PL Wpływ średnicy kanałów zagęszczających i wilgotności na parametry procesu peletowania biomasy ślazowca pensylwańskiego

Journal : Agricultural Engineering
Article : Impact of diameter of pressing channels and moisture on parameters of pelleting process of virginia mallow biomass

Authors :
Blicharz-Kania, A.
Department of Biological Fundamentals of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin, agata.kania@up.lublin.pl,
Andrejko, D.
Department of Biological Fundamentals of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin,
Ślaska-Grzywna, B.
Department of Biological Fundamentals of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin,
Starek, A.
Department of Biological Fundamentals of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin,
Szejgiec, P.
Department of Biological Fundamentals of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin,
Krzaczek, P.
Department of Power Industry and Vehicles, University of Life Sciences in Lublin,
Błaszkiewicz, Z.
Institute of Biosystems Engineering, Poznań University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, zbigniewblaszkiewicz@up.poznan.pl,
Sztukowski, P.
Institute of Biosystems Engineering, Poznań University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań,
Combrzyński, M.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin, maciej.combrzynski@up.lublin.pl,
Wójtowicz, A.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Klimek, M.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Mościcki, L.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Oniszczuk, T.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Juśko, S.
Department of Food Process Engineering, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Domoradzki, M.
Department of Technology and Chemical and Food Industry Apparatus, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, ul. Seminaryjna 3, 85-326 Bydgoszcz, mdomoradzki@gmail.com,
Szymura, J.
Department of Technology and Chemical and Food Industry Apparatus, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, ul. Seminaryjna 3, 85-326 Bydgoszcz,
Lamkiewicz, J.
Department of Technology and Chemical and Food Industry Apparatus, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, ul. Seminaryjna 3, 85-326 Bydgoszcz,
Kaniewska, J.
Department of Technology and Chemical and Food Industry Apparatus, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, ul. Seminaryjna 3, 85-326 Bydgoszcz,
Góral, D.
Department of Refrigeration and Food Industry Energetics, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin, dariusz.goral@up.lublin.pl,
Kluza, F.
Department of Refrigeration and Food Industry Energetics, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Kozłowicz, K.
Department of Refrigeration and Food Industry Energetics, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Domin, M.
Department of Refrigeration and Food Industry Energetics, University of Life Sciences in Lublin, ul. Doświadczalna 44, 20-280 Lublin,
Hejft, R.
Division of Agri-Food and Forestry Engineering, University of Technology in Bialystok, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok,
Obidziński, S.
Division of Agri-Food and Forestry Engineering, University of Technology in Bialystok, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok, s.obidzinski@pb.edu.pl,
Jakubowski, T.
Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Kraków, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków, tomasz.jakubowski@ur.krakow.pl,
Marks, N.
Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Kraków, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków,
Maciewicz, B.
Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Kraków, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków,
Kołosowski, P.
Department of Construction and Use of Technical Devices West Pomeranian University of Technology in Szczecin, ul. Papieża Pawła VI/3, 71-459 Szczecin, Pawel.Kolosowski@zut.edu.pl,
Dobek, T. K.
Department of Construction and Use of Technical Devices West Pomeranian University of Technology in Szczecin, ul. Papieża Pawła VI/3, 71-459 Szczecin,
Sałagan, P.
Department of Construction and Use of Technical Devices West Pomeranian University of Technology in Szczecin, ul. Papieża Pawła VI/3, 71-459 Szczecin,
Majchrzak, M.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa, m.majchrzak@itp.edu.pl,
Barwicki, J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Wardal, W. J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Mazur, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Borek, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Mazur, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warsaw, k.mazur@itp.edu.pl,
Barwicki, J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warsaw,
Majchrzak, M.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warsaw,
Borek, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warsaw,
Wardal, W. J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warsaw,
Obidziński, S.
Division of Agri-Food and Forestry Engineering, University of Technology in Białystok, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok, s.obidzinski@pb.edu.pl,
Hejft, R.
Division of Agri-Food and Forestry Engineering, University of Technology in Białystok, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok,
Pieczarka, K.
Institute of Agricultural Engineering, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, ul. Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław, krzysztof.pieczarka@up.wroc.pl,
Lejman, K.
Institute of Agricultural Engineering, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, ul. Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław,
Owsiak, Z.
Institute of Agricultural Engineering, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, ul. Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław,
Kordas, L.
Institute of Agricultural Engineering, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, ul. Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław,
Sobotka, S. M.
Department of Mills and Methodology of Research, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Oczapowskiego 11, 10-719 Olsztyn,
Lipiński, A. J.
Department of Mills and Methodology of Research, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Oczapowskiego 11, 10-719 Olsztyn, adam.lipinski@uwm.edu.pl,
Staszak, Ż.
Institute of Biosystem Engineering, Poznań University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań, staszak@up.poznan.pl,
Buchwald, T.
Institute of Biosystem Engineering, Poznań University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań,
Zając, G.
Department of Power Engineering and Vehicles, University of Life Sciences in Lublin, ul. Głęboka 28, 20-612 Lublin, grzegorz.zajac@up.lublin.pl,
Abstract : The objective of the paper was to evaluate the impact of biomass subjected to pelleting and diameter of pressing openings of a matrix of a pelleting machine on unit consumption of energy and quality of pellets. Virginia mallow biomass (Sida hermaphrodita R.) was investigated. The pelleting process was carried out on a pelleting machine with a flat matrix with the set of pressing rolls. Matrices with three diameters of pressing channels 6, 8, 10 mm were used for pelleting. Pelleting attempts were carried out at the material moisture which was 10, 15 and 20%. It was found out that energy consumption of the process of pellet production from Virginia mallow biomass depended on the raw material moisture and on diameter of pressing channels in the matrix of a pelleting machine. Unit consumption of electric energy during the pelleting process was within 45.3 and 70.2 Wh·kg-1. The lowest value was reported for moisture of 15% and diameter of pressing channels of 10 mm. Durability of the obtained pellets was within 88.9-93.5% of pellets. The highest durability was in case of pellets obtained at the moisture of 15% but higher durability was obtained at lower diameters of pressing openings. The highest relative density was in case of pellets obtained at the moisture of 15% and it was 1133.6-1094.8 kg·m-3 but density got reduced along with the increase of a diameter of channels.

