Všeobecné a užitočné informácie o peletovaní:

Odborný článok z časopisu  moderná mechanizácia v poľnohospodárstve 12/2010.

Bioenergetika je stále aktuálna a podľa odborníkov z krajín na západ od nás zohrá v budúcnosti významnú úlohu pri zabezpečovaní, keď už nie energetickej bezpečnosti, tak aspoň diverzifikácie. Jednou z jej foriem, ktorá je navyše užívateľsky prijateľná pre široké spektrum potencionálnych záujemcov z radov poľnohospodárskej prvovýroby, sú pelety vyrobené z poľnohospodárskych prebytkov a zvyškov z rastlinnej výroby – tzv. agropelety. V pravidelnej rubrike poňatej o čosi inak ako bežne, sme zavítali do Žďáru nad Sázavou, aby sme predstavili linku na výrobu agropeletiek.

Výroba a používanie peliet alebo menších peletiek nie je niečo nové ani netradičné. Väčšina z nich ale využíva odpad z drevárskej výroby a na biomasu z poľnohospodárskej prvovýroby nepripadá až taká významná časť. Účelom tohto článku ale nie je hľadať príčiny alebo dôsledky, ale predstaviť jednu z liniek na výrobu agropeletiek zo slamy alebo lúčneho sena českej spoločnosti ProPelety zo Žďáru nad Sázavou.

Nová linka ProPelety na trhu
Tento nový producent vytvoril novú linku vďaka kríze automobilového a strojárskeho priemyslu v minulom roku. Ako je to možné? Tak, že ich materská firma AXIOM-TECH, ktorá pôsobí už od roku 1993 v obchodno-technickej strojárskej oblasti, kde pomáha s projektovaním častí, sústav či celkov pre renomované firmy akými sú Bosch, Siemens, Donaldson, Continental a pod. hľadala pri prepade časti zákaziek v minulom roku projekt, ktorý by pokryl kapacity ich vývojového tímu. Po úvahách sa rozhodli pre linku na výrobu ekologického paliva agropeliet. Za niekoľko mesiacov navrhli a vyrobili prototyp linky, ktorá spĺňa náročné kritériá. Veľkokapacitné linky vyžadujúce zvoz suroviny z veľkých vzdialeností považujú v Žďári za nelogické a neekonomické využitie biomasy. Naopak, malé linky nemajú dostatočný výkon na pokrytie spotreby väčších odberateľov. Volili preto strednú cestu. Ich peletizačná linka je určená pre podniky strednej a väčšej veľkosti s dostatkom suroviny. Linka je dimenzovaná pre spracovanie približne 50 % produkcie slamy v okruhu s polomerom 5 – 10 km v 1,5 smennej prevádzke.

Ing. Vladimír Hájek z ProPelety čo-to prezradil aj o navrhovaní a výrobe peletizačnej linky. Snažili sa ju vytvoriť ako univerzálnu pre viaceré druhy biomasy z obilnín, olejnín, strukovín, tráv a energetických rastlín, aj s možnosťou pridávania prachových zmesí odpadov z čistenia obilnín, zadiny, pliev, cukrovarníckeho mláta a pod., ktoré zvyšujú výhrevnosť výsledného produktu. O univerzálnosti svedčí aj fakt, že dodávajú linku na výrobu peliet z ryžovej slamy do Egypta. Ďalšou podstatnou požiadavkou bolo nastavenie linky pre bežnú infraštruktúru poľnohospodárskych fariem - elektrická prípojka do 100 kW, nároky na priestor do 60 m2, kedy je možné linku umiestniť do starých skladov alebo iných nevyužívaných priestorov. Linku od vstupu materiálu až po jej koniec navrhujú a vyrábajú v Žďári nad Sázavou. Využívajú diely z poľnohospodárskych strojov a strojných zariadení vyrábaných podľa štandardu EÚ - ložiská SKF, elektromotory Siemens a pod. Vyrábať si dávajú tiež vlastnú matricu peletizátora, ktorá musí spĺňať špeciálne požiadavky. Ing. Hájek priznal, že návrh linky bola jedna vec a dolaďovanie prototypu vec druhá. Skonštatoval, že pracovať s tak rôznorodým materiálom akým je rastlinný materiál – slama, seno, ktorý sa inak správa pri rôznej vlhkosti, inak pri rôznom zhutnení, bolo zložitejšie ako v prípade komponentov pre automobilový priemysel.

