Wie eine Maschine zur Herstellung von Holzsägemehlpellets die Pelletformung erreicht
Was Pelletbildung eigentlich bedeutet
Holzspäne enthalten natürliches Lignin, eine hochmolekulare Verbindung, die bei Raumtemperatur hart ist und als Bindemittel zwischen den Holzfasern fungiert. Wenn die Temperatur in der Form auf etwa 70–110 Grad ansteigt, erweicht das Lignin in einen geschmolzenen, hochviskosen Zustand und verhält sich wie ein natürlicher Klebstoff. Unter dem Extrusionsdruck umhüllt das erweichte Lignin jede Faser und bindet das dispergierte Material zusammen; Wenn das Pellet abkühlt, härtet das Lignin wieder aus und die Form wird fixiert. Die Bildung des Pellets ist daher ein zweiteiliger Mechanismus: Das Lignin wird weicher und dann werden die Fasern zusammengedrückt, solange es noch plastisch ist.
Extrusionsheizung als Hauptwärmequelle
Sowohl bei Flachmatrizen- als auch bei Ringmatrizenmaschinen ist die Reibung zwischen den Druckrollen und der Matrize sowie zwischen dem Material und der Matrizenwand die stärkste Wärmequelle. Diese Reibung erhöht die Temperatur des Ausgangsmaterials ohne Brenner oder Heizelement:
Flachstanzmaschinenentwickeln einen Extrusionsdruck von etwa 10–15 MPa, der die Materialtemperatur bei etwa 80 Grad - stabilisiert, was ausreicht, um das Lignin ohne zusätzliche Erwärmung zu erweichen.
Kleine RingmatrizenmaschinenArbeiten Sie bei höherem Druck, etwa 15–25 MPa, und die Reibungswärme erreicht etwa 90–100 Grad, was den Erweichungseffekt verstärkt und ein dichteres Pellet erzeugt.
Da die Wärme vom Material selbst erzeugt wird, wirken sich Durchsatz und Materialdichte direkt auf die Düsentemperatur aus. Ein plötzlicher Abfall der Vorschubgeschwindigkeit kühlt die Matrize ab und die Pellets werden weich und krümelig.
Strukturelles Design, das die Bindung verbessert
Zwei Konstruktionsdetails leisten den größten Beitrag zur Umwandlung der Reibung in eine dauerhafte Verbindung:
Rutschfeste Rollenoberflächen.Strukturierte oder gerillte Walzenoberflächen erhöhen die Reibung mit dem Ausgangsmaterial, verhindern ein Verrutschen, erzeugen mehr Wärme und verteilen den Extrusionsdruck gleichmäßiger über die Düsenoberfläche.
Konische Düsenöffnungen.Ein großer Einlass und ein kleinerer Auslass zwingen das Material dazu, sich beim Durchgang durch das Loch zunehmend zu verdichten, sodass das erweichte Lignin die Faserlücken vollständiger füllt und die Bindung stärker ist.
Bei Ringmatrizenmaschinen wird häufig ein Konditionierer hinzugefügt, der die Temperatur des Materials mit Dampf erhöht, bevor es die Matrize erreicht. Das Vorheizen erweicht das Lignin frühzeitig, verringert die Belastung der Extrusionszone und erhöht die Viskosität der Mischung, sodass sich die Pellets leichter bilden.
Kontrolle von Feuchtigkeit und Partikelgröße
Zwei Rohstoffvariablen entscheiden darüber, ob das Lignin seine Aufgabe erfüllen kann:
Feuchtigkeitsgehalt, idealerweise 12–15 %.Zu viel Wasser verringert die Reibungswärme, sodass die Matrize nie die Erweichungstemperatur erreicht. Zu wenig Wasser führt zu einer schlechten Kohäsion des Materials und die Fasern verbinden sich auch nach dem Erweichen nicht.
Partikelgröße: 2–5 mm.Übergroße Partikel erhitzen sich ungleichmäßig und hinterlassen Stellen, an denen das Lignin nie weich wird. Zu feines Material erhöht den Energieverbrauch und verringert die Schüttdichte, was die Extrusionsleistung verringert.
Passende Einstellungen zum Rohmaterial
Sobald das Prinzip verstanden ist, können Maschinenparameter und Vorbehandlungsstandards bewusst und nicht durch Versuch und Irrtum eingestellt werden. Hartholzspäne enthalten weniger Lignin, daher wird ein etwas höherer Extrusionsdruck oder eine etwas höhere Düsentemperatur verwendet, um eine vollständige Erweichung zu gewährleisten. Weichholzspäne enthalten mehr Lignin, daher kann der Druck reduziert werden, um Energieverschwendung und eine übermäßige Komprimierung des Pellets zu vermeiden. Stroh und Reishülsen liegen dazwischen und benötigen normalerweise eine Matrize mit einem höheren Verdichtungsverhältnis.
Häufig gestellte Fragen
F: Warum halten Pellets ohne Klebstoff zusammen?
Denn Lignin erweicht unter Reibungswärme und verfestigt sich beim Abkühlen wieder und fungiert so als Bindemittel zwischen den Holzfasern.
F: Was ist der beste Feuchtigkeitsgehalt zum Formen?
Zwischen 12 % und 15 %. Witteres Material erzeugt nicht genügend Reibungswärme und trockenerem Material fehlt die für die Bindung erforderliche Kohäsion.
F: Welche Partikelgröße sollten die Chips haben?
Kontrollieren Sie das zerkleinerte Material zwischen 2 mm und 5 mm, damit die Reibungserwärmung gleichmäßig über die gesamte Matrizenfläche erfolgt.
F: Wie viel Druck verbrauchen Flach- und Ringdüsenmaschinen?
Flachmatrizenmaschinen arbeiten typischerweise bei 10–15 MPa, während kleine Ringmatrizenmaschinen 15–25 MPa bei proportional höherer Reibungswärme erreichen.
F: Warum sind die Pellets beim Start-weich?
Eine Kaltmatrize kann das Lignin nicht erweichen. Erwärmen Sie die Matrize mit einer kleinen Menge trockenem Material oder verwenden Sie den Konditionierer, bevor Sie die Vorschubgeschwindigkeit erhöhen.
F: Benötigen Harthölzer und Weichhölzer unterschiedliche Einstellungen?
Ja. Hartholz mit niedrigem{1}}Ligningehalt profitiert von höherem Druck oder höherer Temperatur, während Weichholz mit hohem-Ligningehalt bei niedrigerem Druck betrieben werden kann, ohne die Pelletqualität zu verlieren.