Celem pracy była ocena wpływu wilgotności biomasy poddawanej peletowaniau oraz średnicy otworów prasujących matrycy peleciarki na jednostkowe zużycie energii i jakość peletów. Badanym surowcem była biomasa ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita R.). Proces peletowania przeprowadzono na peleciarce z matrycą płaską z zespołem rolek prasujących. Do peletowania wykorzystano matryce o trzech średnicach kanałów prasujących 6, 8, 10 mm. Próby peletowania przeprowadzano przy wilgotności materiału wynoszącej 10, 15 i 20%. Stwierdzono, że energochłonność procesu wytwarzania peletów z biomasy ślazowca pensylwańskiego zależała od wilgotności surowca, a także od średnicy kanałów prasujących w matrycy peleciarki. Jednostkowe zużycie energii elektrycznej podczas procesu peletowania wahało w granicach od 45,3 do 70,2 Wh·kg-1. Najniższą wartość odnotowano dla wilgotności 15% i średnicy kanałów prasujących 10 mm. Trwałość uzyskanych peletów wahała się w zakresie 88,9-93,5% peletów. Najwyższą trwałością charakteryzowały się pelety uzyskane przy wilgotności 15% przy czym wyższą trwałość uzyskiwano przy mniejszych średnicach otworów prasujących. Największą gęstość właściwą uzyskano dla peletów uzyskanych przy wilgotności 15% 1133,6-1094,8 kg·m-3 przy czym gęstość malała wraz ze wzrostem średnicy kanałów.

