Привет студент

Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств

 

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Изучение процесса гранулирования древесных опилок

 

 

 

Пояснительная записка

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………...

1 Машинно-аппаратурная схема процесса гранулирования

древесных опилок…………..……………………………………………..

1.1 Подготовка древесного сырья……….……………………………….

1.2 Сушка измельчённой древесины….………………………………….

       1.3 Сортировка измельчённой древесины

2 Литературный обзор……………………………………………………

2.1 Барабанный гранулятор……………………………………………….

2.2ПеллетПресс 300 Компакт (PP 300 Compact)…………………………

2.3 Пресс-гранулятор CPM………………………………………………..

        2.4 Пресс-гранулятор NOVA Pellet……………………………………….

       2.5 Гранулятор ОГМ-6/6П…………………………………………………            

       2.6 Пресс-гранулятор Р-120В……………………………………………...

       2.7 Пресс-гранулятор KAHL………………………………………………

        2.8 Гранулятор М707……………………………………………………….

       2.9 Гранулятор ДГ-3………………………………………………………..

       2.10 Гранулятор комбикорма ДГ-7………………………………………..

2.11 Установка для производства комбикормов универсального

назначения AGREX 2515…………………………………………………

2.12 Мобильный комбикормовый завод МКЗ-3214……………………..

2.13 Мобильная прицепная установка GMA-3500………………………

2.14 Минигранулятор с плоской матрицей CKJ 200……………………..

3 Конструкция и принцип работы лабороторного пресс-гранулятора

ПГМ-05…………………………………………………………………….

       4 Результаты экспериментов и их анализ (графики)…………………….

         Выводы к работе………………………………………………………….

Список использованных источников…………………………………….

 

Введение

На предприятиях лесной промышленности начиная с заготовки древесины до получения конечного продукта образуются отходы, которые занимают много места и загрязняют окружающую среду. Современные экологические требования устанавливают строгие ограничения на хранение и переработку древесных отходов. Их вывоз на свалки и содержание свалок требуют больших затрат. Поэтому задача эффективной утилизации отходов является актуальной.

С другой стороны древесные отходы являются хорошим топливом, имеющим высокую теплотворную способность. Главным достоинством этого топлива является его экологическая безопасность, так как при его сгорании образуется минимальное количество золы и вредных веществ.

Древесные отходы подразделяют на твердые – кусковые и мягкие – стружка, опилки, пыль.

Количество образующихся отходов зависит от вида и технического совершенства производства. Его объем колеблется от 22 … 25 % на лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятиях до 50 … 60 % в фанерном и паркетном производствах.

Если древесные отходы, не могут быть использованы с большей выгодой, их следует использовать как топливо. Это обосновано тем, что при естественном разложении древесины в атмосферу выделяется то же количество углекислого газа как при ее сгорании. Интерес к использованию древесных гранул возрос в XXI веке в связи с подписанием в 1997 году Киотского протокола по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу. Это привело к расширению номенклатуры сырья для производства топливных гранул. В Швеции топливные гранулы изготавливают из древесины специальных энергетических посадок, торфа, соломы, энергетических трав, бытовых отходов. Постепенно в производство топливных гранул вовлекается круглый лес. На немецком предприятии German Pellets GmbH импортный круглый лес составляет 20 % сырья для гранулирования. В Германии в 2006 году введен в строй первый завод по получению топливных гранул из круглого леса и горбыля, что свидетельствует о возрастающем интересе к возобновляемым источникам энергии.

Расширение использования древесины как топлива в России будет вызвано не проблемами охраны окружающей среды, а нехваткой природного газа и электроэнергии на внутреннем рынке.

Чтобы сжигание отходов происходило эффективно, они должны иметь примерно одинаковые размеры и форму, обеспечивающие необходимый контакт с кислородом воздуха, чтобы получить наибольшую теплоотдачу. Кроме того, эти размеры и форма должны обеспечивать возможность механизации и автоматизации их подачи в топку.

Технологии прессования предварительно измельченных древесных отходов реализуют эти условия. Они позволяют сделать основное производство малоотходным, улучшить экологическое состояние предприятия, повысить культуру производства, уменьшить затраты на хранение и транспортировку полученного биотоплива по сравнению с необработанными отходами и дровами, иметь дополнительную прибыль.

Изготовление биотоплива из древесных отходов возможно прессованием в гранулы или брикеты. За древесными гранулами закрепилось их английское название в русской транскрипции – пеллеты. Топливные гранулы появились в 70-е годы XX века в Швеции.

Выпускаются гранулы первого класса, которые применяются в системах отопления мощностью до 1 МВт, используемых в основном в частном секторе. Для более мощных отопительных установок, а также для систем комбинированного производства тепла и электроэнергии выпускают промышленные гранулы. В Европе в 2002 году цена промышленных гранул составила 75 … 100 евро за тонну, а гранул первого класса 200 … 250 евро за тонну. Гранулы первого сорта изготавливаются из древесины, очищенной от коры, а промышленные гранулы изготавливаются из древесины с корой.

К преимуществам процесса гранулирования следует отнести более высокую производительность и надежность оборудования, а также меньшую энергоемкость процесса. Небольшие размеры гранул обеспечивают их перемещение пневмотранспортными установками и самотеком, повышают точность дозирования топлива. Это позволяет использовать их в автоматических котельных установках небольшой мощности.

Сейчас в мире производится в двадцать раз больше топливных гранул, чем топливных брикетов.

Древесина перестает быть местным топливом, если ее использовать в виде гранул .

Перечисленные преимущества делают гранулы из измельченных древесных отходов перспективным видом топлива.

Маркетинговый анализ зарубежных и отечественного рынков древесных гранул, проведенный группой авторов, позволил им сделать вывод о перспективности их производства в Оренбургской области и близлежащих регионах Приволжского федерального округа.

В отношении возможности производства древесных гранул на отечественном оборудовании существуют различные мнения. По одним данным попытки производства пеллет отечественными грануляторами кормов не увенчались успехом. Однако есть и обратные примеры.

Следует отметить, что по официальной статистике 97 % лесопильных заводов, в России имеют мощность, позволяющую выпускать не более 500 тонн пеллет в год. Их не обязательно продавать, можно использовать на свои же энергетические нужды. Опыт эксплуатации заводов по производству топливных гранул показал, что наиболее эффективны заводы небольшой производственной мощности – до 1000 кг/ч. Поэтому актуальна разработка мини линий производства топливных гранул.

Немецкая компания Muench-Edelstahl GmbH предложила заводы-контейнеры по производству топливных гранул. При разработке этих заводов фирма ориентировалась на Россию и Скандинавию. Такой завод может быть смонтирован на бетонном полу или размонтирован за 3 … 4 часа.

Имеется предложение размещать линию гранулирования топливных гранул на автомобильных шасси.

 

1 Машинно - аппаратурная схема процесса гранулирования

Гранулированные древесные опилки признаны в настоящее время одним из      перспективных видов биологического топлива. Как и другие виды топлива из  растительного сырья они относятся к возобновляемым источникам энергии. При этом использование древесных опилок в качестве топлива не увеличивает количества парниковых газов в атмосфере планеты. [1]

Высокий уровень потребительских свойств гранул из древесных опилок обусловлен в первую очередь их высокой теплотворной способностью при горении  и малым количеством золы. Другим достоинством гранул является хорошая сыпучесть, которая позволяет механизировать процессы их погрузки и выгрузки, а также автоматизировать подачу в топку котла. Эти свойства делают гранулы привлекательным топливом для использования индивидуальными потребителями.

В последнее время в печати, в том числе электронной, появилось много информации об организации технологического процесса гранулирования древесных опилок. Однако эта информация носит рекламный характер и не содержит ответов на многие важные вопросы.

Одной из причин этого может являться отсутствие научных исследований в данном направлении. Такое состояние технологии не позволяет решить проблему ее оптимизации.

Схематично технология приготовления древесных гранул из влажных отходов древесной промышленности показана на рисунке 1.1.

   Как видно из схемы, основными процессами являются сушка, дробление, гранулирование и охлаждение гранул.

Основное достоинство гранулированных древесных опилок как топлива заключается в низкой относительной влажности. На выходе она должна составить 6 … 8 %. Низкая влажность уменьшает расход теплоты на испарение влаги, находящейся в древесине, то есть повышает низшую теплоту сгорания. В связи с этим древесину подвергают сушке. Это происходит перед гранулированием. Однако в грануляторе происходит кондиционирование опилок, которые в смесителе

 

гранулятора обрабатываются паром или водой. По некоторым оценкам влажность опилок перед гранулированием должна составлять 11 … 14 %. Температура опилок перед гранулированием должна составлять от 90 до 100 ^оС. Это необходимо для того, чтобы перевести в расплавленное состояние связующий компонент – лигнин, для склеивания опилок в гранулу. Лигнин является компонентом древесины, поэтому дополнительных связующих в опилки обычно не добавляют. После этого гранулы охлаждают в охладителе до температуры 30 … 40 ^оС, чтобы их можно было упаковывать в полиэтиленовые мешки. [5]

Как считается, гранулы обладают достаточной прочностью и не крошатся, когда древесина измельчена до опилок. Поэтому обработка древесины включает процесс измельчения.

В описании технологии из различных источников существуют противоречия

В большинстве описаний дробление щепы в опилки производится после сушки. Однако в некоторых машинно-аппаратурных схемах вначале производится измельчение, а затем сушка. В наиболее общих схемах первичное измельчение в дробилке производится до сушки, а окончательное измельчение в дробилке – после сушки.

Нет данных о том, какой должна быть температура опилок, нагретых в процессе сушки при их поступлении в гранулятор. Имеет ли смысл остужать гранулы после сушки, а затем вновь нагревать их паром или горячей водой.

Считается, что связующим компонентом при формовании гранулы из древесных опилок является лигнин. Однако лигнин плавится при температуре около 90 ^оС, а температуру гранул на выходе из гранулятора ниже этого значения. Не объяснено взаимодействие лигнина с водой. Перед гранулированием опилки подвергают воздействию сухого пара или воды для улучшения качества гранул и, возможно, снижения энергоемкости гранулирования, однако механизм происходящих процессов не раскрывается. [7]

Нет объяснения снижению влажности в охладителе после гранулирования. Для достижения влажности, требуемой стандартом (6…8 %), из опилок после гранулирования необходимо удалить около 5 % влаги. Сделать это в охладителе сушильным агентом комнатной температуры затруднительно.

Известно, что для гранулирования древесных опилок применяют те же грануляторы, что и гранулирования комбикорма. Производительность грануляторов на древесных опилках намного ниже (в 2 … 2,5 раза), чем на комбикорме. Это можно объяснить либо отличием коэффициента трения и предела текучести гранулируемых опилок и комбикорма либо отличием насыпной массы рассыпных опилок и комбикорма. В первом случае уменьшение протяженности зоны выдавливания при гранулировании опилок по сравнению с гранулированием комбикорма происходит увеличения сопротивления фильер матрицы прессованию. Во втором случае – из-за уменьшения количества прессуемого материала, попадающего в клиновидное рабочее пространство прессующего механизма гранулятора. Ответ на этот вопрос позволит конкретизировать требования к конструкции гранулятора для древесных опилок. В частности не позволяет выбрать оптимальные размеры рабочих поверхностей матрицы и прессующего ролика.

Крошимость древесных гранул признается важным параметром. Имеется требование к процентному содержанию гранул малой длины и крошки. Короткие гранулы и большое количество крошки ухудшает проницаемость насыпи гранул при горении, что вызывает закоксовывание топок, приводящее к выходу из строя. Однако данных о крошимости древесных гранул и их связи с технологическими параметрами процесса не имеется. Не определена скорость движения рабочих органов гранулятора, которая, как известно, сильно влияет на крошимость гранул. Не исследовано влияние на крошимость гранул геометрии входной полости канала фильеры. [8]

Есть данные, что плотность древесных гранул может составлять до 1700 кг/м³. При этом оптимальная плотность гранул, которая зависит от длины фильеры, не определена.

