Pelet dari limbah pengolahan kayu (lignin hidrolitik) dan cara pembuatannya. Butiran Lignin biofuel yang unik

Secara tradisional, limbah kayu jenis konifera digunakan dalam produksi pelet bahan bakar kayu. Namun, kayu jenis konifera merupakan bahan baku yang mahal, diminati dalam industri pengerjaan kayu, dan limbahnya digunakan di sejumlah industri lainnya. Akibatnya, sumber daya kayu jenis konifera terus berkurang, dan untuk produksi pelet perlu menggunakan kayu keras yang bernilai rendah dan murah, yang tidak banyak digunakan dalam produksi industri seperti kayu jenis konifera.

Sehubungan dengan teknologi produksi pelet, perbedaan utama antara spesies kayu keras dan tumbuhan runjung adalah kandungan lignin yang rendah: 14-25% berbanding 23-28%. Temperatur dan tekanan yang tinggi dari pengepresan bahan baku kayu mengaktifkan lignin yang terkandung di dalam selnya dan menjadikannya dalam keadaan plastis. Lignin bertindak dalam proses ini sebagai pengikat internal, memastikan kekuatan pelet. Butiran berbahan kayu keras kurang tahan lama karena kandungan ligninnya lebih rendah. Dan untuk mencapai kekuatan yang dibutuhkan, berbagai aditif atau pengolahan uap bahan baku digunakan, yang akan dibahas di bawah.

Selain itu, saat memproduksi pelet, kekerasan kayu juga penting. Kayu gugur yang lebih keras lebih sulit untuk ditekan menjadi pelet dibandingkan kayu jenis konifera, beban tinggi terjadi pada peralatan, terutama pada bagian habis pakai - matriks dan rol tekan. Namun panas pembakaran beberapa kayu keras, terutama beech dan oak, lebih tinggi dibandingkan dengan parameter tumbuhan runjung ini.

Untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat akan pelet kayu berkualitas tinggi di Eropa, kayu keras semakin banyak digunakan untuk produksinya. Pertanyaannya adalah apakah butiran tersebut memenuhi standar ENplus dan DIN+.

Penggunaan aktif bahan baku kayu keras untuk produksi pelet akan mengurangi ketegangan di pasar limbah kayu lunak, yang banyak digunakan dalam produksi papan dan industri lainnya, yang tentunya menciptakan persaingan yang sangat tinggi bagi produsen pelet. Namun, kandungan abu dalam pelet kayu keras lebih tinggi dibandingkan pelet kayu lunak, dan dalam banyak kasus memenuhi standar ENplus A2 (kadar abu tidak lebih dari 1,5%). Omong-omong, perubahan pada versi baru standar ENplus A2 menetapkan kadar abu tidak lebih dari 1,2% (EN ISO 17225-2). Kedepannya, sangat memungkinkan untuk semakin menurunkan kadar abu yang diperbolehkan sesuai standar ENplus. Namun demikian, semua produsen yang disebut pelet premium (atau pelet rumah tangga, sebagaimana biasa disebut di UE), karena alasan ekonomi, mencoba membawa karakteristik produk mereka ke standar ENplus A1 (biayanya lebih tinggi daripada kelasnya). A2 dan pelet industri). Perlu dicatat bahwa permintaan butiran kualitas ENplus A2 di Eropa sangat minim, karena untuk rumah boiler kecil atau pembangkit listrik tenaga panas mini, yang standar ini dikembangkan, butiran industri cukup cocok, yang harganya lebih rendah, produksi volumenya jauh lebih tinggi, dan hanya berbeda pada kadar abu (hingga 1,5%) dan, secara tidak langsung, nilai warna.

Penelitian di Austria dan Jerman

Untuk memperluas basis pengetahuan tentang kandungan abu pelet berbahan kayu keras, serangkaian penelitian dilakukan di Austria untuk mengevaluasi kelayakan penggunaan kayu keras untuk produksi pelet ENplus. Untuk rangkaian pengujian terbesar, dipilih kayu birch, beech, oak, dan abu, karena spesies ini, bersama dengan tumbuhan runjung, sudah digunakan dalam produksi pelet di Austria dan Jerman. Dengan menggunakan penganalisis termogravimetri khusus TGA, lebih dari 80 sampel diperiksa kadar abunya pada suhu 550°C menurut standar Austria Önorm EN 14 775. Diketahui bahwa kandungan abu pada kayu gubal dan kayu keras baik lainnya tidak melebihi 0,7% (dalam beberapa kasus dan ketika mencampurkan kayu keras yang berbeda mencapai 1-1,5%), dan pada kulit kayu kandungan abu maksimum mencapai 10%. Selain itu, sampel kayu poplar dianalisis; kandungan abunya serupa.

Menurut statistik German Pellet Institute (DEPI), di Jerman, sejak tahun 2014 tercatat penggunaan kayu keras dalam produksi pelet rata-rata mencapai 10% dari total volume bahan baku (yaitu 90 % - termasuk jenis pohon jarum, 10% - gugur). Markus Mann, pendiri dan direktur pabrik pelet Westerwälder Holzpellets GmbH di Langenbach (Bavaria Atas), bereksperimen dalam produksinya dengan campuran 10-15% kayu beech dan birch serta 85-90% kayu jenis konifera. Dengan rasio tersebut, pelet yang dihasilkan memiliki kadar abu kurang dari 0,5% dan sepenuhnya memenuhi standar ENplus A1. Untuk pembuatan pelet, digunakan matriks dengan panjang saluran pengepresan 39 mm, bukan standar 45 mm yang digunakan untuk spesies jenis konifera. Untuk membuat serbuk gergaji beech menjadi pelet saja, saluran pengepres diperpendek 10 mm lagi menjadi 29 mm. Dari hasil percobaan diketahui bahwa abu kayu poplar mempunyai suhu sintering yang rendah, karena poplar biasanya tumbuh di tanah berpasir dan tanah liat, kayunya, terutama kulit kayunya, banyak mengandung senyawa silikat. Hal ini juga terjadi pada sejumlah pohon gugur lainnya, khususnya yang ditanam secara artifisial untuk melindungi dari faktor alam dan antropogenik yang merugikan.

Dalam hal ini, kita dapat menyebutkan perusahaan Rusia - CJSC AlT-BioT dari Wilayah Krasnodar, yang pada tahun 2009 di pameran internasional Interpellets di Stuttgart menyajikan pelet yang terbuat dari kayu keras (abu, akasia, oak, beech, maple) yang diperoleh setelah sanitasi penebangan hutan lindung di kawasan desa Pavlovskaya. Dengan kadar abu di bawah 0,7%, pelet memiliki nilai kalor yang tinggi - 18 MJ/kg. Pabrik pelet perusahaan diberi nama "Victoria", investasi di perusahaan tersebut berjumlah 600 juta rubel. Investor Alexander Dyachenko mengumumkan niatnya untuk membangun setidaknya 20 pabrik pelet serupa di Rusia selatan pada tahun 2015.

Pabrik tidak pernah mencapai kapasitas desainnya (10 ton per hari, atau 70 ribu ton per tahun), produktivitas maksimum tercapai 7 ton per jam. Produk diekspor terutama ke Eropa. Di dua wilayah yang bertetangga, rumah ketel uap di beberapa sekolah diubah menggunakan pelet. Wakil Perdana Menteri Viktor Zubkov, yang mengunjungi perusahaan tersebut pada tahun 2009, sangat menghargai proyek ini dan terutama prospek replikasinya di wilayah lain di Rusia. Penulis artikel, sebagai bagian dari delegasi yang mencakup perwakilan pembeli pelet dari Belanda, mengunjungi pabrik pelet ini pada tahun 2010. Belanda sangat menghargai kualitas butiran dan produksinya. Namun sayang, pada tahun yang sama pabrik tersebut dihentikan, karyawannya dipecat, saudara laki-laki investor Nikolai Dyachenko, kepala cabang regional Rosselkhozbank OJSC di Wilayah Krasnodar, yang mendanai proyek AlTBioTa, ditangkap, dan investor tersebut sendiri melarikan diri. Tapi itu cerita yang sama sekali berbeda.

Namun, mari kita kembali ke Austria dan Jerman. Para ahli dari asosiasi penelitian Austria, BioUP, menganggap kelemahan utama penggunaan kayu keras untuk produksi pelet adalah kandungan abunya yang tinggi dibandingkan dengan kayu jenis konifera. Andreas Haider, spesialis di Pusat Penelitian Kehutanan Federal Austria, menjelaskan bahwa dari kayu gugur dimungkinkan untuk memproduksi tidak hanya pelet kelas ENplus A2 dan industri, tetapi juga pelet yang sepenuhnya memenuhi standar ENplus A1 dan DIN+. Itu semua tergantung bagian kayu keras mana yang digunakan sebagai bahan bakunya. Misalnya, kadar abu kayu gubal poplar berbeda secara signifikan dengan kadar abu inti batangnya. Kadar abu juga sangat bervariasi tergantung pada waktu penebangan dan kualitas tanah yaitu tempat tumbuhnya pohon. Data mengenai kandungan zat abu pada kayu sangatlah banyak, namun berbeda-beda meskipun untuk spesies yang sama. Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa ketika kayu yang benar-benar kering dikalsinasi dalam wadah, rata-rata residu abu berkisar antara 0,3 hingga 1,0%. Selain itu, 10-25% residunya larut dalam air, yaitu soda dan kalium (dulu diperoleh dalam jumlah industri dari abu kayu). Komponen terpenting abu kayu yang tidak larut - kapur dan berbagai garam magnesium dan besi - mencapai 75-90%. Haider memperhatikan bahwa di Eropa selatan, di Balkan, terutama di republik bekas Yugoslavia - Kroasia, Montenegro, Serbia, dan Bosnia dan Herzegovina - terdapat banyak pohon gugur di hutan. Dan negara tetangganya, Italia, saat ini menempati peringkat pertama di Uni Eropa dalam hal konsumsi pelet premium: lebih dari 3 juta ton per tahun. Letak geografis memberikan kondisi (logistik) yang menguntungkan untuk ekspor pelet dari negara-negara Balkan tersebut ke Italia. Sebagai referensi: di Jerman, menurut data awal tahun 2018, pada tahun 2017, 98,9% pelet diproduksi dari kayu jenis konifera, dan hanya 1,1% dari kayu keras.

Penelitian di Belarus dan Rusia

Pada tahun 2012, di Departemen Pengolahan Kayu Kimia Universitas Teknik Negeri Belarusia di Minsk, pelet dibuat di laboratorium dari spesies pembentuk hutan utama Republik Belarus: birch, alder, dan pinus. Sampel granul diperoleh pada suhu pengepresan 110°C selama 15 menit. Kadar air serbuk gergaji kering yang digunakan untuk penelitian adalah 8-11%. Tugasnya adalah membandingkan karakteristik fisik dan mekanik butiran yang dihasilkan: kadar air, kadar abu, kepadatan, kekuatan mekanik dan nilai kalor yang lebih rendah. Telah ditetapkan bahwa nilai kalor yang lebih rendah dari pelet yang terbuat dari kayu birch dan alder sebanding dengan nilai kalori yang lebih rendah dari pelet pinus (Tabel 1). Namun kadar abu pelet kayu keras 3,5 kali lebih tinggi dibandingkan kadar abu pelet kayu lunak. Pengujian yang dilakukan menegaskan kemungkinan mendasar untuk memproduksi pelet dari kayu lunak. Dari segi kadar abu setidaknya memenuhi standar wood pellet industri (sampai 1,5%) dan pellet kelas ENplus A2. Namun pelet yang terbuat dari kayu alder dan birch dicirikan oleh berkurangnya kekuatan mekanik (lebih rendah dari kekuatan pelet pinus masing-masing sebesar 11 dan 18%). Untuk mencapai karakteristik kekuatan mekanik pelet berbahan kayu lunak, diperlukan perlakuan awal bahan baku kayu keras dengan uap jenuh.

