Biomasak errautsak, nitrogenoa eta sufrea bezalako substantzia kaltegarri gutxiago dituelako, energia mineralarekin alderatuta, erreserba handiak, karbono-jarduera ona, pizte erraza eta osagai lurrunkor handiak ditu. Hori dela eta, biomasa energia-erregai aproposa da eta oso egokia da errekuntza-bihurketarako eta erabilerarako. Biomasaren errekuntzaren ondoren geratzen den errautsa landareek behar dituzten mantenugaietan aberatsa da, hala nola fosforoan, kaltzioan, potasioan eta magnesioan, beraz, ongarri gisa erabil daiteke soroetara itzultzeko. Biomasa-energiaren baliabide-erreserba izugarriak eta abantaila berriztagarri bereziak kontuan hartuta, gaur egun mundu osoko herrialdeek energia berrien garapen nazionalerako aukera garrantzitsutzat hartzen dute. Txinako Garapen eta Erreforma Batzorde Nazionalak argi adierazi du "12. Bost Urteko Planean Laborantza Lastoaren Erabilera Osorako Inplementazio Planean" lastoaren erabilera osoaren tasa % 75era iritsiko dela 2013rako, eta % 80 gainditzen saiatuko dela 2015erako.
Biomasa-energia energia kalitate handiko, garbi eta eroso bihurtzea premiazko arazo bihurtu da konpontzeko. Biomasaren dentsifikazio-teknologia biomasa-energiaren errausketaren eraginkortasuna hobetzeko eta garraioa errazteko modu eraginkorrenetako bat da. Gaur egun, lau trinkotze-ekipo mota daude barneko eta atzerriko merkatuetan: espiral-estrusio partikula-makina, pistoi-estanpazio partikula-makina, molde lauko partikula-makina eta eraztun-moldeko partikula-makina. Horien artean, eraztun-moldeko pellet-makina asko erabiltzen da bere ezaugarriengatik, hala nola, funtzionamenduan berotzeko beharrik ez izatea, lehengaien hezetasun-edukiaren eskakizun zabalak (% 10etik % 30era), makina bakarreko irteera handia, konpresio-dentsitate handia eta formazio-efektu ona. Hala ere, pellet-makina mota hauek, oro har, desabantailak dituzte, hala nola moldearen higadura erraza, zerbitzu-bizitza laburra, mantentze-kostu handiak eta ordezkapen deserosoak. Eraztun-moldeko pellet-makinaren aipatutako gabeziei erantzunez, egileak formazio-moldearen egituran hobekuntza-diseinu berri bat egin du, eta zerbitzu-bizitza luzea, mantentze-kostu baxua eta mantentze-kostu erosoa duen formazio-molde multzo bat diseinatu du. Bitartean, artikulu honek formazio-moldearen analisi mekanikoa egin du bere lan-prozesuan zehar.
1. Eraztun-molde granulagailurako molde-egitura hobetzeko diseinua
1.1 Estrusio bidezko formazio prozesuari sarrera:Eraztun-makina bi motatan bana daiteke: bertikala eta horizontala, eraztun-makinaren posizioaren arabera; mugimenduaren arabera, bi mugimendu mota desberdinetan bana daiteke: eraztun-molde finko batekin egindako prentsa-arrabola aktiboa eta eraztun-molde gidatu batekin egindako prentsa-arrabola aktiboa. Hobetutako diseinu hau batez ere eraztun-moldeko partikula-makinari zuzenduta dago, presio-arrabola aktibo bat eta eraztun-molde finko bat mugimendu-forma gisa dituena. Bi zati ditu batez ere: garraiatze-mekanismo bat eta eraztun-moldeko partikula-mekanismo bat. Eraztun-moldea eta presio-arrabola dira eraztun-moldeko pellet-makinaren bi osagai nagusiak, eraztun-moldearen inguruan banatutako molde-zulo asko dituzte, eta presio-arrabola eraztun-moldearen barruan instalatuta dago. Presio-arrabola transmisio-ardatzari konektatuta dago, eta eraztun-moldea euskarri finko batean instalatuta dago. Ardatzak biratzen duenean, presio-arrabola birarazten du. Funtzionamendu-printzipioa: Lehenik eta behin, garraiatze-mekanismoak xehatutako biomasa-materiala partikula-tamaina jakin batera (3-5 mm) garraiatzen du konpresio-ganberara. Ondoren, motorrak ardatz nagusia mugitzen du presio-arrabola birarazteko, eta presio-arrabola abiadura konstantean mugitzen da materiala presio-arrabola eta eraztun-moldearen artean uniformeki banatzeko, eraztun-moldea materialarekin konprimitzea eta marruskatzea eraginez, presio-arrabola materialarekin eta materiala materialarekin. Estutze-marruskadura prozesuan, materialeko zelulosa eta hemizelulosa elkarren artean konbinatzen dira. Aldi berean, estutze-marruskadurak sortutako beroak lignina aglutinatzaile natural batean leuntzen du, eta horrek zelulosa, hemizelulosa eta beste osagai batzuk elkarri sendoago lotzen ditu. Biomasa-materialak etengabe betetzen diren heinean, molde-zuloetan konpresio eta marruskadura jasaten duen material kopurua handitzen jarraitzen du. Aldi berean, biomasaren arteko estutze-indarra handitzen jarraitzen du, eta etengabe trinkotu eta moldaketa-zuloan eratzen da. Estrusio-presioa marruskadura-indarra baino handiagoa denean, biomasa etengabe ateratzen da eraztun-moldearen inguruko moldaketa-zuloetatik, 1 g/Cm3 inguruko moldaketa-dentsitatea duen biomasa moldaketa-erregaia sortuz.
