木質おがくずペレット製造機がペレット成形を実現する仕組み
ペレット形成の実際の意味
木材チップには天然のリグニンが含まれています。天然のリグニンは、室温では硬く、木材繊維間の結合剤として機能する高分子量化合物です。--ダイ内の温度が約 70 ～ 110 度に上昇すると、リグニンは軟化して溶融した高粘度の状態になり、天然の接着剤のように動作します。押出圧力下で、軟化したリグニンが各繊維をコーティングし、分散した材料を結合します。ペレットが冷えると、リグニンが再び固まり、形状が固定されます。したがって、ペレットの形成は 2 つの部分から成るメカニズムです。つまり、リグニンを柔らかくし、次にまだ可塑性がある間に繊維を一緒に絞ります。-
主な熱源としての押出加熱
フラット ダイとリング ダイのどちらの機械でも、最も強力な熱源は、加圧ローラーとダイの間、および材料とダイの壁の間に生じる摩擦です。この摩擦により、バーナーや発熱体を使用せずに原料の温度が上昇します。
フラットダイマシン約 10 ～ 15 MPa の押出圧力を発生させ、材料温度を約 80 度で安定させます -。余分な加熱をしなくてもリグニンが軟化するのに十分です。
小型リングダイスマシン約 15 ～ 25 MPa の高圧で作業すると、摩擦熱が約 90 ～ 100 度に達し、軟化効果が強化され、より緻密なペレットが生成されます。
熱は材料自体によって発生するため、スループットと原料密度は金型の温度に直接影響します。送り速度が突然低下すると、ダイが冷却され、ペレットは柔らかくもろくなります。
密着性を高める構造設計
摩擦を耐久性のある結合に変換するには、次の 2 つの設計の詳細がほとんどの役割を果たします。
滑り止めローラー表面。-テクスチャード加工または溝付きのローラー面により、原料との摩擦が増加し、滑りが防止され、より多くの熱が発生し、押出圧力がダイ面全体に均一に広がります。
テーパー状のダイオリフィス。大きな入口と小さな出口により、材料が穴を通過する際に徐々に圧縮されるため、軟化したリグニンが繊維の隙間をより完全に満たし、結合がより強くなります。
リング ダイ機には、ダイに到達する前に蒸気で材料の温度を上昇させるコンディショナーが追加されることがよくあります。予熱によりリグニンが早期に軟化し、押出ゾーンへの負荷が軽減され、混合物の粘度が高まるため、ペレットがより容易に形成されます。-
水分と粒子サイズの制御
リグニンがその役割を果たせるかどうかは、2 つの原料変数によって決まります。
水分含有量、理想的には 12 ～ 15%。水が多すぎると摩擦熱が減少するため、金型は軟化温度に達しません。水分が少なすぎると、材料の凝集力が低下し、軟化しても繊維が結合しません。
粒子サイズ、2 ～ 5 mm。特大の粒子は不均一に加熱され、リグニンが決して柔らかくならない部分が残ります。材料が細かすぎると、エネルギー消費量が増加し、嵩密度が低下し、押出性能が低下します。
原材料に合わせた設定
原理を理解すると、機械パラメータと前処理基準を試行錯誤ではなく意図的に設定できます。{0}広葉樹チップにはリグニンが少ないため、完全な軟化を保証するには、わずかに高い押出圧力または金型温度が使用されます。針葉樹チップにはリグニンが多く含まれているため、エネルギーの無駄やペレットの過度の圧縮を避けるために圧力を下げることができます。-わらと籾殻はこの 2 つの中間に位置するため、通常はより高い圧縮率の金型が必要になります。
よくある質問
Q: なぜ接着剤を使わずにペレットがくっつくのですか?
リグニンは摩擦熱で軟化し、冷却すると再固化して木繊維間の結合剤として機能するためです。{0}
Q: 成形に最適な水分含有量はどれくらいですか?
12%から15%の間。湿った材料は十分な摩擦熱を生成せず、乾燥した材料は接着に必要な凝集力に欠けます。
Q: チップの粒子サイズはどれくらいにすればよいですか?
摩擦加熱がダイ面全体で均一になるように、粉砕材料を 2 mm ～ 5 mm の間で制御します。
Q: フラットダイおよびリングダイマシンはどのくらいの圧力を使用しますか?
フラット ダイ マシンは通常 10 ～ 15 MPa で動作しますが、小型リング ダイ マシンは 15 ～ 25 MPa に達し、それに比例して摩擦熱も高くなります。
Q: 始動時にペレットが柔らかいのはなぜですか?{0}}
冷たい金型ではリグニンを柔らかくすることはできません。送り速度を上げる前に、少量の乾燥材料で金型を温めるか、コンディショナーを使用してください。
Q: 広葉樹と針葉樹では異なる設定が必要ですか?
はい。低リグニンの広葉樹は、より高い圧力や温度で利益を得ることができますが、高リグニンの針葉樹は、ペレットの品質を損なうことなく、より低い圧力で操業できます。-