На основании изложенного можно сделать вывод о возможной нерациональности современной технологии гранулирования древесных опилок.

Нами предлагается ресурсосберегающая оптимизация этой технологии как в целом, так и по отдельным компонентам ядра технологической системы. В качестве ядра системы будем рассматривать процессы сушки (охлаждения), измельчения на молотковых дробилках и гранулирования.

Доступным средством оптимизации – параметрического синтеза технологии гранулирования является методология математического моделирования процессов этой технологии. [2]

Для построения математической модели процесса гранулирования необходимо установить физико-механические свойства опилок в процессе уплотнения и экструдирования. К ним относятся зависимость плотности от величины всестороннего напряжения сжатия, коэффициент контактного трения от величины нормального давления и предел текучести спрессованных опилок от всестороннего напряжения сжатия. Характеристикой прочности гранул следует принять их крошимость, которую следует связать с технологическими режимами подготовки опилок к гранулированию и параметрами процесса гранулирования.

Физико-механические свойства опилок следует определять для различных пород древесины. Это позволит разбить различные сорта древесины на группы, аналогичные по свойствам, и рекомендовать для них оптимальные параметры оборудования.

Для оптимизации процесса измельчения древесины в опилки нужно изучить возможности параметрического синтеза этого процесса с учетом выбора технологических режимов и параметров рабочего пространства молотковой дробилки при измельчении различных сортов древесины. Необходимо определить параметры энергосберегающего ведения процесса измельчения при соблюдении требований к гранулометрическому составу опилок. Для математического моделирования процесса измельчения может быть использован имеющийся математический аппарат при условии определения неизвестных внешних величин для древесины. [4]

Процесс сушки – это наиболее энергоемкий процесс рассматриваемой технологии. При его энергосберегающей оптимизации также могут быть применены существующие математические модели при условии определения неизвестных внешних величин для измельченной древесины различных сортов. Особое внимание следует уделить процессу влагосъема при охлаждении гранул, поскольку внешние величины модели сушки в этом случае могут существенно отличаться от величин измельчаемой древесины. [2]

Рассматриваемые процессы для повышения эффективности следует подвергать многокритериальной оптимизации.

Предлагаемый комплекс исследований позволит повысить эффективность технологии производства древесных гранул и проектировать конкурентоспособные технологические линии для их изготовления.

1.1 Подготовка древесного сырья

Измельчение. Для использования разноразмерных кусковых древесных отходов в производстве брикетов их необходимо измельчить.

В зависимости от объемов кусковых отходов, их соотношения к опилкам, образующимся на предприятии, и планируемого задания по вы­пуску брикетов, технология измельчения может быть:

одностадийная - измельчение кусковых отходов в мелкую дре­весную массу (опилки) пригодную для прессования;

двухстадийная - на начальном этапе кусковые отходы измельчают в щепу или дробленку, а затем их доизмельчают в опилки.

Одностадийная технология может быть применена на предприятиях с годовым выпуском до 3 тыс. тонн брикетов, где имеются, в основном, опилки и небольшие объемы кусковых отходов, т.к. известные измельчи­тели кусковых отходов в мелкую древесную массу, как правило, имеют небольшую производительность.

Двухстадийная технология позволяет организовывать производство брикетов в более крупных масштабах. В данном случае кусковые отходы измельчают на щепу (дробленку), а затем доизмельчают в опилки. Для этих целей используются высокопроизводительные рубильные машины и измельчители.

Для измельчения кусковых древесных отходов на щепу используют­ся рубильные машины барабанного и дискового типа. В зависимости от вида и размеров отходов рубильные машины могут иметь специальный механизм подачи (в основном барабанные машины) или наклонную за­грузку (дисковые машины),

Для измельчения короткомерных древесных отходов используются рубильные машины с наклонной загрузкой.

Длинномерные отходы измельчают в машинах с горизонтальной за­грузкой (подачей).

Типоразмер рубильной машины выбирается также с учетом необхо­димой производительности.

Основные характеристики дисковых рубильных машин предназна­ченных для измельчения кусковых отходов и дровяной древесины приве­дены в таблице 6, а характеристики барабанных машин в таблицах 1, 2, 3 и 4.

 

Таблица 1 -Технические характеристики барабанных рубильных машин
Тип машины	Размеры загрузоч­ного окна, мм	Диаметр барабана, мм		Число ножей,шт.				Мощность привода, кВт					Произво­дитель­ность, м /ч					Мас­са, кг
								резание     подачу
А) машины с горизонтальной загрузкой древесного сырья
БРП-3402к	90x380	350		41)				18,5			1,5		5					1600
БРП-5422к	180x380	500		41)				22-30			2,2		10					1900
БРП-5423к	180x500	500		4				30			2x1,5		12					2100
Б) машины с наклонной загрузкой древесного сырья
БРБ-3401к         90x190		350		4				11		-				1				650
БРБ-3402к	90x380	350		41)           18,5             -         1,5			18,5			-					1.5			850
Примечание:   1) Режущие   ножи     составные,   каждый выполнен     из   двух размером 200x175x15 мм. Число оборотов барабана первой группы 620 мин'1, второй группы - 800 мин'1. Удаление щепы - вниз. Таблица 2 -Машины для отходов фанерного производства
Показатель			ДРН-1   ДРН-2			ДРН-2			ДШ-3М			ДШ-4				ДШ-5
Производительность, т. м /ч			до 8						до 18			до 30
Число оборотов ротора, мин'1			960			1450			720			500					555
Диаметр ротора, мм			450						1200								900
Число ножей, шт.			4						12			18
Размеры загрузочного окна, мм			120x390						840x200			365x1070					1)
Мощность привода, кВт			до 30						91			135					121
Масса, кг			1150		1300				6600			14900					10100
Габариты, м			2,57x0,9 xl,24		2,75 х 1,4 х 1,24				4,47x2,4х 2,3			4,45x3,1 х 1,65					3,03x2,3 xl,51
Примечание: 1. В машине ДРН-2 удаление щепы верхнее, в остальных - нижнее. 2. Загрузка древесины в машинах   ДРН-1 и ДРН-2 - наклонная, в ос-                               тальных - горизонтальная принудительная. 3. 1)Размеры измельчаемых отходов: ширина до 900мм, толщина до 210лш. 4. Скорость подачи отходов в ДШ-ЗМ – 72 м/мин, в ДШ-4 - 60 м/мин.

 

 

 

Таблица 3 -Технические характеристики дисковых рубильных машин
Показатель	МРГ-20Б-1		МР2-20	МР2-20Н	МР2-20-1	МР2-20Н-1	МР2-20Г-Н	МРЗ-40ГБ		МРЗ-40Н	МРН-40-1	МРГМ- 5		МРНП-10
Производительность, пл.м3/ч: паспортная	20-25		20	20	20-25	20-25	20-25	40		40	40	5		10
для кусковых отходов	10-15		12-18		10-15			30-35			-	4-5		8-10
Примакс,диаметре древесины	7,3-8,5							15-20				2,0		3,5
Длина щепы, мм	17-22	15-25
Диаметр ножевого диска, мм	1270								1600			1250		1270
Число оборотов диска, мин-1	750		600				1000		600			600		590
Число ножей, шт.	12						Резцы		10			3		16
Мощность привода, кВт	75				55-75		75		132		60	30		90
Размеры загрузочного окна, мм	420-220		400x250		220x250		500-220		50-350	50-430	40-440	315-120*		250-250
Загрузка сырья	гориз.		наклонная				горизонтальная			наклонная		гориз.		накл.
Удаление щепы	боковое		верхнее	нижнее	верхнее	нижнее		боковое		нижнее	верхнее			верхнее
Диаметр древесины мак—симальный, см	20		25	25	22	22	22	31,5		31,5	40		12	22
Длина бревна, м	6		6 при 0 11см 1 при 0 22см		3	3	6/0113/0 22	6 при 0 15см и 2 при 0>15см			3		2	2
Масса, т	6,2		6,06           5,67		5,7		5,75	8,92		8,71	10,55		2,9	5,65
Габариты, м	2,5x1,7x1,5		2,8x1,64x1,52		2,83x1,64x1,5		1,83x2,18x1,71			3,3x2,38x1,88			6х1,5х 1,5	2,6x1,67* 1,74
Примечание: На предприятиях широко применяются и старые модели рубильных машин: МРНП-10-1, МРНП-30-1, МРНП-30Н,   МРГ-20, МРГ-40, МРГ-40Н. *Машина с двумя загрузочными окнами: горизонтальный 315х120 и наклонный 200х100 мм.

 

                                                                                                                                                        

Таблица 4 -Технические характеристики многорезцовых барабанных рубильных машин

 

Показатель	МРБ-2А	УРМ-5	УРМ-10		ДО-51	МРБР8-15ГН
Производитель­ность, м3/ч	2	5	10		10-12	15
Размер загрузочно­го окна, мм	230x350	200x350	300x700		300x800	750x800
Диаметр барабана, мм	450	600	800		800	950
Число резцов, шт.	8	4(8 резцов)1}	8		8	37
Число оборотов барабана, мин'1	1470	550	800		400	350
Загрузка сырья	наклонная	горизонтальная принудительная				наклонная
Удаление щепы		вниз на выносной конвейер
Масса, кг	1100	3600     6245		5700		4900

Примечание: 1. В машине МРБР8-15ГН используются трехлезвийные резцы выпук­лой формы. Машина предназначена для измельчения откомлевек.

Длина щепы из машин находится в пределах 10-60 мм.

^!1)Нож состоит из 2-х резцов с длиной режущей кромки каждого 200 мм.

Доизмельчители щепы, дробленки, стружки.

Специального оборудования для изготовления опилок в промыш­ленности нет. Можно использовать существующие модели дробилок с не­значительной доработкой.

1. Мельница молотковая ММ-ОЗА-С предназначена для доизмельче-ния древесных стружек после станков типа ДС. Параметры мельницы:

производительность при влажности стружки            12-15 %, т/ч             

размер отверстий сита, мм                                    2-12x31

рабочая длина ротора, мм                                                708

мощность привода, кВт                                                       55

частота вращения, мин'¹                                                    1500

масса, кг                                                                          2710

- габариты, м                                                                    2,63x0,95x1,08

В практике имеются дезинтеграторы ДЗН-03, ДЗН-04, которые осуществляют доизмельчение крупной фракции щепы и мелких кусковых отходов на щепу. Использовать эту щепу можно в производстве древесных плит.

 

2. Молотковые дробилки ДМ-4 и ДМ-7 предназначены для доиз-мельчения стружки и мелких кусковых отходов. Основные параметры дробилок, соответственно: ДМ-4 ДМ-7

- производительность по сухой стружке, кг/ч     3000      1500 

- количество молотков на роторе, шт     702    448

- ширина камеры дробления, мм  960    1000
- число оборотов ротора, мин¹                    900          980

- размеры отверстий сит, мм         12x30 6x60 12x70 30x30

- масса, кг                                                      4900   3200

-        габариты, м                                  3,97x2,3х51,2       2,2x12,7x71,41

                                                                             

3. Лопастная дробилка ДМ-8 предназначена для переработки круп-ных древесных частиц размерами не более 60х11х5 мм в опилки и мелкую стружку.

Параметры дробилки:

-        производительность, кг/ч, при W до 10%, на ситах:   5х5 мм   - 6000

   3x3 мм   -3200

при W>40%, на ситах 14х14мм     -3600-6600

диаметр барабана, мм 1200

ширина барабана, мм       525

частота вращения барабана, мин ^-1        990

частота вращения крыльчатки, мин ^-1    _ 50

После измельчения мелкие фракции и через сита отсасываются пневмотранспортом.