Produksi eksperimental pelet dari kayu keras yang diolah dengan uap jenuh sebelum granulasi dilakukan oleh Vitebskdrev OJSC. Komposisi bahan bakunya adalah sebagai berikut: birch - 35%, alder - 20%, aspen - 40%, pinus - 5%. Matriks dengan panjang saluran pengepresan efektif 33 mm (bukan 45 mm biasanya) digunakan, karena perlakuan panas pada kayu keras membutuhkan waktu lebih sedikit dibandingkan pemrosesan kayu jenis konifera (karena ini, konsumsi energi berkurang). Hasilnya, ditemukan bahwa kepadatan pelet dari komposisi kayu keras sebanding dengan kepadatan pelet dari kayu pinus (Tabel 2). Di sini pantas untuk mengutip laporan pengujian: “Tindakan uap jenuh menyebabkan aktivasi komponen kayu, penciptaan gugus fungsi baru yang meningkatkan interaksi perekat selama pembentukan pelet. Terjadi pelembapan tambahan pada partikel kayu, akibatnya suhu dalam granulator tekan meningkat dari 110 menjadi 120°C. Temperatur pengepresan yang tinggi berkontribusi pada cepatnya terjadinya reaksi dan akumulasi semakin banyak senyawa bermolekul tinggi, terutama karena hemiselulosa yang sangat reaktif. Komponen yang meleleh dan melunak mengisi kekosongan antara serat dan sistem kapiler dan submikrokapiler pada dinding sel. Pada saat yang sama, jumlah ikatan silang antara molekul-molekul komponen kayu meningkat, termasuk ikatan spasial, yang menjamin terbentuknya produk yang tahan lama.”

Untuk meningkatkan kekuatan pelet kayu keras, sering digunakan berbagai bahan tambahan, seperti pati dan lignin. Institut Kimia dan Teknologi Kimia Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Federasi Rusia mempelajari efek aditif dalam pembuatan granulasi kayu keras. Jadi, soda, jeruk nipis, minyak ikan, minyak sayur, ampas kopi meningkatkan sifat pelet atau briket: mengurangi persentase putus, meningkatkan ketahanan terhadap kerusakan selama transportasi dan pasokan ke gudang atau ketel. Arang yang dihancurkan meningkatkan nilai kalori pelet dan briket.

Bahan baku produksi pelet

Di Eropa, tanaman yang disebut tanaman cepat tumbuh semakin banyak digunakan untuk produksi pelet, yang kandungan abunya seringkali jauh lebih tinggi daripada kandungan abu kayu keras. Ahli dan konsultan DIN CERTCO - pusat sertifikasi Jerman yang terakreditasi di seluruh dunia untuk organisasi, layanan, produk, termasuk standar DIN+; FSC/PEFC, SBP - Erwin Heffele menjelaskan bahwa beberapa tanaman perkebunan cepat tumbuh, seperti miscanthus dan bambu, tidak termasuk dalam daftar bahan baku yang cocok untuk produksi wood pellet, karena tidak tergolong kayu, melainkan termasuk dalam kategori kayu. diklasifikasikan sebagai rumput. Artinya, tidak mungkin memperoleh sertifikat ENplus dan DIN+ untuk pelet berbahan miscanthus dan bambu.

Secara umum, membatasi kadar abu bahan mentah merupakan persyaratan yang abstrak dan relatif. Misalnya, di pembangkit listrik di Belanda, Belgia, Denmark, Polandia dan negara-negara lain, pelet dari jerami dan sekam bunga matahari, biji zaitun, kulit kacang-kacangan dan biji kopi serta biomassa lainnya, yang kandungan abunya beberapa kali lebih tinggi dari pada kadar abu wood pellet, dibakar bersama batubara. Contoh lain: perusahaan Bionet dari wilayah Arkhangelsk memproduksi pelet lignin (lihat LPI No. 3 (133), 2018). Ini adalah proyek pertama yang dilaksanakan di Rusia untuk pembuangan limbah produksi hidrolisis - lignin. Butiran lignin, dibandingkan dengan butiran kayu klasik, dicirikan oleh nilai kalor yang tinggi (21-22 MJ/kg), tetapi juga kandungan abu yang tinggi - 2,4%. Namun hal ini tidak menghalangi Gazprombank, penerima manfaat proyek, untuk memulai penjualan pelet ini ke Denmark dan Prancis setelah presentasi di Kopenhagen pada pertemuan bisnis di Perwakilan Perdagangan Federasi Rusia di Denmark pada musim semi tahun 2018.

Kandungan abu yang tinggi dari butiran yang digunakan dalam boiler berdaya rendah hanya memerlukan ekstraksi abu yang sering dari lubang abu, yang biasanya berfungsi sebagai pupuk untuk kebun.

Dan ketika pelet dibakar bersama dengan batu bara di pembangkit listrik tenaga panas besar, kekuatan tinggi tidak diperlukan, karena pelet, seperti batu bara, pertama-tama melewati penghancur dan dimasukkan ke dalam zona pembakaran boiler dalam fraksi halus. Jadi kekuatan butiran yang tinggi hanya akan meningkatkan biaya energi.

Seperti yang diperlihatkan oleh praktik, dimungkinkan untuk menghasilkan pelet dengan kualitas terbaik dari kayu keras atau campuran dengan kayu jenis konifera. Pencampuran bahan baku dalam proporsi tertentu memungkinkan kami mencapai kualitas pelet yang memenuhi standar ENplus A1. Aditif dan pra-perawatan uap juga dapat digunakan atau dihilangkan. Pengaruhnya akan tergantung pada kualitas dan jenis bahan baku yang digunakan, peralatan teknologi dalam produksi dan, tentu saja, pada profesionalisme teknolog dan spesialis lainnya.

Sergey Perederi, s.perederi@ eko-pellethandel.de

Pelet DARI limbah pengerjaan kayu (lignin hidrolitik) dan cara pembuatannya

Invensi ini berkaitan dengan sumber energi terbarukan, bioenergi khususnya untuk produksi biofuel, pelet bahan bakar dari limbah industri pengolahan kayu, lignin hidrolitik dan dimaksudkan untuk digunakan untuk melepaskan energi panas melalui pembakaran di berbagai pembangkit listrik tenaga panas dengan kecenderungan emisi. menjadi nol ketika dibakar.

Telah diketahui cara-cara pembuatan bahan bakar dari lignin segala jenisnya dengan mencampurkannya dengan bahan tambahan dan pengotor yang mempunyai suhu penyalaan dan penyalaan yang rendah, yaitu dengan daftar bahan atau senyawa kimia industri petrokimia: terak minyak, tar, sisa perengkahan, termal minyak gas, minyak gas perengkahan katalitik berat, aspal dan ekstrak produksi minyak, resin pirolisis atau bahan bakar minyak atau produk cair atau pasta dari kokas dan semi kokas dari batubara, tar batubara, pitch, bubur tar atau dengan residu diam dan limbah dari produksi organik dalam perbandingan massa 9:1 hingga 1:9, terutama dari 2:1 hingga 1:3. Tar, bahan bakar minyak, dan tar batubara dicairkan dengan pemanasan hingga 80-150ºС (menurut paten RU2129142, kelas C10L 9/10, C10L 5/14, C10L 5/44 publ. 20/04/99).

Kerugian dari cara penggunaan atau penggunaan lignin di atas adalah dampak negatif bahan bakar (senyawa kimia) yang dihasilkan terhadap lingkungan selama pembakaran dan dampak negatif dalam hal penyimpanan dan produksi.

Metode yang telah diketahui sebelumnya untuk memproduksi briket bahan bakar dari campuran tanaman, termasuk penggilingan, pengeringan, pencampuran komponen campuran dan pengepresan selanjutnya, dicirikan bahwa campuran lignin hidrolitik teknis dengan limbah kayu digunakan sebagai campuran tanaman dengan perbandingan sebagai berikut: komponen,% berat: limbah kayu - 30 - 60; lignin hidrolitik teknis - sisanya (menurut paten RU2131912, kelas C10L 5/44 publ. 20.06.99).

Kerugian dari metode ini adalah ketidakstabilan karakteristik teknis dan lingkungan, khususnya kekuatan dan kadar abu, produk pembentukan abu sebagai hasil sisa pembakaran, karena masuknya limbah kayu berkualitas rendah ke dalam briket.

Solusi yang paling dekat dengan solusi yang diusulkan untuk granulasi lignin hidrolitik dapat dianggap sebagai metode briket lignin hidrolitik, termasuk pembuatan pulp produk awal, netralisasi dan pengayaan pulp lignin, selanjutnya pengeringan pulp, pengeringan massa lignin dehidrasi dan briket selanjutnya. Pulp lignin yang diperkaya dikeringkan dengan membentuk lempengan lignin dengan kadar air sisa tidak lebih dari 45%. Yang terakhir kemudian dikeringkan di bawah pengaruh medan elektromagnetik dan arus frekuensi tinggi. Produk yang hancur, massa lignin yang disiapkan, dipindahkan ke briket pengepres (menurut paten RU2132361, kelas C10L 5/44 publ. 27.06.99).

Perbedaan antara metode ini adalah perlunya operasi tambahan untuk memperkaya bahan baku dan akibatnya memperpanjang waktu yang dibutuhkan bahan baku masukan untuk melewati proses teknologi. Selanjutnya, pelat yang dihasilkan dan dibentuk dihancurkan setelah pengeringan, yang memerlukan peralatan tambahan, yang berarti seringnya penggantian permukaan kerja dan produktivitas rendah. Catatan penting mungkin adalah penggunaan lebih lanjut dari produk yang dihasilkan selama pembakaran, yang hanya mungkin dilakukan di tungku boiler dan peralatan tungku yang disiapkan secara khusus, menggunakan transportasi umpan, biasanya berbeda dari transportasi batubara yang diterima secara umum untuk boiler yang beroperasi pada produk pelet.

Hasil tekno-ekonomi positif dari penemuan yang diusulkan, produksi pelet bahan bakar dari lignin hidrolitik, terdiri dari peningkatan kemampuan manufaktur produksi biofuel, pengurangan biaya energi, kemudahan pemilihan peralatan proses, kurangnya limbah, dan persentase emisi yang rendah. Kepatuhan penuh terhadap persyaratan dan peraturan perundang-undangan dalam hal penghematan energi, persyaratan lingkungan di wilayah dan daerah selama penggunaan lebih lanjut dan penyimpanan antara produk yang dihasilkan sebagai bahan bakar berbasis biomassa berkualitas tinggi.

