Facteurs clés influençant la dureté des granulés de biomasse

Les granulés de biomasse sont un type d'énergie propre qui joue un rôle crucial dans la conversion énergétique et la protection de l'environnement. Les dureté des granulés est un indicateur de qualité important qui affecte directement leur efficacité de combustion, leur stabilité de stockage et leur facilité de transport. Cet article analyse en détail les différents facteurs qui influencent la dureté des granulés de biomasse produits par machines à granuler et fournir des suggestions d'optimisation pour aider les entreprises de production de granulés de biomasse à améliorer la qualité de leurs produits.

1. Taille des particules des matières premières

1.1 Impact de la taille des particules sur la dureté des granulés

La taille des particules de matières premières est l'un des principaux facteurs influençant la dureté des granulés. Des particules plus fines permettent aux matières premières de se gélatiniser plus facilement au cours du processus de fabrication. le processus de granulation, améliorant la liaison interne des granulés et augmentant ainsi leur dureté. Les particules fines peuvent se combiner plus étroitement pendant la compression, ce qui réduit les espaces internes et rend les granulés finis moins susceptibles de se briser et plus durs.

1.2 Optimisation de la distribution de la taille des particules

Pour améliorer la dureté des granulés, le rapport de distribution de la taille des particules des matières premières peut être ajusté comme suit :

• Grosses particules (taille des particules supérieure à 900μm) : Pas plus de 15%. Un excès de particules grossières peut entraîner une structure interne lâche, réduisant la dureté.
• Particules moyennes (taille des particules d'environ 700μm) : Environ 35%. Les particules de taille moyenne contribuent à améliorer la stabilité structurelle des granulés.
• Particules fines (taille des particules inférieure à 500μm) : Plus de 50%. Les particules fines fournissent une bonne base d'adhérence, augmentant la dureté des granulés.
• Particules ultrafines (taille des particules inférieure à 250μm) : Au moins 25%. Les particules ultrafines renforcent encore la force d'adhérence, améliorant ainsi la dureté globale.

Cette distribution granulométrique facilite non seulement la formation des granulés et en améliore l'aspect, mais garantit également une dureté appropriée tout en réduisant la friabilité des granulés, ce qui améliore la qualité globale du produit.

2. Type de matière première

2.1 Impact des différentes matières premières sur la dureté des granulés

Les différents types de matières premières de la biomasse présentent des caractéristiques de dureté variables au cours du processus de granulation. Par exemple :

• Matériaux ligneux: Les sciures et les copeaux de bois, par exemple, ont une teneur élevée en cellulose et en hémicellulose, ce qui leur confère de bonnes propriétés d'adhérence et permet d'obtenir des granulés plus durs.
• Matières herbacées: La paille et l'herbe, par exemple, ont une teneur élevée en fibres mais des propriétés d'adhérence relativement plus faibles, ce qui donne des granulés plus mous.
• Autre biomasse: Les déchets agricoles et les cultures énergétiques ont une dureté qui dépend de leur composition spécifique et de la structure de leurs fibres.

2.2 Importance de l'ajustement de la formule

L'ajustement correct des proportions des différentes matières premières est un moyen efficace de réguler la dureté des granulés. En équilibrant scientifiquement les différentes matières, il est possible de garantir à la fois la dureté des granulés, la rentabilité et le taux d'utilisation des matières premières. Par exemple, l'augmentation de la proportion de matières ligneuses peut améliorer la dureté des granulés, tandis que l'ajout de matières herbacées peut réduire les coûts de production et améliorer l'utilisation des matières premières.

3. Teneur en humidité des matières premières

3.1 Impact de la teneur en eau sur la dureté des granulés

La teneur en humidité des matières premières est un facteur critique qui influence la dureté des granulés. En règle générale, la teneur en humidité des matières premières doit être contrôlée entre 13% et 18%. Les exigences spécifiques peuvent varier en fonction du type et de la nature de la matière première. Par exemple, les matières ligneuses peuvent tolérer une plus grande plage de taux d'humidité, tandis que les matières herbacées nécessitent un contrôle plus strict de l'humidité.

3.2 Effets négatifs de l'humidité excessive

Une humidité excessive dans les matières premières peut augmenter la teneur en air des granulés, ce qui affecte leur compacité et réduit leur dureté. En outre, un taux d'humidité élevé peut entraîner la formation de moisissures et une détérioration pendant le stockage, ce qui compromet la qualité du produit. Il est donc essentiel de sécher correctement les matières premières avant la granulation pour s'assurer que la teneur en humidité répond aux normes requises.