 

4. Машина для измельчения кусковых отходов, щепы и дробленки в опилки МРБМ-2.

Конструктивно машина включает барабанный многорезцовый рабо­чий орган, в нижней части которого расположена калибровочная решетка с различными диаметрами отверстий (от 7 до 12 мм). Выступ режущих кро­мок резцов над поверхностью барабана составляет 5-12 мм, а зазор между рабочими кромками контрножей и режущими кромками находится в пределах 0,5-0,9 мм. Зазор между решеткой и поверхностью барабана имеет вид улитки, наименьшее значение зазора равно 1,2 мм.

Крупность получаемого продукта регулируется величиной зазоров и диаметром ячеек калибровочной решетки.

Загрузка кусковых древесных отходов, дробленки и щепы произво-­
дится ленточным конвейером в наклонное загрузочное окно рубильной
машины.    

Измельчаемый материал под действием силы тяжести поступает в
зону резания.     

Удаление опилок производится вниз или вбок на выносной конвейер, или в пневмосистему.

Параметры машины МРБМ-2:

производительность, нас.м³/ч    1 до 4

мощность привода, кВт                   до 25

число оборотов ротора, мин ^-1      1500

размер загрузочного окна, мм      230x300

- масса, кг                                 1000

- габариты, л*                            1,4x1,0x1,4

 

Для измельчения древесной коры служит молотковая мельница МК-10. Ее основные параметры:

производительность, м³/ч     - до 25

размеры частиц коры, мм    - до 10

мощность привода, кВт        -   75

частота вращения ротора, мин ^-1   - 735

диаметр ротора, мм    - 1000

масса, кг    - 3600

- габариты, ж      -2,35x1,24x1,55

Для грубого измельчения коры применяются корорубки КР-4, КР-5, КР-6.

     1.3 Сортировка измельченной древесной массы

Измельченная древесная масса и опилки от различного деревообра­батывающего оборудования имеют неоднородный состав по крупности (в опилках находятся разные кусковые отходы и пр.) В связи с этим требует­ся произвести их разделение - сортировку по фракциям (очистить от круп­ных включений).

Принципиальные схемы сортирующих машин весьма многообразны, однако по способу приведения материалов в движение в процессе сорти­ровки их можно разделить на четыре группы: механические, пневматиче­ские (воздушные), гидравлические и магнитные.

Машины для механической сортировки обычно снабжены ситами, решетками, колосниками. Их используют для разделения сыпучего мате­риала на две или несколько фракций, различающихся по крупности. Число фракций зависит от количества сит, через которые был пропущен материал.

Машины для пневматической сортировки основаны на принципе от­деления в воздушном потоке: частицы выпадают под влиянием сил тяже­сти, центробежных сил или совместного действия тех и других.

Машины гидравлической сортировки материалов по крупности осно­ваны на различных скоростях падения частиц неодинаковой величины и удельного веса, находящихся во взвешенном состоянии в водной среде.

Магнитные сортировки служат для отделения от материала метал­лических примесей.

Для сортирования измельченной древесины применяются, в основ­ном, механические сортировки, которые разделяются на следующие типы: плоские, вибрационные, гирационные и барабанные.

Наиболее широко распространены гирационные сортировки. Специ­альных сортировок для мелкой измельченной древесины нет, обычно при­меняют сортировки для щепы. [8]

Принцип работы сортировочных установок основан на механиче­ском колебании каскада сит, причем колебания происходят с определенной частотой и амплитудой в горизонтальной плоскости. К таким сортировкам относятся напольные или подвесные гирационные установки СЩ-1М, СЩ-60, СЩ-120 (Верхнеднепровский завод); СЩ500-1 (Петрозаводск-буммаш); СЩ-70, СЩ-140, СЩ-200 (Канский завод бумоборудования). Основные характеристики сортировок приведены в табл. 5.

Таблица 5 Основные параметры сортирующих установок

Показатель	СЩ-1М (СЩ-60)	СЩ-120	СЩ500-1	СЩ-70	СЩ-140	СЩ-200
Производительность, нас. м3/ч	60	120	500	70	140	200
Частота колебаний, мин'	180	165	180	180	180	180
Рабочая поверхность сита, м	2,71	7,5	12	2	4	5,6
Число сит, гит.	3	3	2	2	2	3
Мощность, кВт	3	5,5	15	2,2	3	5,5
Масса, кг	1673(2300)	3580	15500	1900	2700	3880

 

Опыт эксплуатации напольных установок показывает, что наиболее часто выходят из строя шаровые опоры. Известны случаи выпрыгивания сортировочных сит из опор. Кроме этого, для таких сортировок нужны мощные фундаменты. Обслуживание напольных установок затруднено, так как доступ к узлу привода и опорам ограничен.

Для улучшения эксплуатационных характеристик сортировок их подвешивают посредством канатов или цепей с возможностью регулиров

 

ки высоты. Подвешивают, как правила, в четырех точках, для чего на рас-стоянии 200-300 мм от контура устанавливают вертикальные стойки из стандартного профиля (труба диаметром 150-180 мм, швеллер № 14-16). Верх стоек обвязан рамой, к которой и крепятся гибкие подвески. Стойки располагают по длинной стороне корпуса сортировки.

Для достижения более высокой эффективности работы сортирующих установок (измельченная древесина мелкая) размеры ячеек сит и их коли-чество могут быть изменены. [1]

Сортировочные установки, кроме разделения измельченной древе¬сины по фракциям, позволяют частично отделять гниль и кору.

По данным к.т.н. Матюнина В.Я. деструктивная (мягкая) гниль поч¬ти полностью отсортировывается (80-95 %), а коррозийная удаляется на 50-60 %.

Производственные испытания по определению эффективности рабо¬ты сортировочной машины СЩ-120, смонтированной на тросовых подвес¬ках на нижнем складе Волгоградского сплавного рейда, показали, что со-держание коры в щепе снижается на 40-45 % (порода осина дровяная), со-держание гнили в щепе уменьшается на 60-70 %.

Барабанные сортировки. Рабочим органом такой сортировки являет¬ся сито, согнутое в цилиндрическую, коническую или многогранную по-верхность. Сортируемый материал передвигается по ситу барабана почти без встряхивания, однако при вращении барабана происходит довольно интенсивное перемешивание материала.

Положительным фактором этих сортировок является самоочистка ячеек. В тоже время они низкопроизводительны, требуют больших площа-дей, для получения нескольких фракций конструкция усложняется,

Известна барабанная сортировка СБУЩ-2 (ЦНИИМЭ) производи-тельностью до 10 пл. м3/ч. Число оборотов барабана - 40 мин" , длина ба-рабана - 6250 мм, диаметр 1000 мм, мощность привода - 2,8 кВт. Барабан устанавливается на опоры под углом к горизонтальной плоскости.

Барабанный сортировщик ПКТИ состоит из перфорированного приводного барабана (диаметр ячеек 45 мм) диаметром 1000 мм и двух ленточных конвейеров.

Барабан установлен на подшипниковых опорах и под углом к гори-зонтальной плоскости 12°.

Частицы древесины, прошедшие через отверстия, поступают на лен-точный конвейер и направляются в бункер, крупные фракции высыпают¬ся из барабана на конвейер и подаются в топку или на доизмельчении.

Производительность сортировщика до 10 м3/ч. Число оборотов бара-бана - 35 мин'1, длина барабана - 5000 мм, мощность привода - 3 кВт, масса - 2070 кг.

Габариты: длина 6,3 м, ширина - 2,05 м, высота - 4,0 м. [1]

1.2 Сушка измельченной древесины

Установки для сушки измельченной древесины должны быть непре-рывного действия и работать должны при атмосферном давлении (конвек-тивные).

В зависимости от способа перемещения материала, сушилки бывают: механические, пневмомеханические и пневматические.

Сушилки с механическим перемещением (тарельчатые, ленточные) -это старые конструкции и в практике, практически, уже не используются.

В сушилках с пневмомеханическим перемещением опилки находятся в полу-взвешенном состоянии, скорость агента сушки меньше скорости витания частиц.

В сушилках с пневматическим перемещением материал находится во взвешенном состоянии, скорость агента сушки выше скорости витания частиц.

По виду агента сушки сушилки бывают газовые и воздушные (с па-ровым обогревом). Воздушные сушилки мало применяются в промышлен-ности, из-за низкой производительности.

Наиболее широко распространены конвективные сушилки с пневмо-механическим перемещением опилок («Прогресс», «Бютнер» - одноходо-вые, «Бизон» и АВМ фирмы «Перес» - 3-х ходовые, конструкции Лестех-ники совместно УкрГЛТУ). Это сушилки в виде барабанов (вращающихся или неподвижных) горизонтального или вертикального исполнения.

Барабанная сушилка «Прогресс» (горизонтальная) широко исполь-зуются на заводах древесностружечных плит для сушки стружки. Сушиль-ный барабан устанавливается с уклоном до 3° в сторону движения материа-ла и сушильного агента (положительный уклон) и в обратную сторону (до -3°) - отрицательный уклон.

Установка барабана с отрицательным уклоном позволяет повысить производительность за счет лучшего заполнения барабана стружкой, по-зволяющего увеличить температуру и количество агента сушки. Скорость вращения барабана 2-9 мин'1. Большие значения скорости вращения бара-бана рекомендуются при больших отрицательных углах.

Внутри барабана расположены сектора с насадками, которые при вращении барабана способствуют пересыпанию стружки, ее перемешива¬нию и перемещению к разгрузочному отверстию барабана. Агентом сушки являются топочные газы с температурой 250-450° (смесь газов из топки со свежим воздухом).

На предприятиях барабанные сушилки «Прогресс» устанавливаются, как правило, с отрицательным уклоном (-2-3°), что позволяет повысить коэффициент заполнения барабана на 18-25 %, увеличить продолжитель-ность нахождения высушиваемого материала в барабане и тем самым обеспечить более полное срабатывание агента сушки. Производительность в данном случае по данным Отлева И.А. повышается в 2-А раза. [1]

Показателем правильности выбора температуры на входе в барабан является температура выходящих отработанных газов, которая должна быть на выходе не более 120 °С. Температура на выходе из барабана 150— 160 °С приводит к загоранию сухой стружки в барабане.

Увеличение частоты вращения барабана приводит к повышению объемного коэффициента теплоотдачи, но ускоряет продвижение стружки к выгрузочному окну и тем самым снижает коэффициент заполнения бара-бана, что ведет к снижению производительности и увеличению неравно-мерности влажности сухих опилок.

Сушилка фирмы «Бютнер» (горизонтальная) представляет собой не-подвижный барабан с вращающимся внутри ротором, снабженным лопа-стями. Вращение и перемещение стружки происходит за счет движущегося потока газов и вращения ротора. Движение агента сушки и высушиваемо¬го материала спиралеобразное.

Барабанная 3-ходовая сушилка типа АВМ - это вращающийся бара-бан, внутри которого расположены, вставленные друг в друга два трубча-тых цилиндра, один из которых (наружный) имеет дно. Между поверхно-стями цилиндров имеется достаточный зазор для прохода измельченной массы. Стружка в потоке газов попадает во внутренний цилиндр, где пере-мещается со скоростью до 20 м/с. Затем она проходит наружный цилиндр (в обратном направлении) со скоростью 6-7 м/с и выходит из барабана со скоростью 4-5 м/с.