Hasil teknis yang dinyatakan dicapai dengan fakta bahwa pelet dari lignin hidrolitik dibuat dalam bentuk butiran bahan bakar, lignin terkompresi. Lignin yang digunakan sebagai bahan baku dalam produksi pelet bahan bakar diperoleh dengan hidrolisis limbah kayu, dan sebelum diolah dan sebelum ditekan, ia mengalami pembersihan halus dan pemilahan menjadi fraksi-fraksi, diikuti dengan penghilangan unsur-unsur mineral, inklusi dan serpihan yang tidak mudah terbakar. yang mempengaruhi peningkatan persentase residu abu dan emisi polusi berkualitas rendah ketika dibakar.

Dalam kasus tertentu, lignin hidrolitik sudah diperkaya dengan residu turunan produksi hidrolisis dalam jumlah 1-20% (berat). Limbah produksi hidrolisis meliputi residu inverter, lumpur panas, lumpur dingin, lumpur air limbah industri organik, senyawa organik, gugus metoksi, gugus karboksil, gugus karbonil, hidroksida fenolik dan hidrokarbon padat.

Produksi pelet dari lignin hidrolitik dilakukan sebagai berikut.

Lignin hidrolitik diperoleh melalui hidrolisis menggunakan larutan asam sulfat lemah yang dilemahkan dalam proses dengan bahan tambahan kapur dan limbah kayu, dipilih secara mekanis dari tempat pembuangan dan penyimpanan, kemudian diangkut ke produksi untuk diproses.

Proses pengolahannya melalui beberapa tahapan sebelum persiapan.

Persiapan dan penyortiran untuk diproses (pembuangan benda logam, sisa konstruksi dan puing-puing, serta kayu yang tidak terhidrolisis).

Persiapan lignin hidrolitik untuk pengeringan. Pada tahap ini terjadi campuran sebagian lignin hidrolitik kering yang telah melewati tahap pengeringan dan lignin hidrolitik yang masuk produksi dengan kadar air 65% yang diperoleh selama penyimpanan. Selama pencampuran, kadar air lignin hidrolitik dirata-ratakan dan disamakan dengan indikator teknologi yang disyaratkan, yaitu sebesar 49 - 54%. Kadar air bahan baku masukan harus bergantung pada biomassa, yang memiliki kadar air kurang dari 14% dan diperlukan untuk menyamakan keseimbangan kelembaban bahan mentah sebelum pencampuran.

Pengeringan lignin hidrolitik dilakukan dalam unit pengeringan tipe drum tanpa interaksi langsung dari uap yang terlibat dalam proses dan sepenuhnya menghilangkan interaksi bahan mentah dengan api terbuka atau sumber suhu tinggi atau unit dan generator.

Pasokan uap mati dilakukan ke dalam kumpulan pipa, karakteristik pengisian unit pengering yang digunakan. Pengeringan terjadi di sinus antar tabung drum pengering, dengan pencampuran paksa secara metodis, menggunakan bilah dan ripper yang terpasang. Pengeringan lignin hidrolitik dilakukan hingga kadar air mencapai 8-14%.

Pemurnian halus lignin hidrolitik. Lignin hidrolitik kering (bahan mentah) diumpankan ke tahap pemurnian halus, diikuti dengan pemisahan menjadi fraksi menggunakan rangkaian saringan piramidal, menggunakan rangsangan mekanis dan aliran udara bertekanan yang berorientasi untuk transportasi dan pergerakan. Proses ini melibatkan penghilangan inklusi mineral dan komponen dari bagian organik komposisi lignin hidrolitik. Selanjutnya, komposisi fraksi bahan yang diayak diratakan menjadi sebagian kecil dari campuran jadi untuk dipindahkan ke tangki penyimpanan untuk pengepresan selanjutnya (granulasi). Proses pemisahan menjadi komponen-komponen pecahan, melalui pemurnian halus bahan baku, selanjutnya mempengaruhi ikatan selama pembentukan silinder produk, sifat fisik dan komposisi kimia.

Menekan menjadi pelet. Akumulasi volume massa homogen yang disiapkan selanjutnya masuk ke tahap persiapan untuk pengepresan. Periode persiapan bersifat jangka pendek dan terdiri dari membasahi lignin hidrolitik yang disuplai dengan kelembabannya sendiri berkisar antara 10-16% dengan air keran tanpa persiapan tambahan pada suhu berkisar antara 4 – 10ºС. Pengepresan, sebagai pemadatan massa yang telah disiapkan dengan cara memasukkannya ke dalam granulator pengepres, yaitu ke dalam rongga bergerak teknologi antara rol penekan dan matriks berlubang, yang merupakan jari-jari permukaan kerja tugas berat. Mendorong bahan kering dan murni yang disediakan, lignin, ke dalam lubang tembus dengan diameter yang diterima secara teoritis sekitar 8 mm dan kedalaman sekitar 8 mm dan memotong silinder yang dihasilkan dengan pisau luar menghasilkan produk jadi, butiran lignin, pelet bahan bakar.

Selanjutnya, produk yang dihasilkan melewati sistem pendingin dan pendingin yang dirancang khusus. Pendinginan dilakukan dengan aliran udara yang disuplai oleh kipas angin. Setelah didinginkan, pelet melalui tahap pengayakan, memisahkan fraksi halus yang dihasilkan dan produk di bawah standar. Hasil penyaringan dikembalikan ke tahap granulasi dan ditekan kembali.

Produk jadi yang diayak dipindahkan ke silo penyimpanan. Prosesnya selesai.

Aplikasi - pembakaran. Pelet lignin tidak mengeluarkan bau saat dibakar, pembakaran terjadi dengan tenang, terkendali, di karpet rata di atas jeruji, dapat digerakkan atau statis. Asap selama pembakaran pelet dari lignin hidrolitik praktis tidak berwarna, masuknya api berada dalam batas norma dan peraturan teknik tenaga termal, bagian tentang penggunaan dan penerapan bahan bakar padat dan unit boiler bahan bakar padat. Pembakaran pelet bahan bakar lignin juga sebanding dengan kondisi pembakaran pelet bahan bakar berbahan kayu murni dan batubara. Karena rendahnya persentase kandungan sulfur dalam pelet hidrolisis, emisi sulfur dioksida ke atmosfer pun rendah, cenderung nol. Pembakaran pelet lignin secara kualitatif masih berbeda dengan pembakaran pelet bahan bakar kayu klasik, baik dari segi pelepasan energi panasnya. Selain itu, butiran lignin juga lebih menguntungkan secara lingkungan dan ekonomi dibandingkan batu bara dan bahan bakar cair. Penggunaan pelet lignin memungkinkan Anda untuk mengotomatisasi proses pemuatan, pengumpanan ke dalam perangkat pembakaran dan mengatur proses pembakaran. Penggunaan pelet lignin karena nilai kalornya yang tinggi yaitu sebesar 20-21,5 MJ/kg, lebih tinggi dibandingkan produk kayu dan nilai kalornya setara dengan batubara kualitas tinggi 5100 Kkal/kg. Ukuran (fraksional), kepadatan tinggi setelah pengepresan ditandai dengan kekuatan produk yang dihasilkan dan berkisar antara 98-99,5%. Kepadatan curah 750 kg/m3, membantu mengurangi jumlah wadah pengangkut pada saat memindahkan pelet bahan bakar lignin ke tempat pembakaran (pemakaian). Pelet dapat digunakan secara luas sebagai bahan bakar untuk rumah boiler otomatis, baik domestik maupun industri, tanpa perubahan signifikan dalam desain, modernisasi awal dan rekonstruksi model dan varian peralatan boiler yang ada. Pelet dari lignin hidrolitik, berdasarkan karakteristik fisikokimianya, mempunyai kemampuan dan kemampuan unik untuk penyimpanan yang dapat diakses dalam berbagai kondisi penyimpanan yang dapat diakses, dalam kondisi atmosfer saat ini tanpa memperhitungkan musim, curah hujan, jenis dan kuantitasnya, tanpa mengubah kalorinya. nilai dan mempertahankan bentuk geometrisnya. Kemampuan unik lainnya adalah hidrofobisitasnya yang sempurna, sehingga tidak menyerap kelembapan hingga kedalaman seluruh badan silinder yang dihasilkan, tetapi menolaknya. Namun khasiat unik lainnya adalah pemulihan kelembapan asli setelah terpapar lingkungan lembab. Karakteristik awal yang ditentukan oleh spesifikasi teknis diperoleh pelet melalui paparan terhadap perubahan kelembaban lingkungan atau melalui paparan paksa terhadap aliran massa udara. Singkatnya, pengeringan terjadi.

Karena bentuknya yang benar, ukurannya yang kecil dan konsistensi yang seragam, butiran dapat dituangkan melalui selongsong pemuat vakum atau selongsong tanpa gerakan mekanis, dan sepanjang kemiringan saluran yang telah diatur sebelumnya menggunakan gaya percepatan jatuh bebas benda di bawah pengaruh berat fisik tertentu. Hal ini memungkinkan tidak hanya untuk mengotomatisasi proses bongkar muat, tetapi juga untuk memastikan takaran bahan bakar yang seragam selama pembakaran, serta mencapai penghematan energi saat bergerak.

Saat ini, pelet memiliki biaya panas yang sebanding dengan batu bara, namun batu bara sulit diterapkan dalam proses otomasi dan operasi dasar - pemuatan/pembuangan terak harus dilakukan menggunakan peralatan pemilihan abu atau secara manual, tergantung pada jenis peralatan boiler. Aspek penting adalah tidak adanya sisa abu, sehingga tidak ada biaya pembuangan. Pembentukan terak bila menggunakan pelet minimal kurang dari dan sama dengan 3% dari massa butiran lignin yang terbakar.

Berbeda dengan jenis bahan bakar lain yang diproduksi dengan metode granulasi dan pengepresan, proses pembuatannya tidak melibatkan bahan tambahan dan bahan tambahan pihak ketiga, bahan kimia, sehingga tidak menimbulkan reaksi alergi pada manusia.

Dalam hal nilai kalori, kemudahan penggunaan, penyimpanan, transportasi, penggunaan peralatan pemanas yang ada, baik industri maupun domestik, dan kualitas lingkungan, pelet merupakan penghubung antara bahan bakar batubara dan gas, tetapi lebih mobile dan aman.

1. Pelet dari lignin hidrolitik dibuat dalam bentuk butiran bahan bakar, dipres dari lignin hidrolitik yang diperoleh dengan menghidrolisis limbah kayu dengan larutan asam sulfat, ditandai dengan sebelum diolah lignin hidrolitik diperkaya dengan limbah turunan dari produksi hidrolisis, dan sebelum dipres. mengalami pembersihan halus dan pemilahan menjadi fraksi-fraksi, diikuti dengan penghilangan unsur mineral dan pengurangan kadar abu.

2. Suatu cara pembuatan pelet dari lignin hidrolitik menurut klaim 1, meliputi pembersihan, pencampuran, pengeringan dan pengepresan dan dikarakterisasi bahwa sebelum diolah, lignin hidrolitik diperkaya dengan limbah turunan dari produksi hidrolisis, dan sebelum pengepresan dilakukan pembersihan halus dengan penyortiran. menjadi pecahan-pecahan, dilanjutkan dengan penghilangan unsur mineral dan pengurangan kadar abu.

3. Metode menurut klaim 2, ditandai dengan hidrolisis lignin diperkaya dengan limbah turunan dari produksi hidrolisis dalam jumlah 1-20% berat.