Rozdruženie balíkov
Najviac im dal zabrať rozdružovač, ktorý nemá na kvalitu výsledného produktu – peletiek, žiadny vplyv. Na neho sú kladené požiadavky rovnomerne rozdrviť hmotu prichádzajúcu z hranatých alebo valcových balíkov, rôzne utužených, zo sena alebo slamy. Predchádza mu podávací stôl - v podstate reťazový dopravník so šírkou a dĺžkou pre hranaté alebo okrúhle balíky s množstvom na hodinu práce bez nutnosti nakladania. Rozdružovač tvoria dva horizontálne umiestnené valce nad sebou s protiostrím, na ktorých sú do špirály prichytené nožíky zo žacích líšt kombajnov. Tok materiálu po jeho rozdružení zrovnomerňuje závitovka, ktorá ho podáva dopravníku podobnom šikmému dopravníku kombajnov. Súčasťou tejto časti je aj prepad pre kamene, resp. magnet na kovy a primiešavač pre rôzny drobný materiál ako plevy, odpady z čistenia a pod. Hmota je následne rozdrvená na drobnú frakciiu v klasickom kladivkovom šrotovníku a prepadáva cez sito a pomocou prúdu vzduchu do zásobníka – sila s priezormi a čechračom. Prebytočný vzduch odchádza tkanivovým filtračným zamedzujúcim prašnej prevádzke. Tým sa končí tzv. „nečistá“, časť linky.

Granulátor – najdôležitejšia časť linky
Zo zásobníka závitovkový dopravník dopravuje podrvenú hmotu do najdôležitejšej časti – granulačného lisu. V podstate ide stacionárne obežné kolá, ktoré pretláčajú hmotu cez spodnú točiacu sa matricu, ktorej tvar, veľkosť, otvory a ich tvar majú svoje opodstatnenie. Matrica je obojstranná, ľahko vymeniteľná. Najčastejšie sa používa univerzálne prevedenie pre výrobu 8 mm peliet. Podstatou procesu peletizácie je zhutňovanie – lepenie lignínom, ktorý sa uvoľňuje pri teplote 104°C. Táto teplota vzniká účinkom tlaku medzi matricou a obežným lisom. Vypadnutá hmota z peletizátora sa dostáva na vytriasací dopravník, ktorý napomáha oddeľovaniu prachových nezlepených častí do zásobníka, a tým sa zabezpečuje aj bezprašnosť a čistota prevádzky. Na následný chladiaci dopravník tak vstupuje hmota zbavená prachových častí. Vychladené a vytvrdené peletky sa tak pri skladovaní nelepia a vo väčších skladovaných nádobách či vakoch nerosia a neznehodnocujú. Na vychladenie pritom stačí nútený prúd vzduchu tvorený ventilátormi umiestnenými nad dopravníkom a dimenzovaný tak, aby teplota produktu pri výpade zodpovedala teplote okolitého prostredia. Ovládanie peletovacej linky sa vykonáva z jedného ovládacieho boxu. V podstate poloautomatizovaný proces nenáročný na riadenie vyžaduje len poctivé sledovanie a riadenie postupnosti toku materiálu linkou. Priamo sa riadi len posun dopravníka materiálu k rozdružovacím valcom a rýchlosť podávania hmoty zo zásobníka do granulátora cez závitovkový dopravník, ostatné ústrojenstvá majú rovnaké otáčky.

