czyli tzw. biomasę.

Rodzaje biomasy nadające się do pelletowania to między innymi: drewno, gałęzie, wióry drewniane, trociny, miał drzewny, zrębki, siano, słoma, łuski nasion, odpady słonecznika, liście, odpady zbożowe^[6].

Pellet uznawany jest za opał neutralny węglowo, ponieważ spalany granulat uwalnia do atmosfery tyle samo dwutlenku węgla, ile rośliny z którego powstał pochłonęły w okresie swojego wzrostu^[7].

Produkcja pelletu jest uważana za ekologiczną, gdyż wykorzystuje się w niej odpady procesów rolnych, tartacznych czy przetwórczych.

Peletowanie biomasy jest więc formą recyklingu odpadów.

Biomasa drzewna charakteryzuje się niską gęstością, wysoką zawartością wilgoci i niejednorodnym rozmieszczeniem geograficznym - które przekłada się na wysokie koszty transportu. Wszystkie te problemy rozwiązuje peletyzacja, transformując ten surowiec w wartościowe biopaliwo^[8].

Samodzielna produkcja pelletu na potrzeby osób prywatnych i gospodarstw rolnych zmniejsza popyt na usługi transportowe dostawców paliw, co także przyczynia się do zmniejszenia śladu węglowego. Spalany pellet produkuje mniej dymu i popiołu niż nieobrobione drewno i wydziela do atmosfery znacznie mniej szkodliwych substancji niż spalane paliwa kopalne^[9].

Dym ze spalania pelletu podobnie jak dym palonego drewna zawiera szkodliwe dla zdrowia drobinki takie jak benzen, formaldehyd czy akroleina^[10]. Spalanie pelletu powoduje jednak nikłą, w porównaniu do drewna, produkcję dymu^[10]. Wpływ ma na to między innymi niższa wilgotność granulatu uzyskana w procesie peletowania.