Внутренние поверхности цилиндров имеют лопатки, а наружные -отражатели, те и другие служат для перемещения и ворошения высуши-ваемого материала. Сушка частиц происходит во взвешенном состоянии в потоке газовоздушной смеси. Непрерывное омывание частиц газовоздуш¬ной смесью высокой температуры обеспечивает интенсивный теплообмен между сушильным агентом и высушиваемым материалом. [4]

Барабан сушилки вращается на 4-х опорных катках в горизонтальной плоскости, причем в агрегате АВМ-0,4 один приводной каток, а в агрега¬тах АВМ-0,65 и АВМ-1,4 по два катка. Чтобы исключить осевое смещение барабана на опорной раме устанавливают два вертикальных катка.

Число оборотов барабана регулируется клиноременным вариатором в диапазоне 3-9 мин'1. При регулировке оборотов следует руководствоваться следующим: чем однороднее масса по составу, тем большую скорость вращения барабана можно принять и наоборот, чем больше в массе круп-ных частиц и чем выше начальная влажность, тем меньше скорость вра-щения барабана. Расход тепла на испарения 1 кг влаги 3000-3200 кДж.

Сушилки этого типа имеют более высокую производительность, чем одноходовые. Они компактны и занимают меньшую площадь. Кроме это¬го, продолжительность сушки в них больше и составляет 8-20 мин.

Кроме выше указанной такие сушилки выпускает и фирма «Раума-Репола» (RR-20, RR-40, RR-60, RR-S0, RR-100, с производительностью, со-ответственно: 2, 4, 6, 8, 10 т сухой стружки в час при влажности 3 %). Температура на входе в барабан 500-550 °С

Производительность барабанных сушилок зависит от температуры сушильного агента на входе и выходе из барабана, объемного коэффици¬ента заполнения барабана опилками.

С целью повышения производительности процесса сушки применя¬ют метод двухстадийной сушки. На 1-й стадии высушивают измельчен¬ную древесину с влажности 80-140 % до влажности 35-45 %, а на 2-й ста¬дии, - до 3 %. На 1-й стадии температура сушильного агента может быть 700-800 °С, при этом температура частиц не более 100 °С.

Двухступенчатые сушилки состоят из последовательно установлен¬ных друг за другом двух принципиально различных сушильных аппаратов: пневматической трубы-сушилки и сушильного барабана.

Пневматические сушилки просты по конструкции и обеспечивают высокий влагосъем, однако они не обеспечивают равномерной влажности стружки из-за высокой интенсивности и короткого времени сушки.

В сушильных барабанах процесс сушки идет более медленно. Расход тепла на испарение 1 кг влаги в сушилках «Прогресс» составляет 4600 кДж.

Практика показывает, что для сушки измельченной древесины, коры, зерна, травы, и других сыпучих органических материалов и продуктов ис-пользуют высокотемпературные сушилки барабанного типа, которые ши-роко используются в сельском хозяйстве (агрегаты АВМ).

По результатам испытаний КирНИИЛП агрегата АВМ-0,4 (сушилась измельченная древесная кора) установлены следующие параметры: темпе-ратура дымовых газов (топочных) на входе в сушильный барабан - 650-700 °С, на выходе - 90-120 °С; скорость вращения барабана - 5 мин1; про-изводительность (при сушке с влажностью 65 % до 10-12 %) - 700 кг/ч. Расход жидкого топлива (дизтопливо) - 82 кг/ч.

Циклонно-каскадная сушилка шведской фирмы «Bahco» вертикаль-ного исполнения. Измельченная древесная масса (кора) подается сверху, а дымовые газы - снизу. Теплообмен происходит по принципу противотока. Дымовые газы с температурой 180-240 °С поступают в сушилку сбоку, че-рез решетку с регулируемым сечением, и через центральную трубу, распо-ложенную в нижней части сушилки.

Отработанные дымовые газы температурой 90-110 °С удаляются из сушилки по каналу, расположенному в верхней части барабана и направ-ляются в систему очистки. В верхней части сушилки расположен рефлек¬тор тарельчатого типа для отклонения потока газов к стенкам барабана.

Сухая кора удаляется через нижний люк. Подача материала в сушил¬ку регулируется автоматически - изменением числа оборотов вала шлюзо¬вого затвора, установленного на входном загрузочном отверстии, в зави¬симости от температуры отходящих газов. Эта сушилка используется для предварительной сушки древесной коры.

Сушилка измельченной древесины (совместная разработка «УкрГЛ-ТУ» и «НПВП Лестехника») состоит из вертикального цилиндра, собран-ного   с   отдельных   колец,   внутри которого   находится   вал.   На валу

 

 

размещены тарельчатые элементы, имеющие возможность менять свою форму, причем их поверхность перфорированная.

В каждом кольце цилиндра размещается конусообразная перфориро-ванная воронка, обращенная меньшим своим сечением (отверстием) вниз. Над каждой воронкой располагается, указанный выше, тарельчатый вра-щающийся элемент.

Загрузка измельченной древесины производится сверху с помощью шнекового питателя, а топочные газы подаются снизу через кольцеобраз¬ный распылитель, причем распылители установлены на каждом кольце ба¬рабана (рис. 3). В конусообразном дне цилиндра имеется выгрузочное окно для удаления высушенного материала.

Материал сверху попадает на тарельчатый элемент, скользит по его стенкам вниз, под действием сил тяжести и инерционных сил вращения, и поступает в конусообразную воронку, при этом происходит перемешива¬ние материала.

Угол конусности воронки выбран таким, что древесные частицы ссыпаются по ее стенкам вниз и попадают на следующую вращающуюся тарелку. Сама воронка соединена с кольцом цилиндра посредством гибких вибрирующих связей, что повышает эффективность движения материала сверху вниз.

Сушильный агент, благодаря кольцеобразным распылителям, равно-мерно распределяется по всему объему цилиндра и имеет одинаковую тем-пературу, что повышает интенсивность процесса сушки. Отработанные топочные газы удаляются через верхнее окно с помощью вентилятора.

Экспериментальные исследования, выполненные в лабораторных ус-ловиях, подтвердили работоспособность сушилки такой конструкции.

Паровая сушилка измельченной древесины РБ1,8-12НУ-0\ выполне¬на в виде вращающегося барабана, с размещенными внутри трубчатыми змеевиками, в которые подается пар. В барабане создается агент сушки в виде теплого воздуха.

Основные параметры сушилки:

-        производительность, кг/ч: по сухому продукту       - 500

по исходному продукту                                              - 950

по испаренной влаге                                                       - 450

объем сушильной камеры, м3                                    - 11,2

коэффициент загрузки, %                                            - 20

параметры теплоносителя (пара): давление, МПа    - 0,6

температура, °С                                                              - 164

-температура агента сушки (нагретого воздуха), °С:

на входе в сушильный барабан                                       - 75

на выходе                                                                        - 70

-        общая мощность, кВт                                           - 8,4

- габариты, м                                                                      - 7,55x2,5x3,0

 

[1]

 

 

2 Литературный обзор

2.1 Барабанный гранулятор

Процесс гранулирования в аппаратах барабанного типа любой конструкции имеет одну общую черту — образование гранул идет при смачивании исходного сырья через разбрызгивающие приспособления

Существенным недостатком грануляторов этого типа является скольжение материала по стенкам барабана (налипание массы на стенки барабана уменьшает скольжение, но поддерживать постоянную толщину налипшего слоя трудно), вследствие чего ухудшается перемешивание, снижается эффективность работы аппарата и уменьшается его производительность. Кроме того, процесс гранулирования осложняется налипанием материала на стенки барабана, для устранения которого применяются скребки, цепи, укрепленные внутри барабана вдоль оси или под углом к ней; штанги, совершающие свободное поступательное движение в радиальном направлении. Однако применение этих устройств незначительно увеличивает эффективность работы аппаратов.

К основным недостаткам этого способа следует отнести также сложность регулирования процесса ввиду затруднения визуального контроля за ходом гранулирования. Так же трудно организовать автоматизированный контроль и управление процессом, что объясняется необходимостью учитывать множество технологических, конструктивных и других факторов на процесс гранулирования. Кроме того, при большой нагрузке снижается эффективность работы гранулятора, вследствие уменьшения живого сечения аппарата, а поэтому и длины пути, проходимого гранулам.

Грануляторы барабанного типа для непосредственного гранулирования азот- фосфор- и калийсодержащих удобрений из их растворов или плава в присутствии пара и воды. Барабан гранулятора изготавливается из стали, изнутри он покрыт листами резины. Сыпучие материалы подаются по желобу, плав или раствор азотсодержащих компонентов поступает через верхний распределитель непосредственно на слой гранулируемой смеси, пар вводится под слой материала. Для поддержания определенной высоты слоя гранул па выходе из барабана установлено подпорное кольцо. Привод гранулятора осуществляется от электродвигателя через редуктор (модуль 25:1), прямозубую шестерню и прямозубое кольцо, насаженное на барабан.

В производстве сложно-смешанных удобрений мощностью 100 тыс. т/год (в натуре) применяют грануляторы длиной 5,5 м и диаметром 2 м. Их производительность 40—60 т/ч, частота вращения 0,17 с-1 (10 об/мин), мощность электродвигателя 11 кВт. При поддержании оптимальных условий гранулирования этот агрегат работает достаточно стабильно и надежно.

Барабанный гранулятор может представлять собой горизонтальный цилиндрический барабан, вращающийся на бандажных опорах, который с одной стороны имеет входное отверстие, снабженное системой подачи смеси исходных компонентов, с другой — выходное отверстие. Внутрь барабана введен коллектор для распределения жидких компонентов, воды и связующих веществ. Отличительной особенностью одного из барабанных грануляторов является заполнение части его объема мелющими телами (шарами). Под действием шаров гранулируемая смесь измельчается, тщательно перемешивается с жидкой фазой и в виде готовой смеси) наносится плотным слоем на внутреннюю стенку барабана. Слой срезается со стенки барабана в верхнем положении, и образующиеся при этом чешуйки1, подают обратно на мелющие тела, окатываются, наращиваются новые слои и уплотняются.

Описанная конструкция гранулятора обладает рядом преимуществ; появляется возможность перерабатывать материалы трудно поддающиеся гранулированию, значительно улучшается однородность гранул по химическому составу и крупности, повышается их плотность и прочность. Для гранулирования сложно-смешанных удобрений широко используют горизонтальные вращающиеся барабаны с гладкой внутренней поверхностью. При вращении барабана происходит разминание, окатывание или перебрасывание материала, что обеспечивает многократно повторяющееся соприкосновение частиц благодаря этому возникает естественная когезия. Если удобрение содержит жидкую фазу в количестве, оптимальном для агломерирования твердых частиц, то происходит гранулирование материала. Жидкие компоненты вводят, как правило, непосредственно Б барабан на поверхность и под слой гранулируемого материала. Обычно, в качестве смачивающего вещества или пластификата при гранулировании суперфосфата вводят воду, при гранулировании сложно-смешанных удобрений аммонизирующие растворы, фосфорную или серную кислоту, а также растворы и пульпы различных удобрений. Теплый свежий камерный суперфосфат можно гранулировать без добавления воды. [8]

 

Рисунок 2.1- Барабанный гранулятор

 

При исследовании условий работы таких барабанов было установлено, что гранулирование материалов, обладающих оптимальными для агломерирования свойствами, наиболее эффективно при частоте вращения барабана, составляющей 50% критической. При критической частоте вращения, значение которой равно 1,28 √D 1/с или 76,5 √D об/мин (где D — диаметр барабана, м), материал прижимается к поверхности барабана под действием центробежной силы. Если скорость вращения барабана составляет 50% его критической скорости, то облегчается равномерное смешение жидкости с твердыми частицами материала и предотвращается образование крупных комков.