Optimálna vlhkosť – faktor kvality
Vlhkosť vstupovaného materiálu do linky je hotová alchýmia a najvýraznejšie vplýva na samotný proces peletizácie. Výsledný produkt vzhľadom na lepšiu výhrevnosť by mal mať vlhkosť do 10 %. Rátajme spolu. Pri procese granulácie sa odparí asi 5 % vlhkosti. A to je aj dôvod, prečo by mala byť vlhkosť vstupného materiálu, ak chceme mať kvalitné palivo, okolo 14 %. Hmota by sa mala teda zberať pri vlhkosti 11 – 12 %, pretože zbalíkovaná slama či seno nasaje ešte vzdušnú vlhkosť asi do 15 – 16 %. Materiál s vlhkosťou okolo a nad 20 % je možné tiež zapracovať, ale už v linke môže spôsobiť problémy s rozdružovaním hmoty, odporové sily znižujú aj výkonnosť linky a majú vplyv aj na kvalitu peliet. Naopak, nižšia vlhkosť ako 10 %, čo napríklad bol prípad ryžovej slamy, spôsobuje nedostatok pary na spájanie hmoty do granúl. V tom prípade sa pridáva voda, či už tlaková, alebo z galónov pre miesta s absenciou vodného zdroja.

Energetický výsledok linky – pelety s 35 násobne vyššou energiou ako vložená do ich peletizácie
Konštruktéri v spoločnosti ProPelety hľadeli aj na energetickú náročnosť výroby a spotrebu elektrickej energie pri prevádzke. Pri výrobnom výkone 700 kg agropeliet potrebuje linka ProPelety príkon cca. 70 kW. Inak rátané – na 1 kg vypadnutých paliet sa spotrebuje asi 100 W elektrickej energie, v závislosti od vlhkosti a iných parametrov. Naopak, pri procese spálenia vydajú agropeletky, v závislosti od materiálu, asi toľko energie ako hnedé uhlie. V číselnom vyjadrení teda asi 15 – 16 MJ. Súčasné automatické kotle umožňujú z jedného kilogramu agropeliet vyrobiť 3 500 W energie, čo je asi 35 násobok energie vloženej do výroby agropeliet. A to bolo kritérium, ktorého sa výrobcovia chcú držať – výkon versus príkon - „Aby bol proces ekonomický, ale aj ekologický“, vyjadril sa Ing. Vladimír Hájek. Ovládanie peletovacej linky sa vykonáva z jedného ovládacieho boxu. V podstate poloautomatizovaný proces nenáročný na riadenie vyžaduje len poctivé sledovanie a riadenie postupnosti toku materiálu linkou. Priamo sa riadi len posun dopravníka materiálu k rozdružovacím valcom a rýchlosť podávania hmoty zo zásobníka do granulátora cez závitovkový dopravník, ostatné ústrojenstvá majú rovnaké otáčky. A prečo vôbec peletovať a nie používať voľnú slamu? - Vyššia výhrevnosť– zrovnateľná s hnedým uhlím, pretože je v nich energia skomprimovaná - Ľahká manipulácia, menšie nároky na skladovacie priestory - objemová hmotnosť agropeliet cca 700 kg.m-3 je 4-5 krát väčšia ako voľná slama - Univerzálnosť použitia - v teplárňach a elektrárňach v štandardných kotloch ako doplnok uhlia. V bytových a rodinných domoch na ohrev vody a výrobu tepla v špeciálnych kotloch na agropelety, kde účinnosť horenia dosahuje viac ako 90% - Ľahká regulácia a automatizácia procesu horenia v z á v i s - losti na aktuálnych potrebách užívateľa – pohodová a ekologicky šetrná prevádzka. Stručne hodnotenie výhody peletizačnej linky od ProPelety: • Univerzálnosť použitia (slama, seno, piliny, hobliny, šupky, plevy, odpady z čistenia obilia a pod.) • Kompaktné riešenie (zastavaná plocha cca 60 m2) • Pre bežné farmy a poľnohospodárske podniky s rastlinnou výrobou (využitie existujúcich budov, infraštruktúry a mechanizácie, elektrická prípojka do 100 kW) • Lokálne spádová výrobňa ekologického paliva – základné prevedenie linky ProPelety dokáže spracovať 2000 ton slamy vo 1,5 smennej prevádzke za rok. Koncepcia liniek ProPelety je postavená ako ucelený a výkonovo vyvážený celok s možnosťou modifikácie podľa konkrétnych požiadaviek a dispozície umiestnenia u užívateľa - tzn. možno upraviť dopravné cesty, linku je možné duplikovať / strojovať, kombinovať s existujúcimi zariadeniami alebo ju napojiť na výstupné zariadenia – podjazdové silá alebo baliace linky apod. Konkrétne prevedenie je vždy konzultované s odberateľom na mieste.