Paten serupa:

Invensi ini mengungkapkan metode kontrol otomatis dari proses pengepresan bahan bakar gambut, termasuk pengukuran kelembaban, suhu, konsumsi bahan mentah dan perbandingan selanjutnya dari data yang diukur dengan nilai yang ditetapkan pada mikrokontroler, dan juga mencakup pengukuran otomatis dan pengaturan tekanan pengepresan, kecepatan gerak, dan waktu penahanan material dalam saluran matriks (penekan).

Invensi ini menjelaskan tentang kayu gelondongan yang tahan lama, yaitu produk monolitik dengan volume lebih dari 0,5 liter dan berat lebih dari 500 g, mengandung parafin, stearin, lilin atau campurannya, tepung kayu, jerami cincang, kertas tidak lebih. diameter lebih dari 1 mm atau campurannya, pelet kayu dengan diameter sampai dengan 4 mm dan kadar air tidak lebih dari 8%, dengan fraksi massa dalam%: parafin, stearin, lilin 30-40 tepung kayu, jerami cincang, kertas 20-60 pelet kayu 10-40 Hasil teknis dari penemuan yang diklaim adalah peningkatan waktu pembakaran kayu gelondongan, serta identifikasi yang jelas.

Invensi ini mengungkapkan proses berkesinambungan untuk memproduksi biomassa padat yang dipadatkan, yang terdiri dari langkah-langkah: (a) menyediakan pasokan bahan biomassa yang dipadatkan, (b) merendam bahan biomassa yang dipadatkan dalam cairan yang mudah terbakar, (c) membakar bahan biomassa yang dipadatkan dalam cairan yang mudah terbakar, (c) membakar bahan biomassa yang dipadatkan dalam cairan yang mudah terbakar. cairan yang mudah terbakar pada atau dalam kisaran suhu sekitar 270°C hingga sekitar 320°C untuk jangka waktu paling sedikit 10 menit hingga sekitar 120 menit untuk membentuk biomassa padat yang dibakar, (d) memindahkan biomassa padat yang dibakar tersebut dari cairan yang mudah terbakar ke dalam penangas air, dan (e) mengambil kembali biomassa padat yang telah didinginkan dari rendaman air, dimana biomassa padat yang telah dipadatkan yang diperoleh kembali pada langkah (e) mengandung tidak lebih dari sekitar 20% b/b.

Invensi ini berhubungan dengan metode untuk memproduksi bahan biomassa yang diperkaya karbon, bahan yang diperoleh dengan cara ini, serta penggunaannya. Suatu metode untuk memproduksi bahan biomassa yang diperkaya karbon mencakup langkah-langkah: (i) menyediakan bahan lignoselulosa sebagai bahan baku, (ii) mengolah bahan baku tersebut pada suhu yang berkisar antara 120°C hingga 320°C dengan adanya jumlah substoikiometri. oksigen pada konsentrasi O2 atau setara O2 dalam kisaran 0,15-0,45 mol/kg bahan lignoselulosa kering, asalkan pembakaran sempurna bahan lignoselulosa memerlukan jumlah oksigen stoikiometri dalam bejana reaksi tertutup, (iii) buka kata bejana reaksi, dan (iv) mengambil kembali produk padat dari campuran bejana reaksi.

Invensi ini menjelaskan suatu metode untuk memproduksi briket bahan bakar arang, termasuk penggilingan, pencampuran dan pengepresan dengan pemanasan awal campuran hingga 80-100°C pada tekanan 170-200 MPa dan kelembaban 10-12%, yang dicirikan oleh fakta bahwa saat menyiapkan campuran, 5 -10% berat serbuk gergaji.

Invensi ini mengungkapkan suatu metode untuk memproduksi bahan bakar dari biomassa, dimana biomassa tersebut mengalami perlakuan panas pada kisaran suhu dari 150 hingga 300°C, sebuah reaktor (11) dengan tekanan, peningkatan uap dan udara, di mana tekanan tersebut dilepaskan. setelah pengolahan selesai, sementara tekanan pelepasan meningkat, volume uap dan gas lainnya untuk sementara diakumulasikan dalam wadah (14) dengan volume adaptif, dan uap serta gas lainnya mengalami pertukaran panas setidaknya dalam satu waktu. penukar panas (13) sehingga gas yang dapat terkondensasi mengembun dan melepaskan panas kondensasi dalam setidaknya satu penukar panas (13).

Invensi ini menjelaskan suatu metode pembuatan briket bahan bakar dari limbah kayu, termasuk memuat limbah kayu, menekan dan mengeringkannya, dan setelah memuat limbah kayu, selanjutnya dipadatkan dengan ultrasound, diikuti dengan pengepresan dan pengolahan limbah kayu secara bersamaan dengan suhu tinggi. medan listrik frekuensi.

Invensi ini mengungkapkan briket bahan bakar dari campuran dua komponen yang berasal dari kayu: komponen pertama adalah limbah kayu yang dihancurkan dari perusahaan pemanenan kayu dan/atau pengolahan kayu, dan komponen kedua adalah arang, sedangkan campuran dua komponen disajikan dalam bentuk dari bahan komposit homogen yang diperoleh dengan menggabungkan matriks limbah kayu yang dihancurkan dan memperkuat partikel arang yang tersebar, dilakukan dalam dua tahap: tahap pertama - dengan menggabungkan proses yang terjadi secara bersamaan berikut: pengeringan limbah kayu dengan kelembaban alami asli, dispersi arang asli dan adsorpsi arang terdispersi oleh matriks; dan tahap kedua - dalam proses pembuatan briket material komposit, sebaiknya dengan ekstrusi, dan kombinasi pengeringan, dispersi dan adsorpsi dilakukan dalam aliran panas melingkar dinamis dari campuran gas buang dengan uap air dari limbah kayu yang dilepaskan selama proses pengeringan, sedangkan kandungan arang dalam bahan baku dipertahankan pada kisaran 5 30 berat.

Invensi ini menjelaskan metode pembuatan briket bahan bakar dari limbah kayu, termasuk penggilingan, pengeringan hingga kadar air 12-16%, pencampuran komponen campuran, termasuk hidrolisis teknis lignin, dan pembuatan muatan pengikat dilakukan dengan cara. menambahkan 70-80% natrium karbonat ke dalam hidrolisis teknis lignin 5-10 % dan aktivasi mekanis lebih lanjut diikuti dengan penambahan 15-20% pitch tinggi yang dipanaskan hingga 90°C, campuran yang dihasilkan dalam jumlah 10-15% adalah dicampur dengan limbah kayu, dihancurkan hingga ukuran 1-5 mm sebanyak 85-90%, dan campuran tersebut dibuat briket pada suhu 90±2°C dan tekanan 45-50 MPa.

Invensi ini mengungkapkan suatu metode untuk memproduksi butiran bahan bakar, termasuk pemberian dosis dan pencampuran lumpur aktif yang dihasilkan di pabrik pengolahan air limbah biologis dengan aditif dewatering, dewatering campuran yang dihasilkan dan pencetakan campuran selanjutnya, menggunakan lumpur aktif dengan kadar air 97-99% berdasarkan berat, sebagai aditif dewatering, digunakan lumpur dari pengolahan air kimia pembangkit listrik termal (TPP) dengan kadar air tidak lebih dari 3%, takaran dan pencampuran lumpur aktif dengan lumpur pengolahan air kimia dari TPP dilakukan dengan perbandingan (7-10): (1-2)% wt., campuran yang dihasilkan dikeringkan dalam dua tahap, sedangkan pada tahap pertama dilakukan sentrifugasi selama 1-3 menit hingga diperoleh campuran dengan kadar air sebesar diperoleh 69-74%, dan pada tahap kedua dilakukan pengeringan pada belt Dryer pada suhu 105-115°C selama 20-40 menit hingga diperoleh kelembaban campuran 40-45%, kemudian campuran tersebut didehidrasi. dibentuk dengan granulasi kemudian butiran dilapisi dengan bahan tambahan organik, sedangkan butiran bahan bakar mengandung,% berat: lumpur aktif - 65-75, lumpur pengolahan air kimia pembangkit listrik tenaga panas - 6-10, bahan tambahan organik - sisanya.

Invensi ini menjelaskan produk yang terbuat dari arang yang mengandung badan silinder dan elemen pendukung, permukaan bawahnya dibuat dalam bentuk lensa cekung, dan elemen pendukung dipisahkan oleh saluran udara-diffuser, yang memiliki konfigurasi melengkung-lengkung pada bagian atas. luar dan memperluas ke dalam.

Invensi ini mengungkapkan suatu metode untuk produksi briket dan butiran bahan bakar, termasuk penggilingan, pengeringan, pemberian dosis, pengumpanan, pencampuran, pembuatan briket, granulasi dan pendinginan, yang dicirikan bahwa briket dan butiran tersebut diproduksi berdasarkan campuran jerami yang dipotong dengan penambahan hingga 20-30% batang artichoke Yerusalem atau bunga matahari dan keranjangnya, atau 30-40% limbah hutan atau taman kayu kering yang dihancurkan, atau hingga 20% serbuk gergaji.

Invensi ini mengungkapkan suatu metode untuk memproduksi bahan kering yang mudah terbakar, termasuk: suatu langkah pencampuran pencampuran sejumlah partikel yang terbuat dari bahan mudah terbakar yang mengandung uap air dan cairan dehidrasi yang terbuat dari emulsi yang mengandung resin sintetik untuk membentuk suatu campuran yang permukaannya sebagian partikel bersentuhan dengan cairan dehidrasi; dan tahap pengeringan untuk membentuk lapisan resin sintetik yang terbuat dari cairan dehidrasi yang dikeringkan pada permukaan partikel, penguapan uap air dari partikel untuk membentuk partikel berlapis termasuk partikel yang persentase kadar airnya berkurang, dan lapisan resin sintetik yang menutupi permukaan partikel. permukaan partikel, dimana resin sintetik yang terkandung dalam cairan dehidrogenasi adalah resin akrilik, resin uretan atau resin polivinil asetat, sehingga diperoleh bahan kering yang mudah terbakar yang terbentuk dari partikel yang dilapisi.

Invensi ini berhubungan dengan metode produksi bahan bakar padat yang ramah lingkungan dan sangat efisien dengan menggunakan sampah organik dengan kadar air tinggi, yang meliputi: (a) tahap pencampuran sampah dimana sampah organik dengan kadar air tinggi dan sampah kota dimasukkan ke dalam suatu wadah. Reaktor dan campuran berbahan dasar Fe; (b) suatu tahap hidrolisis dimana uap suhu tinggi disuplai ke reaktor berbasis Fe untuk menghidrolisis campuran; (c) suatu tahap pengurangan tekanan dimana uap dari reaktor dilepaskan dan tekanan di dalam reaktor ditingkatkan dengan cepat sehingga menjamin limbah organik dengan berat molekul rendah setelah langkah (b) atau untuk meningkatkan luas permukaan spesifik reaktor. sampah kota setelah langkah (b); (d) langkah vakum atau tekanan diferensial untuk menghilangkan air; dan (e) tahap produksi bahan bakar padat dimana produk reaksi dari tahap (d) dikeringkan secara alami dan dikompresi untuk menghasilkan bahan bakar padat yang mempunyai kadar air 10 sampai 20%. // 2569369

Suatu alat untuk memproduksi bahan bakar berbutir halus dari bahan baku energi padat atau berbentuk pasta dengan cara dikeringkan, mengandung reaktor tumbukan dengan rotor dan elemen tumbukan, dimana reaktor tumbukan tersebut tahan panas sampai dengan 350°C, suatu alat untuk mensuplai panas mengeringkan gas di bagian bawah reaktor tumbukan, suatu alat untuk menyuplai bahan baku energi padat atau seperti pasta di bagian atas reaktor, paling sedikit satu alat untuk melepaskan aliran gas yang mengandung partikel-partikel bahan baku energi yang dihancurkan dan dikeringkan, dan suatu alat untuk memisahkan dan mengeluarkan partikel bahan baku energi yang dihancurkan dan dikeringkan dari aliran gas yang dikeluarkan dari reaktor tumbukan, dimana gas pengering dimasukkan ke dalam reaktor tumbukan di dekat segel labirin dan/atau melalui segel labirin yang terletak di dekat poros rotor tumbukan reaktor.