Барабанный гранулятор для гранулирования суперфосфата представляет собой полый вращающийся барабан (рис. 39), опирающийся бандажами 2 на опорные ролики 4. На барабан насажена венцовая шестерня 3, которая соединена с электродвигателем 7 через редуктор и текстропную (клиновую) передачу. Внутри барабана по его окружности (на расстоянии 1 м от входа) Расположены направляющие лопасти. На входе в барабан установлены подпорные кольца, обеспечивающие определенную загрузку суперфосфатом. Внутрь барабана подведена труба с тремя форсунками 5 для распределения воды. Для очистки стенок от налипшего на них суперфосфата установлен нож 6 из диабазовой плитки так, чтобы толщина налипшего слоя не превышала 20—50 мм. Вода в форсунки подается насосом, который создает давление 0,4—0,5 МН/м2 (4—5 кгс/см2), достаточное для образования тонкой водяной пыли. Первая форсунка, через которую вводится 70% воды, установлена на расстоянии 6,5 м от выходного отверстия гранулятора, вторая — на расстоянии 5 м и третья — на расстоянии 1 м от выхода. Характеристика типовых грануляторов приведена ниже:

 

 

К основным недостаткам этих грануляторов относятся:

недостаточная эффективность существующей системы очистки внутренних стенок барабана и его течек от налипшего продукта, что снижает степень использования оборудования в результате частых остановок аппарата и с необходимостью применения ручного труда;

     несовершенство системы привода барабана, которая имеет большие пусковые моменты на приводном валу при отсутствии плавного регулирования числа оборотов гранулятора и муфты совершенной конструкции, что ведет к частым поломкам в систем привода и остановкам аппарата;

   несовершенство конструкции распылительных форсунок, которые часто забиваются материалом, в результате чего наблюдается неравномерное увлажнение гранулируемой массы и ухудшается регулирование режима работы гранулятора;

отсутствие эффективных средств распределения и дозирований исходных компонентов (ретура, мела, шихты, воды) ведет к неравномерному их соотношению в процессе гранулирования и нарушению режима работы барабанного гранулятора;

отсутствие устройств герметизации барабана и течек грануле тора повышает запыленность в цехе;

высокий процент возврата — до 50%.

   Для устранения некоторых имеющихся конструкционных недостатков проводятся следующие мероприятия: на бункер шихты и течки устанавливаются вибраторы (для устранения возможности налипания продукта);

     в выгрузочных и загрузочных течках устанавливаются резиновые шейки (для ускорения и удобства очистки);

стенки барабана внутри обкладываются листами резины толщиною 4—3 мм для предотвращения налипания продукта;

с помощью лабиринтового или торцевого уплотнения течки герметизируют подачу исходных компонентов в гранулятор для уменьшения просушки;

усовершенствуется система привода (увеличен модуль, улучшена обработка и т. д.). [8]

 

2.2 Пресс небольшой производительности для производства пеллет ПеллетПресс 300 Компакт (PP 300 Compact).

Рисунок 2.2- Гранулятор PP 300 Compact

 

После долгих лет исследования и испытаний в 2001 году на рынке появился пресс малой производительности для производства пеллет. Простые и автоматизированные пеллетные прессы характеризуются низкими инвестиционными затратными, низкими трудозатратами при эксплуатации и быстрой окупаемостью. Качество и простота исполнения объясняют успех малых прессов на международных рынках.

   Как уже было сказано, если мебельное предприятие, производители бруса, домов, окон или дверей получают в результате своей деятельности сухие древесные отходы, то им имеет смысл наладить собственное производство пеллетов. Установка оборудование и начало производства такого облагороженного топлива, как пеллеты, не представляет особой сложности. Малые прессы обладают значительными преимуществами по сравнению с большими. Собственные сухие древесные отходы исключают необходимость сушки сырья, а его транспортировка сведена к минимуму. Эти факторы сильно влияют на производственные затраты, что позволяет предлагать пеллеты собственного производства на местном рынке по приемлемой цене. Таким образом, получается система, приносящая экологическую, общественную и экономическую пользу.

   Для производства 1 тонны пеллет требуется примерно 6м3 опилок или стружки. Пресс мощностью в 250-350 кг/час может вырабатывать примерно 2000 тонн высококачественных пеллет, востребованных во всем мире, в год. 2000 тонн пеллетов могут заменить примерно 1000 тонн дизельного топлива и уменьшить выбросы CO2 на 300 тонн в год. Поэтому от такого производства выигрывают все. Окупаемость такого проекта при полной загрузке и обеспечением сырьем осуществляется менее, чем за год.

   PP300 Kompakt - компактный и оптимальный по цене пеллет-пресс небольшой производительности для непрерывного производства пеллет. Пресс отлично подходит для использования на предприятиях , занимающихся распиловкой, строганием древесины и другими видами деревообработки.      

   PP300 Kompakt - пресс шведского производства производительностью 250-350 кг пеллет в час. Он прессует древесное сырьё в пеллеты диаметром 8 мм.

   Машинная часть данной компактной модели заключена в единую рамочную конструкцию. Установка состоит из одной матрицы и двух колёс подачи, смонтированных на движущейся вилке. Конструкция пеллет - пресса проста, что облегчает обслуживание и работу с машиной.

   Качество готовых пеллет напрямую зависит от используемого для прессования материала. Обычно используется стружка и опилки древесины хвойных пород влажностью до примерно 15%. Материал должен быть очищен от возможных загрязнений, например камней и металла. При начальном размере частиц сырья более примерно 3 мм, оно должно быть измельчено в мельнице-дробилке.

     Материал подаётся со склада и попадает на колесо подачи, которое под нажимом отправляет его в матрицу . Под воздействием возрастающих давления и температуры материал спрессовывается в пеллеты. Пеллеты выходят с обратной стороны матрицы и под воздействием собственного веса падают выходя через отверстие защитного колпака .

   Перед отгрузкой на склад пеллеты охлаждаются в охладительной башне. Охладительная башня работает под пониженным давлением и таким образом засасывает воздух через решетку. Пеллеты подаются транспортёром вперед пошагово для лучшего охлаждения. Другим транспортёром пеллеты подаются далее к расфасовке в биг-пэк или расфасовочной линии для малых мешков в зависимости от выбранной альтернативы.

     Технические характеристики системы гранулирования с прессом для пеллет PP-300.

Производительность                        250-350 кг / час готовых пеллет

Двигатель  Электродвигатель          30 КВт

Матрица Цилиндрическая матрица, внутренний диаметр 410 мм , ширина 33 мм .

Прессованные валы                          2 штуки , диаметр 200 мм .

Электрический шкаф   PLC - управление , PLC с датчиками , расположенными вокруг устройства для работы в автоматическом режиме

Измельчение Мельница - дробилка    7,5 КВт

Основание Комплектное основание 2 х 2 метра для всей конструкции.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.3 - Машинно-аппаратурная схема PP 300 Compact

1. - мельница – дробилка; 2. - склад сырья; 3. – подача; 4. - пеллет – пресс;
2. - подъёмный транспортёр; 6. - охладительная башня; 7. – сито; 8. - электрический шкаф; 9. – опора;

Схема системы гранулирования

Фотографии частей системы гранулирования с прессом гранулятором PP-300

                 а)                                             б)                                           в)

Рисунок 2.4 а – матрица, б – ролик, в – гранулятор

 

Опции для системы гранулирования с прессом-гранулятором PP-300.

Система 1. Подача и загрузка сырьем системы гранулирования.

 

             а)                                                           б)

Рисунок 2.5 Подача и загрузка сырьем системы гранулирования

а)Бункер-накопитель с подачей сырья (6*2.5 м) б) шнековая подача из бункера - накопителя (6*0,3 м)- модули по 2 м

 

Система 2. Комплексная система загрузки сырья и система автоматического наполнения малых мешков.

                                                     а)                       б)

Рисунок 2.6 Комплексная система загрузки сырья и система автоматического наполнения малых мешков

 

а) бункер ( 12,7 м3, 2,5 м, высота 4,5 м, б) просеиватель, в) Конвейер в бункер (ширина 150 мм, длина 8 м с захватами через 40 мм), г) Конвейер (ширина 150 мм, длина 6 м с захватами через 40 мм) в насыпную станцию малых мешков, д) Насыпная станция под малые мешки.

   Описание принципа насыпной станции

Расфасовщик для упаковки пеллет, управляемый процессором. Обладает высокой пропускной способностью, т.к. наполнение происходит одновременно со взвешиванием следующей партии. Принцип работы: Масса подается шнеком на взвешивание. Емкость для хранения взвешиваемой массы, достаточная для вмещения 30 кг сырья, состоит из трех камер. Когда масса в первой камере достигает заданного значения, пневматическая дроссельная заслонка переводит пода чу материала в следующую камеру. Одновременно с этим взвешивается следующая партия сырья, что позволяет достичь очень высокой пропускной способности.

Система 3. Система наполнения больших мешков.

Рисунок 2.6 - Система наполнения больших мешков

а) Конвейер к наполнителю пеллетами больших мешков (ширина 150 мм, длина 6 м с захватами через 40 мм), б) Четырехпозиционная насыпная станция пеллет для 1000 кг мешков. [8]

Управляет процессором расфасовщик для непрерывного наполнения мешков различных размеров. Обычно используются упаковки на 500-1500 литров. Чтобы пеллеты не крошились при упаковке, он может быть установлен в непосредственной близости от пресса для пеллет для прямой подачи пеллет на упаковку. Упаковка также может производиться на складе.

 

2.3Пресс-гранулятор CPM Europe

Компания CPM Europe выпускает 5 основных серий прессов-грануляторов в большом количестве версий, предназначенных для гранулирования различных материалов с различной производительностью. Все прессы-грануляторы CPM оборудованы приводными вертикальными кольцевыми матрицами и парными роликами, свободно вращающимися вокруг своей оси. Все прессы-грануляторы CPM имеют прямой одноступенчатый зубчатый привод, обеспечивающий высокую энергоэффективность. Все они оснащены автоматической системой

смазки роликов.

Пресс-гранулятор CPM(Рис. 2.7) - продукт непрерывных конструкторских разработок, которые ведутся с начала XX века. Их цель - совершенствование, повышение эффективности и надежности технологии гранулирования, снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов. Работа, которую ведут конструкторы CPM на производственных площадках в Нидерландах, США, Ирландии и Сингапуре базируется на результатах практической эксплуатации оборудования в разных странах, с разными материалами, в разных производственных условиях.

Рисунок 2.7 Общий вид пресс-гранулятора CPM Europe

Прямой одноступенчатый зубчатый привод. Подавляющее большинство грануляторов, выпускаемых во всем мире имеют ременный привод. CPM - одна из очень немногих компаний, которым удалось создать исключительно надежную и эффективную зубчатую передачу(Рис. 2.8 ). Редуктор пресса CPM имеет всего одну ступень, что позволяет свести к минимуму операции обслуживания привода это дает:

       - Экономию энергии главного двигателя - до 11% по сравнению с ременным приводом.

       - Сокращение затрат на техническое обслуживание.

       - Отсутствие изнашиваемых ремней.

 

Рисунок 2.8 Одноступенчатый привод

     Ряд усовершенствований, внесенных конструкторами CPM в устройство пресс-грануляторов имеют целью, прежде всего, облегчение труда операторов, сокращение времени и усилий, которые требуются для обслуживания оборудования. Например:

Матрица пресса CPM фиксируется с помощью специального крепления, назваемого "медвежий коготь" (Рис. 2.9). Благодаря этому болты, которыми фиксируется матрица не заклинивает, а для того, чтобы снять матрицу их достаточно отпустить, не вынимая до конца.

Рисунок 2.9 Устройство для крепления матрицы «Медвежий коготь»

Для снятия и установки матрицы и роликов используется специальный пневматический или ручной подъемник, закрепленный на корпусе пресса-гранулятора. Т.е. для этого не требуется установка кран-балки над прессом или пространство для подъезда погрузчика или передвижного крана.