1.2 Moldeen higadura:Pellet makinaren ekoizpen bakarra handia da, automatizazio maila nahiko altua eta lehengaiekiko egokitzapen gaitasun handia ditu. Hainbat biomasa lehengai prozesatzeko erabil daiteke, biomasa dentsitate handiko erregaiak eskala handian ekoizteko egokia da, eta etorkizunean biomasa dentsitate handiko erregaiak industrializatzeko garapen-eskakizunak betetzen ditu. Hori dela eta, eraztun-moldeko pellet makina asko erabiltzen da. Prozesatutako biomasa-materialean harea eta biomasa ez diren beste ezpurutasun kantitate txikiak egon daitezkeenez, pellet makinaren eraztun-moldean higadura handia eragiteko aukera handia dago. Eraztun-moldearen bizitza erabilgarria ekoizpen-ahalmenaren arabera kalkulatzen da. Gaur egun, Txinan eraztun-moldearen bizitza erabilgarria 100-1000 tonakoa da.
Eraztun-moldearen hutsegitea batez ere honako lau fenomeno hauetan gertatzen da: ① Eraztun-moldeak denbora batez funtzionatu ondoren, eratzeko molde-zuloaren barne-horma higatu egiten da eta irekidura handitzen da, eta ondorioz sortutako erregai eratuaren deformazio nabarmena gertatzen da; ② Eraztun-moldearen eratzeko matrizearen zuloaren elikatze-malda higatu egiten da, eta ondorioz, matrizearen zulora sartzen den biomasa-materialaren kopurua gutxitu egiten da, estrusio-presioa gutxitu egiten da eta eratzeko matrizearen zuloa erraz blokeatzen da, eta horrek eraztun-moldearen hutsegitea eragiten du (2. irudia); ③ Barne-hormako materialak isurketa-kopurua nabarmen murrizten du (3. irudia);
④ Eraztun-moldearen barneko zuloa higatu ondoren, ondoz ondoko molde-piezen L arteko hormaren lodiera meheagoa bihurtzen da, eta horrek eraztun-moldearen egitura-erresistentzia gutxitzea dakar. Pitzadurak atal arriskutsuenetan gertatzeko joera dute, eta pitzadurak luzatzen jarraitzen duten heinean, eraztun-moldearen haustura-fenomenoa gertatzen da. Eraztun-moldearen higadura errazaren eta bizitza erabilgarri laburraren arrazoi nagusia eratzeko eraztun-moldearen egitura desegokia da (eraztun-moldea eratzeko moldearen zuloekin integratuta dago). Bien egitura integratuak emaitza hauek izateko joera du: batzuetan, eraztun-moldearen eratzeko moldearen zulo gutxi batzuk bakarrik higatzen direnean eta ezin dutenean funtzionatu, eraztun-molde osoa ordezkatu behar da, eta horrek ez ditu eragozpenak sortzen ordezkapen-lanetan, baita hondakin ekonomiko handiak eragiten ditu eta mantentze-kostuak handitzen ditu.