3.3 Impact de l'humidité ambiante

L'humidité ambiante joue également un rôle important dans la dureté des granulés. Dans un environnement très humide, les matières premières sont plus susceptibles d'absorber de l'humidité, ce qui augmente leur teneur en eau. Par conséquent, le contrôle de l'environnement de production est crucial pour maintenir la dureté des granulés.

4. Rapport de compression de l'anneau de la filière

4.1 Relation entre l'ouverture de l'anneau de la filière et le taux de compression

L'ouverture et la le taux de compression de la machine à granuler sont des paramètres techniques clés qui déterminent la dureté des granulés. Le taux de compression correspond au rapport entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur de la filière, ce qui influe directement sur la densité et la dureté des granulés.

4.2 Impact du taux de compression sur la dureté des granulés

Pour une même ouverture, un taux de compression plus élevé se traduit par une plus grande densité des granulés et une dureté accrue. Spécifiquement :

• Taux de compression élevé: Produit des granulés plus denses et plus durs, mais peut entraîner une décoloration des granulés, une augmentation de la consommation d'énergie et une réduction de l'efficacité de la production.
• Faible taux de compression: Il en résulte une densité plus faible des granulés, une dureté insuffisante, une friabilité plus élevée et des difficultés de stockage et de transport.

Par conséquent, le choix d'un anneau de filière à taux de compression approprié peut garantir la dureté des granulés tout en améliorant l'efficacité de la production et en optimisant la qualité du produit.

5. Facteurs liés à l'équipement de la machine

5.1 Impact de la vitesse de la machine sur la dureté des granulés

La vitesse de la machine à granuler a une incidence directe sur la formation et la dureté des granulés. Si la vitesse de la machine est trop lente ou instable, les granulés restent plus longtemps dans la filière, ce qui entraîne une structure interne lâche et une dureté réduite. Inversement, une vitesse trop élevée peut entraîner une formation incomplète des granulés, ce qui a un effet négatif sur la dureté et la qualité.

5.2 Impact de l'usure de la filière sur la dureté des granulés

Le degré d'usure de la filière influe également sur la dureté des granulés. Des filières très usées peuvent réduire la douceur de la surface des granulés, ce qui affecte leur compacité et leur dureté. L'entretien régulier et le remplacement des filières sont des mesures essentielles pour garantir la dureté des granulés.

5.3 Impact de la performance globale de l'équipement

Outre la vitesse et l'usure de la filière, les performances globales de la machine à granuler, telles que la force de compression et la stabilité du système de chauffage, influent sur la dureté des granulés. Un équipement efficace et stable assure une distribution uniforme de la force pendant la granulation, ce qui améliore la dureté et la qualité globales des granulés.

6. Temps de refroidissement

6.1 Importance du traitement de refroidissement

Les granulés sortent de la machine à des températures comprises entre 75 et 90°C avec un taux d'humidité de 14-16%, ce qui les rend susceptibles de se briser et de former des moisissures pendant le stockage. C'est pourquoi, traitement de refroidissement est une étape cruciale pour garantir la qualité des granulés.

6.2 Optimisation du temps de refroidissement et du débit d'air

L'efficacité du refroidissement est principalement influencée par le temps de refroidissement et le débit d'air. En règle générale, le temps de refroidissement varie entre 5 et 25 minutes, et le débit d'air doit être ajusté en fonction du diamètre des granulés :

• Faible débit d'air, longue durée de refroidissement: Assure un refroidissement complet à l'intérieur et à l'extérieur des granulés, améliorant la dureté et réduisant la fissuration et la friabilité.
• Débit d'air élevé, temps de refroidissement court: En cas de refroidissement rapide, il peut provoquer des fissures superficielles, réduire la dureté et la résistance à l'usure et augmenter la friabilité.

Le processus de refroidissement doit donc être adapté aux caractéristiques spécifiques des granulés, en sélectionnant les paramètres de refroidissement appropriés pour garantir la dureté et la stabilité.

7. Longueur des boulettes

7.1 Relation entre la longueur et la dureté des granulés

En l'absence de défauts, les granulés de même diamètre ont tendance à être plus durs lorsqu'ils sont plus longs. Cela s'explique par le fait que les pastilles plus longues peuvent mieux répartir les contraintes lors de la compression, ce qui améliore la dureté globale.