При этом, благодаря дверце камеры гранулирования, открывающейся на 180 градусов, оператору обеспечен легкий доступ к обслуживаемому оборудованию.Благодаря этому оператор может спокойно сменить матрицу пресса-гранулятора CPM за 40-60 минут.

Рисунок 2.10 пневматический подъемник, закрепленный на корпусе пресса-гранулятора.

Прессы серий 3000, 7700 и 7900 оснащаются униакльным устройством легкого регулирования зазора между роликами и матрицей - Линеатором (Lineator TM). Линеатор позволяет без остановки пресса корректировать расстояние между роликами и матрицей, которое является одним из важнейших параметров, влияющих на производительность оборудования и качество гранул. Оптимальная величина зазора зависит от множества факторов, таких как: физические и механические характеристики материала, уровень заполнения камеры гранулирования, степень износа матрицы, роликов и т.д. Поэтому наладку пресса приходится осуществлять эмпирически - с помощью множества итераций. Каждый раз после замены матрицы или роликов такая наладка пресса может занять несколько часов, прежде чем производитель добъётся необхоидмого результата. Линеатор позволяет сократить этот процесс до нескольких минут.

Рисунок 2.11 Линератор

Преимущества использования линератора

- Простота оптимизации проецесса гранулирования;

- Обеспечение максимальной производительности;

- Обеспечение высокого и стабильного качества гранул;

- Сокращение времени простоев при наладке пресса-гранулятора.

Принцип действия пресса с вертикальной кольцевой матрицей:

Матрица представляет собой большое кольцо из закаленной нержавеющей стали со сквозными отверстиями специальной формы. Матрица приводится в движение с помощью прямого одноступенчатого зубчатого привода от главного электромотора. Внутри матрицы расположены два ролика. Ролики собственного привода не имеют. Они вращаются вокруг своей оси, приводимые в движение материалом, который затирается между ними и внутренней поверхностью матрицы.

Предварительно измельченный, гомогенизированный материал подается внутрь матрицы снаружи сверху, попадает в зазор между внутренней поверхностью матрицы и роликами и запросессовывается в отверстия матрицы.

   Под действием непрерывно поступающего в камеру гранулирования сырья материал, попавший в отверстия постепенно продвигается сквозь них наружу. В результате создаваемого давления материал нагревается до температуры 100-120 градусов Цельсия. При этой температуре происходит размягчение лигнина и других веществ, содержащихся в сырье или добавленных специально (при необходимости). С внешней стороны матрицы через отверстия наруже поступают готовые гранулы, которые при соблюдении технологии подготовки сырья и гранулирования обладают высокой прочностью и специфической плотностью 1,1-1,3 (в зависимости от материала). [13]

Рисунок 2.11 Матрица                   Рисунок 2.12 Ролики

2.4 Пресс-гранулятор для производства пеллет NOVA Pellet.

Оборудование для производства пеллет компании NOVA это 30-ти летний опыт и производство в соответствии с нормами CE.

Кроме того, Nova di Pozzali Andrea S.r.l. имеет Итальянский патент на инновационную систему своего оборудования.

Оборудование NOVA (Рис. 2.13) позволяет выпускать пеллеты с меньшей стоимостью, потому что в оборудовании обеспечено незначительное отношение между установленной электрической мощностью и производительностью пеллет в час (система экономии энергии).

По факту, все технологии и технические решения разработанные и внедренные компанией NOVA обеспечивают наилучшее качество производимых пеллет.

 

 

Рисунок 2.13 Пресс-гранулятор NOVA Pellet.

Преимущества пресс-гранулятора NOVA Pellet:

-Компактные размеры, идеально подходит для небольших деревообрабатывающих производств;

- Легкая установка и быстрый запуск;

- Прочность конструкции;

- Производство пеллет без добавок;

- Удобное управление;

- Подача в гранулятор сырья осуществляется посредством регулировочного клапана или ленточного конвейера;

- Дробилка располагается над гранулятором;

- Быстрая замена инструментов, что позволяет сократить время и стоимость обслуживания и очистки;

- Легкая регулировка в зависимости от фракции (стружки или опилки);

- Удобное управление; [14]

2.5 Гранулятор ОГМ-6/6П

Пресс-гранулятор ОГМ-6/ОГМ-6П** (Рис. 2.14) Предназначен для получения гранул из комбикормов, а также отрубей, опила, лузги, торфа, угольной пыли и других сыпучих продуктов. Пресс-гранулятор ОГМ-6Пн со смесителем, дозатором и питателем, выполненными из нержавеющей стали.

 

Рисунок 2.14 Гранулятор ОГМ-6/6П

         Мощность основного двигателя пресса: 90 кВт/ 110 кВт

Производительность по комбикорму: до 8000 кг/ч/до 10 000 кг/ч

Уникальная трёхвальная конструкция, двухступечатый редуктор позволяет понизить скорость вращения матрицы гранулятора до 140 об./мин. при приводе мощностью 90/110 кВт, что позволяет получать качественные прочные пеллеты практически из любого сырья.

Пресс-гранулятор способен выдерживать высокие нагрузки, характерные при производстве пеллет, благодаря усиленной конструкции прессующего узла, валов и шестерней редуктора.

Дозатор с итальянским мотор-редуктором Bonfiglioli, небольшим шагом витков шнека и увеличенным диаметром рабочей камеры позволяет точно и равномерно дозировать подачу сырья в смеситель обеспечивает поточность технологического процесса гранулирования.

Новая конструкция смесителя с защитой от забивания позволяет качественно и равномерно увлажнять продукт и подготовить его к гранулированию.

Технические характеристики гранулятора ОГМ-6:

Производительность            1 тон/ч

Мощность                              92,95 кВт

- двигатель пресса                90 кВТ

- двигатель смесителя           2,2 кВт

- мотор-редуктор дозатора  0,75 кВт

Тип редуктора                       2-х ступенчатый

Габариты:          

- ширина                                   230 см

- длина                                      110 см

- высота                                    220 см

Масса                                        2100 кг

Обслуживающий персонал  1 человек

Модификации грануляторов ОГМ-6н и ОГМ-6Пн отличаются смесителем, питателем и дозатором, выполненными из нержавеющей стали. Комплектующие из нержавейки предотвращают коррозию металла и продлевают срок эксплуатации пресс-гранулятора при работе с высокоагрессивными средами.

Возможность применения грануляторов серии ОГМ-6 на взрывоопасных производствах и объектах хранения сельскохозяйственного сырья подтверждается разрешением ФС по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Минимальный срок эксплуатации гранулятора: 8 лет. Грарантия производителя: 1 год. [15]

2.6 Пресс-гранулятор Р-120В

Пресс-гранулятор Р-120В (Рис. 2.15) предназначен для гранулирования различных материалов органического происхождения (продукт): опилки, различные виды зерновых, отходы древесной промышленности, шелуха подсолнечника, солома, сено, кукуруза.

   Наилучшим для гранулирования является продукт влажностью 13—18%.

Через загрузочную воронку продукт попадает на матрицу и под действием роликов выдавливается под давлением 1000—1200 кг/см. кв., и в результате получаем гранулы. В зависимости от используемой матрицы диаметр гранул может быть: 3, 4, 5, 6 или 8 мм. Длина гранулы регулируется отрезным ножом.

Рисунок 2.15 Пресс-гранулятор Р-120В

         Модель                                                                P 120В  

Мощность, кВт                                                    3   

Производительность по комбикорму, кг/ч      75 – 100

Производительность по опилкам, кг/ч            80 – 120

Габаритные размеры, мм                        710*390*910    

Диаметр матрицы, мм                                          120        

Вес, кг                                                                    80

Цена, руб.                                                              80000

 

2.7 Пресс-гранулятор KAHL

Пресс-гранулятор KAHL (Рис. 2.17) в течение многих десятилетий с успехом применяются в производстве компактных органических продуктов с разным размером частиц, различной влажности и плотности засыпки.

Рисунок 2.17 Пресс-гранулятор KAHL

     Продукт с помощью специальных бегунов продавливается через матрицу, формуется в непрерывный жгут и измельчается с помощью ножей на частицы желаемого размера. Прессы постоянно совершенствуются. Цель - увеличение производительности и экономичности. Прессы-грануляторы фирмы KAHL особенно эффективны при переработке трудных (с точки зрения прессования и гранулирования) продуктов. [10]

Типовой ряд прессов "KAHL"включает в настоящее время 12 различных типоразмеров:

Диаметр матриц: 175-1250 мм

Приводной двигатель: 3-400 кВт

Диаметр бегуна: 130-450 мм

Диаметр гранул: 2-40 мм

Привод в малых прессах осуществляется через съемную передачу, в больших прессах - червячная передача из износостойкого материала, с низким уровнем шума, с предвключенным ременным приводом.

Преимущества Пресс-гранулятора KAHL:

- Загрузка производится самотеком, большие размеры камеры пресса исключают блокировку;

- Скорость бегунов всего 2,5м/сек, что обеспечивает хорошую деаэрацию материала;

- Благодаря низкой скорости, уровень шума пресса ниже 70дБА;

- Толстый слой продукта перед бегунами при большой площади матрицы обсепечивает высокую пропускныю способность даже при переработке трудно прессуемых материалов;

-Зазор бегуна можно регулировать без остановки пресса и тем самым влиять на качество гранул;

- Подшипники бегунов с постоянной смазкой снабжены специальными уплотнителями, которые препятствуют загрязнению прессуемого материала консистентной смазкой и остатками жира;

- Быстрая замена рабочих органов пресса делает использование всей линии более универсальным;

- Допускаются колебания влажности продукта;

- Хорошо поддаются переработке смеси с высоким содержанием жиров и мелассы

- Каждый пресс перед поставкой подвергается тестированию с имитацией полной нагрузки;

2.8 гранулятор М707

Гранулятор М707 (Рис. 2.17) применяется для производства комбикормов. После экспандера комбикорм, попадая в прессующую камеру гранулятора М707, увлекается вращающейся кольцевой матрицей и прессующими роликами в клиновой зазор между внутренней поверхностью матрицы и внешней поверхностью прессующих роликов. По мере движения продукта давление в клиновом зазоре повышается, комбикорм сжимается (зона предварительного сжатия или уплотнения), и когда величина давления превысит сопротивление запрессованного в фильеры (отверстия матрицы) продукта, очередная ее порция выдавливается в виде сформированных гранул. Диаметр гранул на выходе несколько больше диаметра фильер за счет упругого расширения гранул.

Рисунок 2.18 Гранулятор М707

   В зависимости от назначения комбикорма на пресс- грануляторах устанавливаются кольцевые матрицы с отверстиями диаметром 2мм, 4мм, 6мм. Длина гранул контролируется следующими параметрами: радиальным положением ножа, удалением ножа от матрицы, количеством материала. В процессе гранулирования возможен ввод растительного масла или жира в прессующую камеру гранулятора.

Качество и производство гранул зависит во многом от сырьевого состава рассыпных комбикормов, физико-механических свойств каждого компонента, их способности к сжатию и образованию прочных гранул.

   Способность некоторых компонентов комбикорма к гранулированию различна. Высокую способность к этому процессу можно отметить у пшеницы, ржи, кукурузы, хлопкового и соевого шротов; среднюю - у ячменя, овса, рыбной и мясокостной муки; низкую - у отрубей, травяной муки, свекловичного жома. Это зависит в основном от содержания протеина, сырого жира, сахара, крахмала, сырой клетчатки, целлюлозы. Например, добавление в рассыпные комбикорма масла в количестве 2-3 % способствует процессу их прессования, однако при большем количестве масла качество гранул ухудшается.