Invensi ini menjelaskan suatu metode untuk memproduksi bahan bakar padat, termasuk tahap-tahap dimana suspensi dibuat dengan mencampurkan bubuk batubara kualitas rendah dan minyak; menguapkan uap air yang terkandung dalam suspensi dengan menggunakan panas dan memisahkan suspensi yang diperoleh setelah tahap penguapan menjadi bahan padat dan cair, dimana tahap penguapan meliputi tahapan pemanasan suspensi pada jalur sirkulasi pertama dan pemanasan suspensi yang dipanaskan pada yang kedua. jalur sirkulasi yang berbeda dari jalur sirkulasi pertama, dimana uap proses yang dihasilkan pada tahap penguapan digunakan sebagai fluida perpindahan panas untuk salah satu tahap pemanasan awal dan tahap pemanasan, dan uap yang dimasukkan secara eksternal digunakan sebagai perpindahan panas cairan untuk tahap lainnya.

Invensi ini mengungkapkan pelet dari lignin hidrolitik, dibuat dalam bentuk butiran bahan bakar, ditekan dari lignin hidrolitik yang diperoleh dengan menghidrolisis limbah kayu dengan larutan asam sulfat, ditandai dengan fakta bahwa sebelum diproses, lignin hidrolitik diperkaya dengan limbah turunan dari produksi hidrolisis, dan sebelum pengepresan dilakukan pembersihan halus dengan pemilahan menjadi fraksi-fraksi, diikuti dengan penghilangan unsur mineral dan pengurangan kadar abu. Suatu metode untuk memproduksi pelet dari lignin hidrolitik juga diungkapkan. Hasil teknisnya diperoleh pelet yang mempunyai karakteristik optimal: mempunyai nilai kalor tinggi, kekuatan mekanik tinggi, dan bila dibakar tidak terbentuk sisa abu. 2 n. dan 1 gaji terbang.

Kelembaban

Persyaratan untuk granulator pelet industri berkisar antara 8 hingga 15%. Dalam kasus lain, bahan mentah memerlukan pengeringan, atau sebaliknya, pengolahan uap.

Konten abu

Kadar abu pelet adalah persentase residu yang tidak dapat terbakar setelah pembakaran suatu batch. Untuk pelet premium angkanya mencapai 1% menurut standar EN Plus A-2 dan hingga 0,5-0,7% menurut standar EN Plus A-1. Kadar abu bahan bakar yang tinggi lama kelamaan dapat menyebabkan tersumbatnya ruang bakar dan cerobong asap.

Kandungan senyawa kimia dalam bahan baku

Saat ini, Uni Eropa sedang memperketat standar emisi hasil pembakaran ke atmosfer. Bahan baku pelet harus mengandung bahan kimia dalam jumlah minimal seperti azor, klorin, belerang.

Ukuran pecahan

Untuk granulasi, bahan harus dihancurkan hingga ukuran partikel panjangnya mencapai 3 mm dan ketebalan hingga 1-2 mm.

Nilai energi material yang tinggi

Nilai kalor bahan mentah - berapa banyak panas yang dapat diperoleh selama pembakaran - merupakan nilai konsumen utama pelet. Bahan baku berkualitas tinggi memiliki kandungan kalori yang tinggi. Parameter ini antara lain dipengaruhi oleh kesegaran bahan. Kayu yang mengalami pembusukan kehilangan sebagian potensi energinya.

Kesesuaian untuk granulasi

Bahan-bahan tertentu mungkin lebih mudah atau lebih sulit untuk ditekan dan disiapkan. Selain itu, pelet yang kurang tahan lama dan padat dapat diperoleh dari bahan baku yang sulit digranulasi. Untuk meningkatkan kekuatan butiran, berbagai aditif digunakan.

Biaya bahan baku

Biaya tersebut menambah biaya bahan baku, yang juga mencakup biaya pengadaan dan transportasi. Jika total biaya bahan baku terlalu tinggi, produksi mungkin tidak layak secara ekonomi.

Pelet kayu

Seringkali butiran seperti itu disebut “pelet serbuk gergaji”, namun nyatanya butiran tersebut diperoleh dari berbagai jenis limbah.

Serutan, serbuk gergaji diperoleh dengan menggergaji dan mengolah kayu mentah dan kering

serpihan kayu- salah satu limbah yang paling umum

Croaker, keseimbangan kayu– sisa kayu berukuran besar, gergajian atau batang utuh, yang karena alasan tertentu ditolak untuk digunakan sesuai tujuan utamanya (mempunyai cacat, diameternya tidak sesuai, dll).

Produk kayu di bawah standar: baru atau daur ulang.

Bahan baku yang ideal untuk produksi adalah serbuk gergaji kering dan serutan. Biasanya tidak mengandung inklusi kulit kayu atau partikel tanah yang membentuk terak saat dibakar. Itu sebabnya ini sangat populer.

Kualitas serpihan kayu sebagai bahan baku pelet tergantung pada jenis kayu yang diperoleh - biasa atau dikupas, serta karakteristik penyimpanannya. Semakin sedikit kulit kayu dan benda asing yang masuk ke dalam pelet, semakin rendah kadar abunya, sehingga semakin tinggi kualitasnya.

Hal yang sama juga berlaku pada pengolahan lempengan dan kayu pulp.

Produk kayu di bawah standar, secara teori, harus memastikan pelet berkualitas tinggi, karena ini adalah kayu murni yang dikupas kulitnya tanpa kotoran. Namun, ada baiknya memperhatikan bahan apa yang digunakan dalam pembuatan produk tersebut. Berbagai pernis, bahan pengolah, dan lem dapat mempengaruhi keramahan lingkungan dari bahan tersebut.

Granulasi berbagai jenis kayu

Berbagai jenis kayu sebagai bahan baku pelet berbeda dalam kemudahan granulasinya.

Pertama, pelet yang lebih kuat diperoleh dari jenis kayu dengan kandungan lignin alami yang lebih tinggi. Spesies jenis konifera jauh lebih unggul daripada spesies daun dalam parameter ini: varietas jenis konifera yang berbeda mengandung 23-38% lignin, dan penyebaran pada spesies daun adalah 14-25%. Jika bahan bakunya mengandung sedikit lignin, maka jumlah penyaringan setelah granulasi meningkat.

Kedua, jenis kayu memiliki kekerasan yang berbeda-beda. Kayu yang lebih keras lebih sulit untuk ditekan menjadi pelet dan menimbulkan beban yang lebih tinggi pada peralatan, terutama pada bagian habis pakai - matriks, gulungan tekan. Kayu jenis konifera lebih lembut dan lentur untuk ditekan, sedangkan kayu keras selalu lebih keras. Namun, nilai kalori pelet kayu keras lebih tinggi, sehingga satu meter kubik pelet kayu beech atau oak akan memiliki berat lebih dari volume pelet pinus yang sama, dan akan mengeluarkan lebih banyak panas.

Pada saat yang sama, seperti yang ditunjukkan oleh praktik, dimungkinkan untuk berhasil mencampurkan serbuk gergaji dari spesies yang berbeda dan membuat butirannya. Bahan campuran pelet bahan bakar seperti itu tidak mengurangi kualitas produk akhir: jika Anda mencampur batu dalam proporsi yang tepat, Anda dapat memperoleh pelet yang cocok untuk memanaskan rumah pribadi. Penambahan kayu keras seperti beech dan oak meningkatkan nilai energi pelet. Hal lainnya adalah beberapa kayu keras memiliki warna gelap, dan pelet campuran dari berbagai jenis kayu berubah warna menjadi kopi, abu-abu atau gelap. Konsumen pelet swasta terkadang memiliki prasangka buruk terhadap pelet dengan warna apa pun selain krem ​​​​muda, sehingga mereka mungkin menolak pelet kayu ek gelap berdasarkan jenisnya saja, meskipun terdapat sertifikat kualitas tinggi. Prasangka tersebut begitu kuat sehingga beberapa peneliti Jerman membuat bahan bakar dari campuran spesies dengan penambahan sekitar 20% kayu ek atau beech pada kayu lunak, sedangkan produk akhirnya mempertahankan warna terang yang menarik.

Pelet campur

Menurut perusahaan riset Future Metrics, pada tahun 2023 jumlahnya akan meningkat hampir dua kali lipat: menjadi 21,5 juta ton dibandingkan saat ini yang berjumlah 12 juta ton. Permintaan limbah kayu semakin meningkat; tidak hanya produsen biofuel, tetapi juga pabrik chipboard dan banyak industri lainnya yang bersaing untuk mendapatkannya. Pada tahun 2010, Uni Eropa mengadopsi program untuk memperluas jangkauan limbah biologis yang akan digunakan untuk pemanas dan pasokan energi.

Mari kita definisikan terminologinya:

Pelet campur merupakan bahan bakar yang digranulasi dari beberapa jenis bahan baku baik kayu maupun asal lainnya.

Agro-pelet– butiran dari berbagai bahan tanaman, biasanya pertanian. limbah.

Apa bahan baku alternatif pelet?

Limbah dari kompleks agroindustri: polong-polongan, tongkol jagung, sekam padi, soba, sekam bunga matahari, sekam rami, kulit kacang, biji buah, stillage, biji-bijian yang belum berkecambah, biji-bijian pembuat bir.

Tumbuhan: alang-alang, jerami, tebu, serta pohon dan semak yang ditebang selama lansekap dan penebangan sanitasi.

Zat alami lainnya yang mudah terbakar: gambut, lignin.

Bahan-bahan ini dapat digranulasi, tetapi dibandingkan dengan kayu, bahan-bahan ini memiliki sejumlah kelemahan: kandungan senyawa kimia yang tidak diinginkan, kadar abu yang tinggi, titik leleh sisa abu yang rendah, yang menyebabkan tumbuhnya pembentukan terak di boiler.

Untuk menemukan resep pelet yang optimal, para peneliti Eropa melakukan eksperimen pencampuran berbagai jenis bahan mentah ke dalam pelet. Berdasarkan penelitian, telah diperoleh “resep” yang layak untuk pelet campuran dari berbagai bahan mentah, yang lembut pada boiler dan tidak mengeluarkan zat berbahaya selama pembakaran. Biasanya diyakini bahwa butiran tidak boleh mengandung inklusi mineral, namun para ilmuwan dari Institut Penelitian Hutan Austria membuat butiran dari tongkol jagung, lobak, dan jerami dengan tambahan kaolin, bentonit, dan abu batu bara. Butiran yang dihasilkan mengeluarkan persentase minimal zat yang tidak diinginkan ke atmosfer, ketika dibakar di tungku, kue terak tidak terbentuk.