Keywords : biomasa, pelety, jakość, energochłonność, biomass, pellets, quality, energy consumption,
Publishing house : Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
Publication date : 2015
Number : Vol. 19, No. 1
Page : 141 – 150

Bibliography
: Blaschke, T., Biberacher, M., Gadocha, S., and Schardinger, I. (2013). “Energy landscapes”: Meeting energy demands and human aspirations. Biomass Bioenergy 55, 3-16.
Frączek J. (red.) (2010). Produkcja biomasy na cele energetyczne. Kraków, PTIR, ISBN 978-83-917053-8-4.
Hejft, R. (2011). Granulowanie i brykietowanie słomy. Inż. Apar. Chem. 50, 13-14.
Kulig, R., and Skonecki, S. (2011). Wpływ wilgotności na parametry procesu zagęszczania wybranych roślin energetycznych. Acta Agrophysica 17 (2), 335–344.
Liu, Z., Quek, A., and Balasubramanian, R. (2014). Preparation and characterization of fuel pellets from woody biomass, agro-residues and their corresponding hydrochars. Appl. Energy 113, 1315–1322.
Niedziółka, I., and Szpryngiel, M. (2012). Ocena cech jakościowych peletów wytworzonych z biomasy roślinnej. Inżynieria Rolnicza 16 (2), 267-276.
Niedziółka, I., and Szpryngiel, M. (2014). Możliwości wykorzystania biomasy na cele energetyczne. Inżynieria Rolnicza 149, 145-154.
Niedziółka, I., Szpryngiel, M., Kachel-Jakubowska, M., Kraszkiewicz, A., Zawiślak, K., Sobczak, P., and Nadulski, R. (2015). Assessment of the energetic and mechanical properties of pellets produced from agricultural biomass. Renew. Energy 76, 312-317.
Nunes, L.J.R., Matias, J.C.O., and Catalão, J.P.S. (2014). Mixed biomass pellets for thermal energy production: A review of combustion models. Appl. Energy 127, 135-140.
Smeets, E.M.W., Faaij, A.P.C., Lewandowski, I.M., and Turkenburg, W.C. (2007). A bottom-up assessment and review of global bio-energy potentials to 2050. Prog. Energy Combust. Sci. 33, 56-106.
Stelte, W., Holm, J.K., Sanadi, A.R., Barsberg, S., Ahrenfeldt, J., and Henriksen, U.B. (2011a). A study of bonding and failure mechanisms in fuel pellets from different biomass resources. Biomass Bioenergy 35, 910-918.
Stelte, W., Holm, J.K., Sanadi, A.R., Barsberg, S., Ahrenfeldt, J., and Henriksen, U.B. (2011b). Fuel pellets from biomass: The importance of the pelletizing pressure and its dependency on the processing conditions. Fuel 90, 3285-3290.
DOI :
Qute : Blicharz-Kania, A. ,Andrejko, D. ,Ślaska-Grzywna, B. ,Starek, A. ,Szejgiec, P. ,Krzaczek, P. ,Błaszkiewicz, Z. ,Sztukowski, P. ,Combrzyński, M. ,Wójtowicz, A. ,Klimek, M. ,Mościcki, L. ,Oniszczuk, T. ,Juśko, S. ,Domoradzki, M. ,Szymura, J. ,Lamkiewicz, J. ,Kaniewska, J. ,Góral, D. ,Kluza, F. ,Kozłowicz, K. ,Domin, M. ,Hejft, R. ,Obidziński, S. ,Jakubowski, T. ,Marks, N. ,Maciewicz, B. ,Kołosowski, P. ,Dobek, T. K. ,Sałagan, P. ,Majchrzak, M. ,Barwicki, J. ,Wardal, W. J. ,Mazur, K. ,Borek, K. ,Mazur, K. ,Barwicki, J. ,Majchrzak, M. ,Borek, K. ,Wardal, W. J. ,Obidziński, S. ,Hejft, R. ,Pieczarka, K. ,Lejman, K. ,Owsiak, Z. ,Kordas, L. ,Sobotka, S. M. ,Lipiński, A. J. ,Staszak, Ż. ,Buchwald, T. ,Zając, G. ,Zając, G. , Impact of diameter of pressing channels and moisture on parameters of pelleting process of virginia mallow biomass. Agricultural Engineering Vol. 19, No. 1/2015
facebook