На эффективность процесса гранулирования оказывает большое влияние крупность и однородность частиц рассыпного комбикорма. Выравненность частиц способствует уплотнению и улучшению внешнего вида гранул, повышает производительность пресса на 10-15 %. Кроме того на прочность гранул влияют толщина матриц, геометрия прессующих каналов матрицы, зазор между матрицей и прессующим роликом. [9]

2.9 Гранулятор ДГ-3

Данная модель гранулятора предназначена для гранулирования комбикормов, опила, отрубей, а также других материалов-составляющих комбикорма при согласовании с заводом-изготовителем.

Принцип работы гранулятора ДГ-3 (Рис. 2.19): через дозатор продукт равномерно подается в смеситель, там происходит его увлажнение паром до влажности, подходящей для оптимального гранулирования, и активно перемешивается мешалкой (влага способствует образованию прочных гранул). Из смесителя увлажненное сырье подается в пресс. В камере для прессования продукт затягивается между вращающимися матрицей и прессующими вальцами и продавливается в радиальные отверстия матрицы, где под действием большого давления происходит формирование гранул. Гранулы выдавленные из отверстий попадают при выходе из гранулятора на неподвижный нож и отсекаются. Обломанные гранулы падают вниз и через патрубок кожуха выводятся из пресса.

Рисунок 2.19 Гранулятор ДГ-3

Преимущества модели:

Лучшее соотношение цена-производительность;

При использовании матрицы с отверстиями d=2.5 мм, получается гранулят аналогичный крупке.

Технические характеристики гранулятора ДГ-3:

Производительность, кг/час                     1500-4500

Мощность основного двигателя, кВт     37

Вес, кг                                                         1300

Возможные сферы применения: рыбоводческие хозяйства, предприятия специализирующиеся на откорме молодняка КРС и свиней, птицефабрики, комбикормовые заводы. [9]

 

2.10 Гранулятор комбикорма ДГ-7

Данная модель гранулятора предназначена для гранулирования комбикормов, опила, отрубей, а также других материалов-составляющих комбикорма при согласовании с заводом-изготовителем.

   Принцип работы гранулятора ДГ-3 (Рис. ): через дозатор продукт равномерно подается в смеситель, там происходит его увлаженение паром до влажности, подходящей для оптимального гранулирования, и активно перемешивается мешалкой (влага способствует образованию прочных гранул). Из смесителя увлажненное сырье подается в пресс. В камере для прессования продукт затягивается между вращающимися матрицей и прессующими вальцами и продавливается в радиальные отверстия матрицы, где под действием большого давления происходит формирование гранул. Гранулы выдавленные из отверстий попадают при выходе из гранулятора на неподвижный нож и отсекаются. Обломанные гранулы падают вниз и через патрубок кожуха выводятся из пресса.

 

 

Рисунок 2.20 Гранулятор ДГ-7

Преимущества модели:

- Может легко встраиваться в существующие линии;

- Надежность и качество исполнения;

- Легко и быстро ремонтируется в условиях существующего производства.

Производительность, кг/час                     3200-8000

Мощность основного двигателя, кВт     75,0 (90,0)

Вес, кг                                                        2500

Возможные сферы применения: перерабатывающие предприятия, комбикормовые заводы, лесоперерабатывающие предприятия. [11]

2.11 Установка для производства комбикормов универсального назначения AGREX 2515

Установка для производства комбикормов универсального назначения (Рис. 2.21 ) позволяет дробить и смешивать различные типы зерновых, например, пшеницу, кукурузу, ячмень и овес при условии, что их влажность не превышает 15%.

Установка спроектирована так, чтобы избежать образования пыли, и позволяет вводить в зерновую массу различные пищевые и протеиновые добавки, а также премиксы по рецепту.

В стандартной конфигурации установка позволяет получить комбикорма различной крупности, имеет производительность в зависимости от комплектации от 1800 до 6000 килограмм в час и обеспечивает работу в непрерывном режиме.

Рисунок 2.21 Установка для производства комбикормов универсального назначения AGREX 2515

Установка состоит из таких узлов:

Приемные емкости, укомплектованные объемными экстракторами и программируемым электронным контролером для точного дозирования зерна и других составляющих по рецепту;

Молотковая мельница с конвейером для подачи на миксер, различной мощности;

Миксеры для смешивания измельченного продукта вместе с различными добавками, по рецепту для достижения лучших результатов гомогенизации;

Щит для контроля за работой установки на всех этапах производства с возможностью программирования, управления и записи различных формул и рецептов;

Система шнековых транспортеров.

Технические характеристики установки в стандартной конфигурации.

Производственная мощность, кг/ч                                   1800-2500

Установленная мощность, кВт                                         28

Производительность молотковой мельницы (кг/час)     2500

Емкости для зерновых (м куб.)                                         7х2    

Общая емкость миксеров (м куб.)                                   3,8

Комплектация дополнительным оборудованием по запросу:

Дополнительные емкости для зерновых, минеральных и белковых составляющих, в комплекте с дозирующим объемным экстрактором, и программируемым электронным контролером;

Устройство электронного взвешивания различных составляющих комбикормов (отдельно от смешивающего блока). В комплекте: 6 взвешивающих ячеек с независимым контролем рецепта и взвешиванием продукта от двух миксеров; щит для контроля за весами различных составляющих комбикормов с возможностью программирования, управления и записи различных формул и рецептов;

Шнековые экстракторы для транспортировки комбикормов от миксера. Подача синхронизирована со взвешивающим устройством;

1 весо-выбойная машина модели TTP/25–50 для выдачи комбикормов в мешки по 25–50 кг с открытой горловиной. Контроль взвешивания осуществляется электронными весами, которые прекращают наполнение мешка при достижении запрограммированного веса. Темп работы — 200/240 мешков в час;

Взвешивающее устройство модели РЕ01, расфасовка — 60/80 мешков в час. [12]

2.12 Мобильный комбикормовый завод МКЗ-3214

Мобильный комбикормовый завод МКЗ-3214 (Рис. 2.22) представляет собой определенный набор агрегатов, с помощью которых осуществляется размол сырья, добавка различных компонентов в соответствии с рецептурой и потребностями заказчика, смешивание всех ингредиентов и выгрузка готового корма. Оборудование может быть установлено на шасси грузового автомобиля, полуприцепа (агрегатирование трактором класса 2), а также использоваться в качестве стационарного оборудования.

Рисунок 2.22 Мобильный комбикормовый завод МКЗ-3214

 

Используя МКЗ-32141 можно изготавливать корма из любого зерна, зернобобовых и т.п. непосредственно в местах хранения сырья либо в местах откорма скота.

Производительность: 10-15 тонн готовой продукции в час.

Более 15 европейских стран многие годы успешно используют мобильные комбикормовые заводы в сфере производства кормов для животных.

Преимущества использования МКЗ-3214:

- значительное снижение затрат на корма;

- эффективное использование собственного сырья;

- простота организации технологического процесса. [17]

 

2.13 Мобильная прицепная установка GMA-3500

(http://emax.kazprom.net/p38252-mobilnaya-pritsepnaya-melnitsa.html )

Компания «E-MAX Asia», предлагает изделие GMA-3500, представляющее собой мобильную и поэтому чрезвычайно гибкую в эксплуатации дробильно-смешивающую установку (Рис. 2.22).

Рисунок 2.22 Мобильная прицепная установка GMA-3500

   Установка GMA-3500 позволяет осуществлять высокотехнологичное производство комбикорма независимо от места ее расположения.

Краткая информация о конструкции:

– Бортовой компьютер, позволяющий создавать 99 различных смесей;

– Емкость для жидких компонентов;

– Емкость из инструментальной стали для сыпучих фасованных премиксов и     компонентов;

– Обратные клапаны для обеспечения работы нагнетателя;

– Фильтровальная система с 12 патронами. Регулировка осуществляется с   помощью пневматических клапанов;

– Вакуумный и пневматический манометры;

– Молотковая дробилка с 72 молотками и рамой для проволочных сит с ячейками различного диаметра, ширина сита 380 мм, длина 800 мм;

– Главный привод от вала отбора мощности трактора (1000об./мин. );

– Шнековый смеситель принудительного действия от гидромотора, диаметр 400 мм;

– Магнит уловитель для отделения металлических деталей;

Технические характеристики:

Бункер 3500 кг

Мельница диаметр 800мм ширина 380мм 72 молотка

Производительность 6-10 тонн в час при 150 л. с минимально 100л. с.

Вакуум 25 куб. м/мин. Фильтр 12 шт.

Габариты: длинна 5.1 м ширина 2.4 м высота 3.2 м

Масса 4.4 тонны Скорость транспортировки 40 км\ч Воздушные тормоза. [16]

2.14 Минигранулятор с плоской матрицей CKJ 200

Данный мини пресс-гранулятор CKJ 200 (Рис. 2.23) применяются для утилизации таких отходов производства как: опилки, древесная щепа, ветки, столярные обрезки, камыш, шелуха подсолнечника и любых других отходов растительного происхождения с последующим использованием пеллет в виде топлива.

Рисунок 2.23 Минигранулятор с плоской матрицей CKJ 200

Оборудование простое в обслуживании, отличается легкой настройкой, быстрой заменой матриц, мобильностью. Передвижной корпус сделан из углеродистой стали, матрица из нержавеющей стали. [13]

Технические характеристики минигранулятора с плоской матрицей CKJ 200:

Производительность, кг/час пеллет   50-100

Мощность, кВт                                     11.0

 

 

 

3 Конструкция и принцип работы лабороторного пресс-гранулятора ПГМ-05

   Назначение пресс-гранулятора:

   Получение в домашних условиях гранулированных кормов для подкормки животных семейства парнокопытных, домашней птицы, рыб в районах промыслового нереста. Пресс-грануляторы могу использоваться лабораториями комбикормовых заводов. Пресс-гранулятор ПГМ-05 (Рис. 3.1) позволяет при использовании отходов зернового производства получить сбалансированный питательный корм, способный сохранять свои свойства в течение длительного времени.

Рисунок 3.1 Пресс-гранулятор ПГМ-05

Пресс-гранулятор устанавливается в линии, включающей молотковую дробилку и смеситель производительностью 500 кг/ч. Влажность прессуемого продукта должна быть не менее 18%.

Пресс-гранулятор с матрицей диаметром 4,8 мм гранулы применяются для кормления рыб, при гранулировании зернового сырья можно добавлять витамины и профилактические препараты для профилактики различных заболеваний у рыб.

Пресс-гранулятор с матрицей диаметром 8 мм (Рис. 3.2) гранулы применяются для кормления птиц, при гранулировании зернового сырья также можно добавлять пищевые и профилактические препараты для лучшего роста птиц.

Пресс-гранулятор с матрицей диаметром 10 мм

гранулы применяются для кормления КРС и свиней, при гранулировании зернового сырья можно добавлять пищевые и профилактические препараты, а также до 10% древесных опилок для лучшего роста животных.

       Пресс-гранулятор с матрицей диаметром 4,8-10 мм может также применяться для гранулирования других материалов. При гранулировании могут добавляться отработанные масла и другие ГСМ.

Матрицы на пресс-грануляторе быстро съемные. При закладывании гранул для длительного хранения их предварительно просушивают активным вентилированием или сушильной камере.