Selain itu, kayu dalam pelet dikombinasikan dengan 10-15% jarum jenis konifera, atau pelet campuran dihasilkan dari kayu jenis konifera dan kayu keras. Paten Rusia adalah kombinasi serbuk gergaji dan sekitar 20-25% arang, agar granulasi berhasil dari campuran ini, ditambahkan 1-3% pati. Potensi pelet tersebut mencapai 20-23 MJ/kg, menjadikannya alternatif pengganti batu bara dan gambut berkalori rendah. Semua jenis kayu cocok untuk produksinya, termasuk kayu mati dan kayu bakar, serta batu bara yang dikumpulkan dari kebakaran hutan.

Hambatan utama penyebaran pelet campuran dan agropellet adalah pengetatan standar emisi produk pembakaran ke atmosfer di Uni Eropa. Tindakan seperti itu mungkin membuat penggunaan bahan bakar tersebut tidak layak secara ekonomi, karena pemilik boiler memerlukan filter dan teknologi yang mahal untuk mematuhi semua peraturan.

Dalam produksi pelet campuran, berbagai bahan tambahan sering digunakan untuk merekatkan butiran yang lebih baik. Jika pohon jenis konifera memiliki cukup ligninnya sendiri, maka untuk pohon gugur, serta limbah pertanian, ditambahkan pati. Anda juga bisa menggunakan minyak ikan, soda, jeruk nipis, parafin, minyak sayur, dan bubuk kopi untuk tujuan ini. Aditif semacam itu meningkatkan sifat pengguna produk: persentase putus, keruntuhan yang lebih rendah, ketahanan yang lebih baik terhadap patah saat dituangkan selama transportasi dan penggunaan langsung dalam boiler.

Kayu dari pohon buah-buahan – ceri, apel, dll. – digranulasi dalam volume kecil. Mereka biasanya digunakan bukan untuk memanaskan, tetapi untuk mengasapi daging dan ikan, memberikan aroma yang menyenangkan pada produk.

Agropelet

Salah satu jenis bahan baku pelet pertanian yang banyak diminati adalah jerami dari berbagai tanaman pertanian (terutama gandum dan rapeseed). Dari segi potensi energi, material ini tidak kalah dengan kayu: hingga 16 MJ/kg berbanding hingga 18,4 MJ/kg. Jerami merupakan sumber bahan bakar terbarukan; pembakaran jerami tidak mengubah keseimbangan nitrogen dioksida di udara: selama pertumbuhan, jerami mengkonsumsi jumlah CO2 yang sama dengan yang dilepaskan selama pembakaran. Pelet jerami juga digunakan tidak hanya untuk pemanas, tetapi juga sebagai alas tidur hewan di peternakan dan kandang.

Jenis bahan baku yang mirip dengan jerami adalah alang-alang, nilai kalornya lebih tinggi yaitu 19 MJ/kg, dan kadar abunya sekitar 4%. Bahan baku tersebut sangat murah, dikumpulkan dengan menggunakan pemanen rawa dan mesin penggiling.

Kulit bunga matahari merupakan salah satu bahan agropelet yang menjanjikan. memiliki kadar abu 3%, dan mengeluarkan panas hampir sama banyaknya dengan batubara coklat - hingga 21 MJ/kg. Abu setelah pembakaran sekam adalah pupuk yang berharga. Sekam soba, sekam millet, dan sekam padi juga digranulasi.

Bahan lainnya

Rusia memiliki cadangan gambut yang sangat besar, yang cocok untuk granulasi. Pelet dan briket gambut dibuat dengan menggunakan teknologi yang kurang lebih sama seperti kayu. Nilai kalori gambut tinggi - hingga 21 MJ/kg, namun kandungan abu butiran tersebut meningkat - hingga 5%. Bahan bakar ini cocok untuk boiler industri dan kota. Di Rusia, granulasi dan briket gambut memiliki 2 prospek utama: menyediakan panas dan listrik ke area non-gasifikasi dan mengekspor butiran ke negara-negara Skandinavia. Di Eropa Utara, gambut diakui sebagai bahan mentah yang sebagian dapat diperbarui, dan penggunaannya dalam sektor energi didorong dari atas.

Granulasi kertas bekas merupakan industri yang cukup baru namun menjanjikan, karena bahan baku jenis ini tidak membutuhkan bahan baku yang mahal. Butiran yang terbuat dari kertas dan karton (dan di beberapa negara telah dibuat granulasi uang kertas lama) menghasilkan panas dalam jumlah besar dan memiliki persentase kecil residu yang tidak mudah terbakar.

Dan kotoran kuda harganya lebih mahal dibandingkan wood pellet. Ini adalah pupuk yang berharga dan bergizi bagi tanah. Pelet kotoran kuda dijual dengan harga sekitar €1,25 per kilogram. Pengolahan kotoran dan kotoran menjadi pupuk tidak hanya menguntungkan, tetapi juga merupakan langkah yang perlu, karena penyimpanan limbah tersebut secara langsung merugikan lingkungan.

Hal yang sama juga berlaku untuk pemrosesan hidrolisis lignin, produk sampingan dari pabrik hidrolisis. Di Rusia, hanya ada satu pabrik granulasi lignin di wilayah Arkhangelsk, sedangkan cadangannya di negara tersebut mencapai puluhan juta ton. Dari segi nilai kalor (lebih dari 21 MJ/kg) dan kadar abu (kurang dari 3%), lignin merupakan bahan baku yang sangat baik untuk produksi pelet.

Memperluas basis bahan mentah memungkinkan untuk memperoleh manfaat dari pembuangan limbah biologis dalam jumlah besar, serta memecahkan masalah lingkungan yang terkait dengan penyimpanannya. Beralih dari bahan bakar fosil ke bahan bakar ramah lingkungan mengurangi emisi zat berbahaya ke udara. Penciptaan produksi pelet dan briket baru menciptakan lapangan kerja baru di industri pertanian dan membantu perkembangannya secara keseluruhan.

KIMIA DAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN KAYU

V. S. Boltovsky, Doktor Ilmu Teknik, Profesor (BSTU)

KOMPOSISI LIGNIN TERHIDROLISASI DARI DAMPS JSC “BOBRUISK BIOTECHNOLOGY PLANT”

DAN ARAH RASIONAL PENGGUNAANNYA

Komposisi lignin hidrolitik dari timbunan “Pabrik Bioteknologi Bobruisk” OJSC dipelajari. Hal ini menunjukkan bahwa sebagai hasil dari penyimpanan jangka panjang, terjadi penurunan kandungan total polisakarida dengan degradasi lignin itu sendiri yang jauh lebih sedikit. Bidang utama penggunaan lignin hidrolitik dipertimbangkan dan rekomendasi diberikan mengenai bidang pemanfaatannya yang paling menjanjikan dan rasional: memperoleh briket dan pelet bahan bakar, pupuk organo-mineral, dan sorben.

Komposisi lignin hidrolitik dari pembuangan Pabrik Bioteknologi JSC Bobruisk sedang diselidiki. Hal ini menunjukkan bahwa penyimpanan lignin yang lama mengakibatkan penurunan kandungan total polisakarida dengan degradasi yang jauh lebih kecil dibandingkan lignin sebenarnya. Arahan utama penggunaan lignin hidrolitik dipertimbangkan, dan rekomendasi dibuat mengenai arah pemanfaatannya yang paling menjanjikan dan rasional: memperoleh briket dan pelet bahan bakar, pupuk organo-mineral dan sorben.

Perkenalan. Lignin jaringan seluler biomassa tanaman adalah polimer alami bermolekul tinggi dari struktur aromatik, yang selama pemrosesan hidrolitik sebagai hasil transformasi polikondensasi, membentuk struktur jaringan tiga dimensi dan merupakan kompleks kompleks, termasuk struktur aromatik sekunder (lignin itu sendiri). , berubah secara signifikan selama hidrolisis), bagian dari polisakarida yang tidak terhidrolisis dan monosakarida yang tidak tercuci , zat kompleks lignohumik, asam mineral dan organik, unsur abu dan zat lainnya.

Masalah daur ulang lignin hidrolitik telah ada sejak berdirinya industri, dan belum terpecahkan secara mendasar hingga saat ini, meskipun banyak metode pengolahannya, termasuk yang diterapkan di industri.

Arahan utama pemrosesan lignin hidrolitik adalah: penggunaan dalam bentuk alaminya (dalam metalurgi besi dan non-besi, dalam produksi produk tahan api ringan - sebagai aditif pembakaran, dalam produksi bahan bakar rumah tangga, sebagai adsorben, dll. .), setelah pemrosesan termal (produksi lignin, batubara aktif dan butiran), setelah pemrosesan kimia (produksi nitrolignin dan modifikasinya, koaktift, zat aktif biologis - garam amonium polikar-

asam bonat dan pupuk lignostimulasi, lignin obat dan “polyphepane”, digunakan sebagai enterosorben untuk pencegahan dan pengobatan penyakit pada saluran pencernaan hewan dan manusia sebagai pengganti karbon aktif), serta sebagai bahan bakar energi.

Di wilayah Republik Belarus, di tempat pembuangan sampah yang menempati area luas dan menimbulkan bahaya bagi lingkungan, sejumlah besar lignin hidrolitik telah terakumulasi, cukup untuk pemrosesan industri.

Informasi yang dipublikasikan dalam literatur mencirikan komposisi kimia dan sifat lignin hidrolitik yang diperoleh setelah pengolahan hidrolitik bahan baku tanaman. Untuk membuat keputusan yang memenuhi syarat tentang cara paling rasional untuk menggunakan lignin dari timbunan, perlu untuk menentukan sifat-sifatnya dan memilih area pemrosesan yang paling menjanjikan.

Bagian utama. Untuk analisis, kami menggunakan sampel lignin hidrolitik yang dipilih sesuai dengan persyaratan TU BY 004791190.005-98 dari tempat pembuangan Pabrik Bioteknologi Bobruisk OJSC, yang terletak di desa Titovka di lokasi industri percontohan untuk pengeringan lapangan lignin .

Penentuan komposisi kimia komponen sampel lignin terhidrolisis serta briket dan pelet yang dibuat darinya telah dilakukan

metode analisis yang diadopsi dalam kimia kayu dan selulosa serta produksi hidrolisis.

Analisis termogravimetri sampel kayu pinus, kayu birch, dan lignin hidrolitik dilakukan pada perangkat TA-4000 METTLER TOLEDO (Swiss) dengan kondisi berikut: berat sampel 30 mg, laju kenaikan suhu 5°C/menit dalam kisaran 25-5 00°C, hembusan udara 200 ml/menit.

Hasil penentuan kandungan komponen utama sampel lignin terhidrolisis dari timbunan disajikan pada Tabel. 1.