7.2 Facteurs influençant la longueur des boulettes

Les principaux facteurs influençant la longueur des granulés inclure :

1. Vitesse de la machine à granuler: Des vitesses plus élevées entraînent des longueurs de boulettes plus courtes.
2. Taux d'ouverture de l'anneau de la filière: Des taux d'ouverture plus élevés entraînent des longueurs de boulettes plus courtes.
3. Conception de l'orifice de sortie: Des trous de sortie plus courts permettent d'obtenir des boulettes de longueur plus uniforme.
4. Viscosité des matières premières: Une viscosité plus élevée permet d'obtenir des longueurs de granulés plus uniformes.
5. L'affûtage des couteaux: Des couteaux plus aiguisés produisent des granulés de longueur plus uniforme.
6. Maturation des matériaux: Une plus grande maturation du matériau améliore l'uniformité de la longueur des granulés.

7.3 Méthodes de réglage de la longueur des plombs

Pour maintenir une dureté uniforme des granulés, les méthodes suivantes peuvent être utilisées pour ajuster la longueur des granulés :

• Réglage de la position du couteau: Assure une longueur constante des granulés en maintenant la position appropriée du couteau.
• Optimisation de la vitesse et du taux d'ouverture: Régler la vitesse de la machine à granuler et le taux d'ouverture de l'anneau de la filière en fonction des besoins pour contrôler la longueur des granulés.
• Entretien de l'équipement: S'assurer que les couteaux sont bien aiguisés et que les filières ne sont pas excessivement usées afin d'améliorer l'uniformité de la longueur des granulés.

8. Autres facteurs d'influence

8.1 Utilisation d'additifs

L'ajout de liants et de lubrifiants peut améliorer la formation et la dureté des granulés. Par exemple, l'ajout de liants et de lubrifiants peut améliorer la formation des granulés et leur dureté :

• Reliures: La chaux ou la bentonite, par exemple, peuvent renforcer la force d'adhérence des granulés et en augmenter la dureté.
• Lubrifiants: Une petite quantité d'huile peut réduire l'adhérence des granulés à la filière et améliorer la douceur et la dureté de la surface.

8.2 Contrôle de la température

Le contrôle de la température pendant la granulation affecte de manière significative la dureté des granulés. Des températures appropriées favorisent la gélatinisation et la liaison des matières premières, ce qui améliore la dureté. Des températures trop élevées ou trop basses peuvent avoir un impact négatif sur la formation et la dureté des granulés.

8.3 Pression de moulage

La pression de moulage est un paramètre critique qui influence la dureté des granulés. Une pression de moulage adéquate augmente la compacité et la dureté des granulés, mais une pression excessive peut entraîner une décoloration des granulés et une augmentation de la consommation d'énergie. Par conséquent, la pression de moulage doit être ajustée en fonction des conditions spécifiques afin d'obtenir les meilleurs résultats.

9. Mesures d'optimisation et suggestions

9.1 Prétraitement des matières premières

Le broyage et le séchage appropriés des matières premières garantissent que la taille des particules et la teneur en humidité répondent aux exigences de la granulation, ce qui améliore la dureté des granulés.

9.2 Optimisation de la formule

L'ajustement scientifique des proportions des différentes matières premières en fonction de leurs caractéristiques permet d'équilibrer leurs effets et d'améliorer la dureté et la qualité globales des granulés.

9.3 Maintenance des équipements

Inspecter régulièrement et entretenir toutes les parties de la machine à granuler afin d'assurer une vitesse stable, des matrices tranchantes et un fonctionnement efficace, améliorant ainsi la dureté des granulés.

9.4 Contrôle des processus

Optimiser les paramètres du processus de granulation, tels que le taux de compression, le temps de refroidissement et le débit d'air, afin de garantir la dureté et la stabilité des granulés lors de leur formation et de leur refroidissement.

9.5 Contrôle de la qualité

Mettre en place un système complet d'inspection de la qualité afin de vérifier régulièrement la dureté des granulés et d'autres indicateurs de qualité, d'identifier et de résoudre rapidement les problèmes et de garantir une qualité constante et stable des produits.

10. Conclusion

La dureté des granulés de biomasse produits par les machines à granuler est influencée par une combinaison de facteurs, notamment la taille des particules de matière première, le type, la teneur en humidité, le taux de compression de l'anneau de la filière, les facteurs liés à l'équipement de la machine, le temps de refroidissement et la longueur des granulés. En ajustant et en optimisant ces facteurs de manière scientifique et raisonnable, la dureté et la qualité des granulés peuvent être améliorées de manière significative. Les entreprises de production de granulés de biomasse doivent prendre en compte ces facteurs de manière exhaustive sur la base de leurs conditions de production réelles et mettre en œuvre des mesures d'optimisation efficaces afin d'améliorer la compétitivité du produit sur le marché et de répondre à l'évolution des demandes du marché.