Пресс-гранулятор комплектуется:

- матрицами ПГМ-05.00.12

- роликами в сборе ПГМ-05.18.000

- обечайкой ПГМ-05.18.005

- кольцами ПГМ-05.18.002

- кольцами ПГМ-05.18.003

Технические характеристики пресс-гранулятора кормов:

Производительность, кг/ч                           250-350

Диаметр гранул, мм                                     4,8; 8; 10

Рабочий диаметр матрицы, мм                  175

Частота вращения матрицы, мин -1           190

Рабочий диаметр ролика матрицы, мм     136

Мощность двигателя, кВт                           7,5

Частота вращения двигателя, мин -1         960

Номинальное напряжение, В                      380

Передачи от двигателя:                

- тип передачи                                             клиноременная

- передаточное число                                   5

- тип ремня                                                    УА 1800

Габаритные размеры, мм                            1200×645×810

Масса установки, кг                                     650

Рисунок 3.3 Ролик

 

4 Результаты экспериментов и их анализ (графики)

 

Экспериментальные данные приведены в таблице 4.1

 

Таблица 4.1 Экспериментальные данные

 

Исход-ный материал	W% Влаж-ность	IА Сила тока	Qкг/ч Произво-дитель-ность	t˚C гранул	t˚C мат-рицы	t˚C ро-лика	m кг	T сек	P Мощ-ность кВт
Мелкие опилки	7	16	54	63	61-62	70	0,120	8	18,2
	17,5	13	122,4	32	42-60	75	0,170	5	14,8
	18	22	100,8	46	43-73	87	0,140	5	25,1
Средние опилки	6	16	21,6	-	52-70	85	0,03	5	18,2
	17,5	19	18	-	65-76	91	0,025	5	21,6
	20	12,1	82,8	37	43-43	56	0,115	5	13,8
	30	12,8	144	33	35-44	-	0,200	5	14,6
Крупные опилки	6,6	17	25,6	46	68-70	82	0,110	5	19,4
	17	13	52	40	51-73	65	0,310	47	14,8
гречиха	7,5	20	7.2	47	70	85	0.050	25	22,8
Подсол-нечник	6,8	18	10	52	68	80	0,150	54	20,5
хвоя	6,4	16	13,2	71	75	90	0,150	41	18,2

 

Данные зависимости плотности от влажности опилок приведены в таблице 4.2

 

Таблица 4.2 зависимости плотности от влажности опилок

 

Исходный материал	W %	m г	V м³	Ρ кг/м³
Мелкие опилки	7	10,43	8*	1303
	18	5,59	4*	1397
	18,5	2,94	3*	980
Средние опилки	6	3,48	2,5*	1392
	17,5	10,07	8*	1258
	20	5,1	4*	1275
	30	5,33	4*	1122
Крупные опилки	6,5	3,57	3*	1190
	17	2,3	2*	1105

Зависимость плотности гранул от влажности исходного материала показана на рисунке 4.1

 

 

Рисунок 4.1 зависимость плотности гранул от влажности исходного материала.

 

Данные зависимости прочности гранул от влажности исходного материала приведены в таблице 4.3

 

Таблица 4.3 Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала

 

Исходный материал	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
Мелкие опилки	7	399,5	1339,5	1410
	18	505,25	1527,5	2209
	18,5	361,9	2608,5	552,25
Средние опилки	6	470	2373,5	1722,55
	17,5	575,75	1621,5	1128
	20	-	-	-
	30	47	893	305,5
Крупные опилки	6,5	317,25	2514,5	1539
	17	117,5	779	763,75

Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала показана на рисунке 4.2

 

 

Рисунок 4.2 Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала

 

Данные зависимостей приведены в таблице 4.4.

 

Таблица 4.4 экспериментальные данные зависимостей от кратности гранулирования

 

Кратность прессования	Qкг/ч Произво-дитель-ность	P Мощ-ность кВт	IА Сила тока	m кг	T сек	t˚C гранул	t˚C мат-рицы	t˚C ро-лика	W% Влаж-ность
1	52	13,7	12	0,520	36	34	50-55	54	17
2	91	12,5	11	0,560	22	48	52-52	54	18,3
3	135	12,5	11	0,450	12	54	58-61	62	18,6
4	130	11,4	10	0,615	17	57	61-65	62	18,5
5	106	16,5	14,5	0,650	22	57	61-61	63	18
6	88	19,8	17,4	0,420	17	59	62-66	73	18,2
7	80	20,6	18,1	0,400	18	61	43-54	67	18,1
8	Не сняли	37,6	33	-	-	61	62-71	68	17,8

 

 

Зависимость производительности от кратности гранулирования(влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 4.3

 

 

Рисунок 4.3 Зависимость производительности от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

 

Зависимость потребления мощности от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 4.4

 

 

Рисунок 4.4 Зависимость потребления мощности от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

 

Зависимость температуры от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 4.5

 

 

Рисунок 4.5 Зависимость температуры от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

 

Зависимость снижения влаги от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 4.6

 

 

Рисунок 4.6 Зависимость снижения влаги от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Таблица 4.5 Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования.

 

Кратность прессования	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
1	17	1386,5	1668,5	1574,5
2	18,3	705	1410	1668,5
3	18,6	752	916,5	1081
4	18,5	1081	1057,5	1421,7
5	18,0	916,5	1363	2032,7
6	18,2	1903,5	1645	2996
7	18,1	1903,5	1645	2397
8	17,8	2820	2491	3243

 

Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 4.7

 

 

Рисунок 4.7 Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

 

 

 

Таблица 4.6 Зависимость прочности гранул от гранулируемого материала.

 

Исходный материал	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
Гречиха	7,5	1269	364,25	0
Подсолнечник	6,8	282	1081	940
Хвоя	6,4	329	658	987
Солома	7,5	399,5	705	517

 

Таблица 4.7 Сравнение различных материалов

 

Вид топлива	Теплота сгорания МДж/кг	% серы	Теплотворность ккал/кг	% золы	Углекислый
					газ кг/ГДж
Каменный уголь	20	2	7400	25	60
Дизельное топливо	42,5	0,2	10200	1	78
Мазут	42	1,2	9800	1,5	78
Щепа древесная, опил	11	0	4500	1	0
Древесные гранулы	17,5	0,1	4500	0,5	0
Торфяные гранулы	10	0	нет	20	70
Природный газ	37	0	8300	0	57

 

Сравнительные показатели продуктов сгорания показаны на рисунке 4.8

 

 

 

 

 

Рисунок 4.8 Сравнительные показатели продуктов сгорания

 

Сравнительные показатели выделения: теплоты сгорания и углекислого газа показаны на рисунке 4.9

 

Рисунок 4.9 Сравнительные показатели выделения: теплоты сгорания.

 

Выводы по проекту

Согласно проведенных исследований различных режимов влажности процесса гранулирования древесных опилок, получены справочные данные представленные в таблицах 4.1-4.6 . Анализ данных в виде графических зависимостей приведен на рисунках 4.1-4.7.

Гранулирование опилок разных режимов влажности имеет оптимальные параметры производства при следующих значениях : влажность опилок в диапазоне от 9-15 % влажности дает лучшую производительность, увеличивает прочность и плотность гранул что положительно влияет результат горения.

Двигатель работает в самом оптимальном режиме нагрузки.

Средняя влажность древесных отходов составляет 15-25 %, таким образом, использование опилок 15 % влажности позволяет значительно сэкономить потребление энергии на сушку исходных опилок. В свою очередь такое снижение потребления энергии на производство гранул, позволяет снизить стоимость готовой продукции.

При многократном гранулировании древесных опилок было выявлено : при трехкратном гранулировании производительность составила максимальное значение.

Далее наблюдается увеличение затраченной мощности и снижение производительности.

При восьмом гранулировании наблюдалось превышение номинальной мощности и заклинивание гранулятора.

Соответствие диаграмм определяет плотность и прочность полученных образцов представленных в пояснительной записке.

 

 

Рисунок 1.1 – Машинно-аппаратурная схема переработки влажной щепы в древесные гранулы.

 

Список использованных источников

 

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. - Т.I. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. – 728 с.
2. Амельянц А., Матыцин Г. Улучшаем конструкцию дробилки //Комбикормовая промышленность. – 1997. N с.17 – 18.
3. Белов С.В., Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды /под. ред. Белова С.В., 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1992. – 319с.
4. Беклешов В.К. Технико-экономическое проектирование дипломных проектов: Учеб. для втузов – М.: Высш. шк., 1992. – 176 с.
5. Вайнберг А.А., Буцко В.А., Вертяков Ф.Н. Расчет молотковых дробилок с использованием ЭВМ. Методические указания для самостоятельной работы, курсового и дипломного проектирования студентов специальности 17.06 МАПП. , 1990, 28 с.
6. Глебов Л.А., Семенов Е.В. Рациональные режимы и оценка эффективности работы дробилок ударного действия. Комбикормовая промышленность, ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1991г., С. 2-3.
7. Глебов Л.А. Молотковые дробилки фирмы “Ван – Аарсен” / Комбикормовая промышленность N 7, 1997, C.28 - 29.
8. Горбацевич А.Ф., Чеботарев В.Н., Шкред В.А., Алешкевич И.Л., Медведев А.И. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, «Вышэйш.школа», 1975.
9. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец техникумов. – 2 –е. Изд., перер. и доп. – Высш. шк. , 1990 .- 399 с.
10. Жислин Я.М. Оборудование для производства кормов и обогатительных смесей и примексов М.: Колос, 1981. – 319 с.
11. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов Ч. I. Справочник. - М.: Россельхозиздат, 1987.- 285 с.
12. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации – М.: Машиностроение, 1990. – 320 с.
13. Кукта Г.М. Машины и оборудование приготовления кормов. М.,ВО «Агропромиздат», 1987г., 303 стр.
14. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1990. - 512 с.: ил.
15. Лисицкий И.И. Передачи клиноременные. Методические указания по расчету передач клиновыми и поликлиновыми ремнями в курсовых и дипломных проектах. , 1993, 26 с.
16. Мартынова А.П. Гигиена труда в пищевой промышленности: Справочник. – М.: Агропроиздат, 1988. – 200 с.
17. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л., Колос, 1978 г., 560 с.
18. Мянд А.Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты. – М.: Машиностроение, 197г., 256 с.
19. Методические указания к выполнению курсового проекта по технологии машиностроения и технологической части дипломных проектов. Осачий Ю.С., Елагин В.В. – , 1985.
20. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть1: нормативы времени. – М.: Экономика, 1990.
21. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть2: нормативы времени. – М.: Экономика, 1990.
22. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительное для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. – М.: Машиностроение, 1974.
23. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ на металлорежущих станках. – М.: Машиностроение, 1974.
24. Островский Э.В., Эйдельман Е.В., Краткий справочник конструктора продовольственных машин. – М.: Агропромиздат, 1986, 621 с.
25. Правила организации и ведения технологического процесса производства продукции комбикормовой промышленности, 1992.
26. Панов А.А., Аникин В.В., Бойм Н.Г. и др. Обработка металлов резанием: справочник технолога. - М.: Машиностроение. 1988. – 736с., ил.
27. Сачко Н.С., Бабук И.М. Организация и планирование машиностроительного производства (курсовое проектирование): [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов]. – Мн.: Выш. Шк., 1985. – 72 с.
28. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. – М.: Колос, 1984 г., 445 с.
29. Соколов А.Я. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Машиностроение, 1972.- 200 с.
30. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение, 1985. 656 с., ил/496с., ил.
31. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. Под ред. Вардашкина Б.Н. – М.: Машиностроение, 1984. 592с., ил 656с., ил.
32. Сысуев В., Савиных П., Халтурин В. Оборудование для переработки зерна // Комбикормовая промышленность. – 1997. - №5. – с.13 – 14.
33. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Первая образцовая типография, 1986. – 512 с.
34. Черняев Н. П. Производство комбикормов – М.: Агропромиздат, 1989. – 224с.
35. Пилипенко А.Н. Механизация переработки и приготовления кормов в личных подсобных хозяйствах – М.: Росагропромиздат, 1989. – 157с.

Скачать: diplomnyy-proekt.rar