Perbandingan hasil analisis hidrolitik lignin dari timbunan dengan rata-rata komposisi lignin yang diperoleh langsung setelah pengolahan hidrolitik kayu (Tabel 2) menunjukkan bahwa akibat penyimpanan jangka panjang terjadi penurunan kandungan total polisakarida. dengan degradasi lignin itu sendiri yang jauh lebih sedikit.

Pada saat yang sama, lignin yang dihidrolisis mengandung komponen utama yang sama dengan kayu (Tabel 3), tetapi jumlah polisakarida yang lebih sedikit dan lignin itu sendiri dalam jumlah yang lebih besar, yang tidak terhidrolisis selama perlakuan hidrolitik, yaitu kayu setelah perlakuan hidrolisis (biomassa tanaman ).

Hasil analisis termogravimetri kayu dan lignin hidrolitik (kehilangan massa dan termogravimetri diferensial yang mencirikan laju kehilangan massa) menunjukkan bahwa dekomposisi termal

Hidrolisis kayu pinus dan birch serta lignin terjadi dengan cara yang sama:

Pada kisaran suhu 25-100°C, kelembapan bebas dihilangkan (penurunan berat kayu pinus dan birch masing-masing sebesar 6,26,4%, lignin hidrolitik - 3,8-4,2%);

Pada suhu di atas 100 dan sampai 300°C, terjadi desorpsi air terikat dengan hilangnya massa kayu 4,2-4,3% dan lignin hidrolitik 4,1-5,5%;

Laju kehilangan massa kayu maksimum, disertai dengan dekomposisi termal aktif dan kehilangan massa, diamati pada suhu 300°C, lignin hidrolitik -280°C, yaitu komponen utama kayu asli dan kayu setelah perlakuan hidrolisis (hidrolitik lignin) terbakar pada kisaran suhu yang hampir sama;

Dengan peningkatan suhu lebih lanjut, terjadi kerusakan yang lebih dalam, penurunan berat badan dan karbonisasi dengan pembentukan residu karbon sebesar 2,3-5,5% saat membakar kayu dan 3,9-5,9% - lignin hidrolitik.

Hasil analisis termogravimetri menguatkan hasil dan kesimpulan yang diambil berdasarkan penentuan komposisi komponen kimia kayu dan lignin hidrolitik bahwa lignin hidrolitik merupakan kayu setelah dilakukan perlakuan hidrolisis dan mempunyai sifat yang mirip dengan kayu pada saat pembakaran.

Tabel 1

% berat bahan benar-benar kering

Nama komponen Nilai rata-rata sampel yang diambil pada kedalaman, m

Total polisakarida, meliputi: 21,51 19,61 17,67

Mudah terhidrolisis 1,63 1,65 1,80

Sulit dihidrolisis 19,88 17,96 15,87

Selulosa 18,86 17,04 19,95

Lignin 47,94 52,71 49,32

Abu 9,56 5,65 10,61

Keasaman (dalam H2SO4) 0,1 0,1 0,1

Meja 2

Polisakarida 12.6-31.9 19.9

Lignin sendiri 48.3-72.0 57.1

Keasaman (dalam hal H2SO4) 0,4-2,4 -

Kadar abu 0,7-9,6 -

Catatan. Makalah ini menyajikan data penentuan lignin hidrolitik di pabrik hidrolisis Bobruisk; sebagai polisakarida - hanya mengandung selulosa.

Komposisi kimia kayu dari berbagai jenis

Tabel 3

Nama komponen Kandungan, % berat bahan kering mutlak

Cemara Pinus Birch Aspen

Total polisakarida, termasuk: 65,3 65,5 65,9 64,3

Mudah terhidrolisis 17,3 17,8 26,5 20,3

Sulit dihidrolisis 48,0 47,7 39,4 44,0

Selulosa 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)

Lignin 28.1 (29.0) 24.7 (27.5) 19.7 (21.0) 21.8 (20.1)

Abu 0,3 0,2 0,1 0,3

* Kandungan selulosa tanpa hemiselulosa dan lignin diberikan dalam tanda kurung sesuai sumbernya.

Kegunaan lignin hidrolitik bervariasi. Menjanjikan untuk produksi industri, misalnya, produk berdasarkan sifat penyerapannya yang tinggi (sorben, termasuk enterosorben untuk keperluan medis - lignin obat dan polifepan), karbon aktif, pupuk jangka panjang dan produk lainnya) dan nilai kalorinya (dalam kualitas) bahan bakar). Nilai kalor lignin hidrolitik pada kadar air 60% adalah 7750 kJ/kg, pada 65% - 6150 kJ/kg dan pada 68% - 5650 kJ/kg. Nilai kalor rata-rata lignin benar-benar kering adalah 24.870 kJ/kg.

Saat ini, perusahaan yang berada di bawah JSC Bobruisk Biotechnology Plant telah menguasai produksi briket bahan bakar (TU BY700068910.019-2008) dan pelet dari lignin hidrolitik.

Hasil penentuan kandungan komponen utama briket dan pelet berbahan dasar lignin hidrolitik disajikan pada tabel. 4.

Seperti yang bisa dilihat dari tabel. 4 Hasil, dilihat dari kandungan komponen utamanya, briket dan pelet praktis tidak berbeda dengan lignin hidrolitik pembuatnya, dan dari kayu, tetapi memiliki kandungan polisakarida lebih rendah dan lebih banyak lignin.

Penggunaan lignin hidrolitik dalam skala besar di bidang pertanian menjanjikan sebagai pupuk organik (dalam bentuk alami), pupuk organo-mineral

niya (dalam campuran dengan komponen mineral atau limbah dari industri mikrobiologi - limbah cairan budaya setelah fermentasi mikroorganisme, atau dalam campuran dengan berbagai zat mineral setelah pengomposan - kascing), pupuk lignostimulasi (setelah dimodifikasi dengan penghancuran oksidatif dengan berbagai cara secara bersamaan pengayaan dengan nitrogen dan unsur mikro ).

Penggunaan pupuk berbahan dasar lignin hidrolitik menyediakan:

Memperbaiki sifat fisik tanah dan kondisi berkembangnya jamur saprofit;

Penciptaan lapisan permukaan longgar yang memastikan pertukaran air-udara normal;

Aktivasi proses nitrifikasi di dalam tanah;

Tindakan jangka panjang, menciptakan kondisi untuk retensi unsur hara (karena kapasitas adsorpsi lignin yang tinggi) dan konsumsinya secara bertahap oleh sistem akar tanaman dan mencegah pencucian yang cepat oleh curah hujan dan air tanah;

Mempercepat pertumbuhan dan meningkatkan hasil tanaman pertanian (misalnya, menambahkan lignin ke dalam campuran dengan amonia atau urea meningkatkan hasil gandum musim dingin sebesar 1617%, pupuk perangsang ligno dalam jumlah 0,4 t/ha menyebabkan peningkatan hasil kentang sebesar 15-30%).

Tabel 4

Nama komponen Pelet Briket

Total polisakarida, termasuk 19,25 19,67

Mudah terhidrolisis 2,13 2,17

Sulit dihidrolisis 17.12 17.50

Selulosa 15,90 16,81

Lignin 46,41 44,73

Abu 8.97 9.30

Keasaman (dalam H2SO4) 0,1 0,1

Sorben yang diperoleh berdasarkan lignin hidrolitik memiliki keuntungan sebagai berikut:

Mereka memiliki kapasitas penyerapan yang tinggi. Luas permukaan spesifik lignin terhidrolisis asli yang mengandung 15,2% selulosa adalah 10,14 mg/g, dan enterosorben untuk penggunaan medis (lignin obat) yang diperoleh berdasarkan pengolahan yang tepat adalah 16,3 mg/g, volume pori aslinya lignin adalah 0,651 cm3/g, lignin obat -0,816 cm3/g. Total volume pori polife-pan adalah 0,8-1,3 cm3/g. Koefisien distribusi cesium dan strontium antara larutan modelnya dan enterosorben mencapai 400900, dan penyerapan mikroorganisme dari media kultur adalah 108 sel/g sediaan;

Biayanya rendah karena merupakan residu setelah pengolahan hidrolitik biomassa tanaman;

Mereka adalah biomassa tumbuhan alami;

Mereka memiliki kadar abu yang rendah saat dibakar.

Kemungkinan aplikasi:

Pemurnian solusi buatan manusia, air industri dan air hujan;

Gunakan untuk tujuan medis sebagai enterosorben;

Penyerapan limbah radioaktif cair tingkat rendah dan menengah;

Digunakan untuk memurnikan gas dari radionuklida dan logam berat;

Penggunaan dalam instalasi untuk penggunaan individu dan kolektif untuk pemurnian air;

Isolasi logam tanah jarang, logam mulia dan non-besi;

Area penerapan lainnya adalah sebagai fitosorben alami.

Yang paling rasional dari sudut pandang pemrosesan lignin hidrolitik skala besar di Republik Belarus, selain produksi briket dan pelet untuk digunakan sebagai bahan bakar, adalah produksi sorben, termasuk untuk pengolahan air limbah industri, dan pupuk organik atau organo-mineral.

literatur

1. Kholkin Yu I. Teknologi produksi hidrolisis. M.: Lesnaya prom-st, 1989.496 hal.

2. Produksi bebas limbah dalam industri hidrolisis / A. Z. Evilevich [et al.]. M.: Lesnaya prom-st, 1982. 184 hal.

3. Epshtein Ya.V., Akhmina E. I., Raskin M. N. Petunjuk rasional penggunaan lignin hidrolitik // Kimia kayu, 1977. No. 6. P. 24-44.

4. Obolenskaya A.V., Elnitskaya Z.P., Leonovich A.A. Pekerjaan laboratorium tentang kimia kayu dan selulosa. M.: Ekologi, 1991. 320 hal.

5. Emelyanova I.Z.Kontrol kimia dan teknis produksi hidrolisis. M.: Lesnaya prom-st, 1976.328 hal.

6. Bogomolov B. D. Kimia kayu dan dasar-dasar kimia senyawa bermolekul tinggi. M.: Industri kehutanan, 1973. 400 hal.

Lignin - apa itu? Tidak semua orang bisa menjawab pertanyaan ini, tapi kami akan mencoba mencari tahu. Lignin adalah zat yang ditemukan di semua tumbuhan di bumi. Selain itu, perlu juga diperhatikan komponen bermanfaat seperti selulosa dan hemiselulosa.

Tujuan utama lignin adalah untuk memastikan kekencangan dinding pembuluh tempat air dan nutrisi terlarut di dalamnya bergerak. Lignin dan selulosa, jika digabungkan dalam dinding sel, meningkatkan kekuatannya. Tidak semua tumbuhan memiliki jumlah senyawa ini yang sama. Sebagian besar ditemukan di pohon jenis konifera, sekitar 40%, tetapi di pohon gugur - hanya 25%.

Sifat lignin

Zat ini berwarna kuning tua. Praktis tidak larut dalam air dan pelarut organik. Lignin - apa itu dari sudut pandang struktural? Tidak mungkin menjawab pertanyaan ini dengan jelas, karena, sebagai bagian dari tumbuhan yang berbeda, zat ini dapat berbeda secara signifikan dalam strukturnya.

Ketika lignin terurai, terbentuklah humus yang kaya nutrisi, yang memainkan peran penting di alam. Lignin diproses di lingkungan alami oleh sekumpulan bakteri, jamur, dan beberapa serangga.