1.3 Moldeen egitura-hobekuntzaren diseinuaPellet makinaren eraztun-moldearen bizitza erabilgarria luzatzeko, higadura murrizteko, ordezkapena errazteko eta mantentze-kostuak murrizteko, beharrezkoa da eraztun-moldearen egituran hobekuntza-diseinu berri bat egitea. Molde-molde txertatua erabili da diseinuan, eta konpresio-ganbera egitura hobetua 4. irudian ageri da. 5. irudiak molde-molde hobetuaren zeharkako ikuspegia erakusten du.
Hobetutako diseinu hau batez ere eraztun-molde partikula-makinarentzat da, presio-arrabola aktiboaren eta eraztun-molde finkoaren mugimendu-forma duena. Beheko eraztun-moldea gorputzean finkatuta dago, eta bi presio-arrabolak ardatz nagusira konektatuta daude konexio-plaka baten bidez. Moldea beheko eraztun-moldean txertatuta dago (interferentzia-doikuntza erabiliz), eta goiko eraztun-moldea beheko eraztun-moldean finkatuta dago torlojuen bidez eta moldeari lotuta. Aldi berean, presio-arrabola eraztun-moldean zehar erradialki biratu eta mugitu ondoren, moldea indarraren ondorioz erreboterik ez izateko, torloju kontrahormatuak erabiltzen dira moldea goiko eta beheko eraztun-moldeei lotzeko, hurrenez hurren. Zulora sartzean materialaren erresistentzia murrizteko eta molde-zulora sartzea erosoagoa izan dadin. Diseinatu den moldearen elikatze-zuloaren angelu konikoa 60° eta 120° artekoa da.
Moldearen egitura-diseinu hobetuak ziklo anitzeko eta zerbitzu-bizitza luzeko ezaugarriak ditu. Partikula-makina denbora batez lanean ari denean, marruskadura-galerak moldearen irekidura handiagoa eta pasibatuagoa bihurtzen du. Molde higatua kendu eta zabaltzen denean, partikula-formazioen beste espezifikazio batzuk ekoizteko erabil daiteke. Horrela, moldeak berrerabil daitezke eta mantentze-lanak eta ordezkapen-kostuak aurreztu.
Granulatzailearen bizitza erabilgarria luzatzeko eta ekoizpen-kostuak murrizteko, presio-arrabolak karbono handiko manganeso handiko altzairua erabiltzen du higadura-erresistentzia onarekin, hala nola 65Mn. Moldea karburatutako aleaziozko altzairuz edo karbono gutxiko nikel kromo aleazioz egina izan behar da, hala nola Cr, Mn, Ti, etab. dituena. Konpresio-ganberaren hobekuntzari esker, goiko eta beheko eraztun-moldeek funtzionamenduan zehar jasaten duten marruskadura-indarra nahiko txikia da moldearekin alderatuta. Beraz, ohiko karbonozko altzairua, hala nola 45 altzairua, erabil daiteke konpresio-ganberarako material gisa. Molde integratu tradizionalen aldean, aleaziozko altzairu garestiaren erabilera murriztu dezake, eta horrela ekoizpen-kostuak jaitsi.
2. Eraztun-moldearen pellet-makinaren moldearen analisi mekanikoa moldearen lan-prozesuan zehar.
Moldeatze prozesuan zehar, materialeko lignina erabat biguntzen da moldeatze moldean sortzen den presio eta tenperatura altuko inguruneagatik. Estrusio presioa handitzen ez denean, materiala plastifikatzen da. Materiala ondo isurtzen da plastifikatu ondoren, beraz, luzera d-ra ezar daiteke. Moldea presio ontzi gisa hartzen da, eta moldearen gaineko tentsioa sinplifikatu egiten da.
Goiko kalkulu mekanikoaren analisiaren bidez, ondoriozta daiteke moldearen barruko edozein puntutan presioa lortzeko, moldearen barruko puntu horretako zirkunferentzia-tentsioa zehaztu behar dela. Ondoren, kokapen horretako marruskadura-indarra eta presioa kalkula daitezke.
3. Ondorioa
Artikulu honek eraztun-molde pelletizatzailearen formazio-moldearen egitura-hobekuntza diseinu berri bat proposatzen du. Txertatutako formazio-moldeen erabilerak moldearen higadura eraginkortasunez murriztu dezake, moldearen zikloaren bizitza luzatu, ordezkapena eta mantentze-lanak erraztu eta ekoizpen-kostuak murriztu. Aldi berean, formazio-moldearen analisi mekanikoa egin da bere lan-prozesuan zehar, etorkizunean ikerketa gehiago egiteko oinarri teorikoa emanez.
Argitaratze data: 2024ko otsailaren 22a