Keuntungan utama zat ini adalah tidak perlunya memproduksi atau menambangnya. Ya, hal ini hampir mustahil; lignin terikat sangat erat pada sel tumbuhan sehingga pemisahan buatannya merupakan proses yang rumit.

Lignin yang dihasilkan saat ini tidak lebih dari limbah biasa dari pengolahan selulosa. Dalam hal ini, sebagian besar hilang, namun aktivitas kimianya meningkat.

Metode untuk mengisolasi lignin

Proses ekstraksi zat ini dari kayu dilakukan untuk berbagai tujuan:

• studi tentang sifat-sifat materi;
• penentuan jumlah lignin pada berbagai tanaman.

Metode ekstraksi suatu zat dipilih tergantung pada tujuan penggunaannya. Jika tugas selanjutnya adalah mempelajari, maka metode isolasi harus mempunyai pengaruh sesedikit mungkin terhadap struktur dan kualitas lignin. Meskipun praktis tidak ada metode yang menjamin penerimaan suatu zat dalam keadaan tidak berubah.

Setelah diisolasi, lignin mengandung beberapa pengotor:

• zat ekstraktif menghasilkan senyawa yang tidak larut pada hidrolisis;
• produk humifikasi gula;
• campuran polisakarida yang sulit dihidrolisis.

Kondisi yang paling cocok untuk isolasi lignin adalah kondisi dimana jumlah zat terbesar terbentuk. Dalam hal ini, lignin diperoleh dengan sedikit atau tanpa pengotor, dan kerugiannya kecil.

Metode asam sulfat dianggap yang paling umum, namun metode asam klorida lebih jarang digunakan karena ketidaknyamanan bekerja dengan asam pekat.

Varietas lignin

Sumber utama lignin adalah produksi industri selulosa. Perusahaan yang berbeda di bidang ini mungkin menggunakan teknologi produksi yang berbeda, sehingga lignin yang diperoleh dengan cara ini memiliki kualitas dan komposisi yang berbeda.

Dalam proses memperoleh alkali atau sulfat, lignin sulfat diperoleh, sedangkan dalam produksi asam - sulfit.

Jenis-jenis ini berbeda satu sama lain tidak hanya dalam komposisinya, tetapi juga dalam metode pembuangannya. Lignin sulfat dibakar, dan lignin sulfit dikirim untuk disimpan di fasilitas penyimpanan khusus.

Lignin hidrolitik diproduksi di perusahaan hidrolisis.

Sifat lignin hidrolitik

Ini adalah zat tepung dengan kepadatan hingga 1,45 g/cm³. Warnanya bervariasi dari krem ​​​​muda hingga berbagai corak coklat. Kandungan lignin dalam zat tersebut dapat berkisar antara 40 hingga 80%.

Lignin hidrolitik memiliki sifat toksik dan kapasitas adsorpsi yang tinggi, yang menjadi dasar penggunaannya dalam pengobatan.

Jika bahan yang mudah terbakar saat dikeringkan disemprotkan, terdapat risiko ledakan. Saat dibakar, lignin kering mengeluarkan panas yang cukup besar. Suhu penyalaannya 195 derajat, dan pembakaran dimulai pada suhu 185°C.

Produksi sediaan lignin

Lignin diisolasi dari kayu untuk mendapatkan sediaannya untuk berbagai penelitian. Mari kita perhatikan tahapan isolasi lignin:

• menggiling kayu menjadi serbuk gergaji dan, dalam beberapa kasus, tepung;
• pengobatan dengan campuran alkohol-toluena untuk menghilangkan zat ekstraktif;
• penggunaan katalis asam yang mencegah lignin menjadi larut.

Proses pembuatannya menghasilkan beberapa senyawa larut yang diendapkan, dimurnikan dan dikeringkan hingga membentuk bubuk.

Penerapan lignin hidrolitik

Meskipun zat ini cukup sulit untuk diproses karena sifatnya yang kompleks dan ketidakstabilannya, kami dapat membuat daftar berbagai industri yang menggunakan lignin. Penggunaan zat memiliki petunjuk sebagai berikut:

• produksi briket bahan bakar;
• sebagai bahan bakar ketel;
• produksi zat pereduksi untuk logam dan silikon tertentu;
• pengisi dalam produksi plastik;
• produksi bahan bakar gas;
• produksi pupuk;
• produksi herbisida;
• sebagai bahan baku produksi fenol, asam asetat;
• produksi karbon aktif;
• sebagai penyerap untuk pemurnian air limbah kota dan industri;
• produksi produk kesehatan;
• produksi batu bata dan produk keramik.

Alasan meningkatnya permintaan lignin

Lignin hidrolitik adalah bahan bakar luar biasa yang bila dibakar akan menghasilkan energi dalam jumlah besar. Selain itu, bahan mentah untuk produksi sumber energi tersebut cukup mudah diakses dan terbarukan.

Tidak hanya di negara kita, tetapi di seluruh dunia, isu produksi sumber energi alternatif saat ini menjadi relevan. Ada beberapa alasan yang menyebabkan hal ini, antara lain sebagai berikut:

1. Pembawa energi alam - batu bara, minyak dan gas memerlukan penggunaan berbagai metode mahal untuk produksinya. Hal ini tidak bisa tidak mempengaruhi nilai mereka yang terus meningkat.
2. Sumber energi yang digunakan saat ini merupakan sumber daya alam yang dapat habis, sehingga akan tiba saatnya cadangannya praktis habis.
3. Produksi sumber energi alternatif dirangsang oleh negara di banyak negara.

Lignin sebagai bahan bakar

Saat ini, lignin semakin banyak digunakan sebagai bahan bakar alternatif. Apa itu dan seperti apa bentuknya?

Bahannya berupa serbuk gergaji dengan kadar air hingga 70% yang komposisinya bervariasi tergantung bahan bakunya. Strukturnya sangat mirip, yang juga memiliki banyak pori-pori kecil. Sifat-sifat zat semacam itu memungkinkannya dilakukan briket dan granulasi. Jika Anda memberikan tekanan tinggi pada briket tersebut, briket tersebut akan berubah menjadi massa plastik kental.

Butiran berbahan lignin tersebut memiliki perpindahan panas yang tinggi, namun tidak menghasilkan banyak asap. dan pelet merupakan bahan yang berkualitas, bila dibakar banyak panas yang keluar, dan praktis tidak ada jelaga. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa lignin berfungsi sebagai bahan baku yang sangat baik untuk produksi bahan bakar briket.

Penggunaan lignin dalam bentuk bubuk

Zat dalam bentuk bubuk ini digunakan sebagai bahan tambahan dalam produksi beton aspal. Penggunaan lignin hidrolitik memungkinkan:

• meningkatkan kekuatan, ketahanan air dan ketahanan terhadap retak;
• menghemat bahan konstruksi jalan;
• secara signifikan memperbaiki situasi lingkungan di tempat penyimpanan limbah;
• memulihkan kesuburan lahan yang digunakan untuk tempat pembuangan sampah.

Dalam industri jalan raya, penggunaan lignin cukup menguntungkan. Sifatnya sedemikian rupa sehingga dapat meningkatkan kualitas bahan bangunan secara signifikan. Selain itu, lignin dapat menggantikan bahan tambahan yang mahal.

Turunan lignin

Turunan dari zat ini adalah lignosulfonat, yang terbentuk selama metode pengolahan kayu sulfit. Lignosulfonat memiliki aktivitas tinggi, yang memungkinkannya diterapkan di berbagai industri:

• industri minyak (mengatur properti;
• pengecoran (bertindak sebagai bahan pengikat dalam campuran);
• produksi beton;
• industri konstruksi (sebagai pengemulsi dalam emulsi jalan raya);
• bahan baku produksi vanilin;
• pertanian (pengolahan tanah untuk mencegah erosi).

Lignin sulfat memiliki kepadatan dan ketahanan kimia yang tinggi. Saat kering, berbentuk bubuk coklat yang larut dalam amonia, alkali, etilen glikol, dan dioksin.

Lignin sulfat tidak beracun, tidak menyemprot dan tidak mudah terbakar. Ini digunakan:

• sebagai bahan pemlastis dalam produksi produk keramik dan beton;
• sebagai bahan baku produksi plastik dan resin fenol-formaldehida;
• sebagai penghubung dalam produksi karton, kayu dan papan kertas;
• sebagai bahan tambahan dalam produksi karet dan lateks.

Sekarang menjadi jelas seberapa luas penggunaan lignin. Apa yang sekarang tidak ada yang mempertanyakan, karena kualitasnya, zat ini sangat diminati di dunia modern.

Obat berbahan dasar lignin

Seperti yang telah kita ketahui, penggunaan lignin hidrolitik juga dimungkinkan dalam bidang medis. Obat-obatan berikut berdasarkan itu dapat dicantumkan:

• "Lignosorb" diresepkan untuk penyakit gastrointestinal dan keracunan makanan;
• "Polifan" memiliki rekomendasi penggunaan yang sama;
• "Polyphepan" meredakan diare dan dysbacteriosis;
• "Filtrum-IMS";
• "Entegnin."

Penerapan "Polifepan"

Nama lain obat ini adalah lignin hidrolitik. Diproduksi dalam bentuk butiran, suspensi, bubuk dan tablet. Obat ini berasal dari tumbuhan, berbahan dasar lignin. Petunjuk penggunaan menyatakan bahwa obat tersebut mampu mengikat mikroorganisme dengan baik, serta produk limbahnya.

Selain itu, di bawah pengaruh obat, zat beracun dari berbagai sifat dinetralkan: logam berat, isotop radioaktif, amonia. Lignin hidrolitik mendetoksifikasi tubuh dan juga memiliki efek antioksidan dan hipolipidemik.

Ini adalah daftar lengkap manfaat yang dimiliki lignin! Petunjuknya juga mengatakan bahwa dengan meminum obat ini, Anda dapat mengkompensasi kekurangan di usus, yang berperan aktif dalam proses pencernaan, menormalkan mikroflora dan meningkatkan kekebalan tubuh.

Indikasi untuk mengonsumsi "Polyphepan" adalah:

Obat seperti lignin memiliki daftar indikasi yang cukup luas. Petunjuknya juga mencatat beberapa kontraindikasi:

• hipersensitivitas terhadap obat tersebut;
• sembelit kronis;
• radang perut;
• diabetes.

Dalam proses pengambilan lignin, efek samping yang mungkin terjadi: reaksi alergi atau sembelit.

Cara penggunaan obat dan dosisnya ditentukan oleh dokter tergantung pada diagnosis dan kompleksitas kondisi. Lignin biasanya diresepkan selama seminggu, namun untuk beberapa masalah durasi terapi dapat ditingkatkan hingga satu bulan.

Ekologi dan lignin

Zat ini terbentuk dalam jumlah besar selama pengolahan selulosa. Itu dibuang ke tempat pembuangan sampah besar, yang berkontribusi terhadap pencemaran lingkungan. Selain itu, kasus pembakaran lignin secara spontan tidak jarang terjadi.

Saat ini, isu penggunaan bahan tersebut sebagai bahan bakar menjadi akut, karena setelah pembakarannya dihasilkan sejumlah besar limbah yang membahayakan lingkungan. Lignin menemukan penerapannya di banyak industri, jadi pertama-tama penting untuk memecahkan masalah keamanan lingkungan bagi lingkungan.