The requirement for new biomass pelletizing test device

Czasopismo : Agricultural Engineering
Tytuł artykułu : The requirement for new biomass pelletizing test device

Autorzy :
Baki Unal, H.
Ege University, Faculty of Agriculture, Dep. of Agricultural Structures and Irrigation, 35100 Bornova Izmir/Turkey, baki.unal@ege.edu.tr,
Hakan Bayraktar, Ö
Ege University, Faculty of Agriculture, Dep. of Animal Science, Izmir /Turkey,
Alkan, I.
Ege University, Faculty of Agriculture, Dep. of Agricultural Structures and Irrigation, Izmir/Turkey,
Cengiz Akdeniz, R.
Ege University, Faculty of Agriculture, Dep. of Agricultural Engineering and Technology, Izmir/Turkey,
Borek, K.
Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Branch in Warsaw, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa, k.borek@itp.edu.pl,
Barwicki, J.
Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Branch in Warsaw, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Mazur, K.
Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Branch in Warsaw, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Majchrzak, M.
Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Branch in Warsaw, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Wardal, W. J.
Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Branch in Warsaw, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Cengiz Akdeniz, R.
Department of Agricultural Machinery and Technologies Engineering, Faculty of Agriculture, EGE University, Turkey: 35100, Bornova/Izmir, cengiz.akdeniz@ebiltem.ege.edu.tr,
Haghighat Shishvan, S.
Department of Agricultural Machinery and Technologies Engineering, Faculty of Agriculture, EGE University, Turkey: 35100, Bornova/Izmir,
Abstrakty : As the bulk density of biomass material is low, some problems are encountered during storage, transport and usage of biomass. In order to overcome these problems, densification process is necessary to increase the bulk density of the biomass. Biomass characteristics are improved, the volumetric heating value of biomass is increased, transportation and storage costs of biomass are reduced and the combustion characteristics of biomass are improved by a biomass densification process. Nowadays, pelletizing machines are widely used in the course of biomass densification. During the pelletizing machine's operation, obtaining the high quality compressed biomass with high capacity and less energy consumption is closely related to the pelletizing machine’s design criteria. Therefore, it is necessary to investigate all parameters that affect the pelletizing machine performance. In a laboratory scale, biomass pelletizing and densification tests are carried out by means of simplified pelletizing apparatus. Unfortunately, the tests that are executed by means of these apparatus, because of their operation principle, can not completely illustrate the pelletizing process and the forces which occur during this process. As the current systems which are used to simulate the pelletizing process are not sufficient, in order to clarify, model and optimize the pelletizing process much more effectively and to obtain necessary reliable data for pelletizing machine design, development of a new apparatus is necessary. The requirement of developing a new biomass pelletizing test device and its design principles are explained in this study.

Ponieważ gęstość nasypowa biomasy jest niska, pojawiają się problemy podczas przechowywania, transportu i użytkowania biomasy. W celu pokonania tych problemów należy zastosować proces zagęszczenia by zwiększyć gęstość nasypową biomasy. Charakterystyka biomasy ulega poprawie, zwiększa się objętościowa wartość opałowa biomasy, koszty jej przechowania zostają zmniejszone a charakterystyka spalania biomasy poprawia się dzięki procesowi zagęszczenia. Obecnie, peleciarki mają szerokie zastosowanie w zagęszczaniu biomasy. Podczas pracy maszyny peletującej, osiągnięcie wysokiej jakości sprasowanej biomasy przy wysokiej wydajności i niskim zużyciu energii jest ściśle związane z kryteriami projektowania maszyny peletującej. Zatem, konieczne jest zbadanie parametrów, które wpływają na działanie maszyny peletującej. Na skale laboratoryjną, badania związane z peletyzacją i zagęszczaniem biomasy są prowadzone za pomocą uproszczonego aparatu peletyzującego. Niestety, badania, które prowadzone są za pomocą tej aparatury z powodu zasad jej działania nie mogą całkowicie zilustrować procesu peletyzacji i sił występujących podczas tego procesu. Ponieważ obecne systemy wykorzystywane w procesie peletyzcaji są niewystarczające, by wyjaśnić, wymodelować i zoptymizować proces peletyzacji w sposób bardziej skuteczny oraz by osiągnąć wiarygodne dane dla projektu maszyny peletującej, konieczne jest stworzenie nowej aparatury. Niniejsza praca wyjaśnia potrzebę stworzenia nowego urządzenia testowego do peletowania biomasy.

Słowa kluczowe : biomasa, paletyzacja, badanie laboratoryjne, peletujące urządzenie testowe, biomass, pelletizing, laboratory tests, pelletizing test device,
Wydawnictwo : Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
Rocznik : 2015
Numer : Vol. 19, No. 2
Strony : 25 – 34
Bibliografia : Adapa, P. K., Singh, A., Schoenau, G. J., Tabil, L. G. (2006). Pelleting characteristics of fractionated alfalfa grinds – hardness models. International Journal of Powder Handling and Processing, 18(5), 294-299.
Bapat, D. W., Kulkarni, S. V., Bhandarkar, V. P. (1997). Design and operating experience on fluidized bed boiler burning biomass fuels with high alkali ash. Proceedings of the 14th International Conference on Fluidized Bed Combustion. New York: Vancouver ASME, 199, 165-174.
Furman B. J. (2006). Force, torque, stress, and strain measurement. Obtained from: www.engr.sjsu.edu
Hall, D. O., Rosillo-Calle, F., Groot, P. (1992). Biomass energy: lessons from case studies in developing countries. Energy Policy, 20, 62-73.
Macmahon, M. J. (1984). Additives for physical quality of animal feed. Manufacturing of Animal Feed, 69-70.
Mani, S., Tabil, L. G., Sokhansanj, S. (2002). Compaction behavior of some biomass grinds. AIC 2002 Meeting, CSAE/SCGR Program, Saskatoon, Saskatchewan. Paper No. 02-305.
Mani, S., Tabil, L. G., Sokhansanj, S. (2006). Effects of compressive force, particle size and moisture content on mechanical properties of biomass pellets from grasses. Biomass and Bioenergy, 97, 1420-1426.
Mitchell, P., Kiel, J., Livingston, B., Dupont-Roc, G. (2007). Torrefied biomass: A foresighting study into the business case for pellets from torrefied biomass as a new solid fuel. A Presentation to All Energy ’07.
Purohit, P., Tripathi, A. K., Kandpal, T. C. (2006). Energetics of coal substitution by briquettes of agricultural residues. Energy, 31, 1321-1331.
Shaw, M. (2008). Feedstock and process variables influencing biomass densification. Ph.D thesis submitted to Department of Agricultural and Bioresource Engineering. Saskatoon, SK, Canada: University of Saskatchewan.
Sokhansanj, S., Fenton, J. (2006). Cost benefit of biomass supply and pre-processing enterprises in Canada. A BIOCAP Research Integration Program Synthesis Paper, Biocap, Canada.
Tumuluru, J. S., Wright, C. T., Kenney, K. L., Hess, J. R. (2010). A technical review on biomass processing: densification, preprocessing, modeling, and optimization. 2010 ASABE Annual International Meeting. Paper Number: 1009401.
Werther, J., Saenger, M., Hartge, E. U., Ogada, T., Siagi, Z. (2000). Combustion of agricultural residues. Progress in Engineering and Combustion Science, 26, 1-27.
Wetzel, W. (1985). Pelleting trends. Milling, 168(11), 20-38.
Zeng, X. Y., Ma, Y. T., Ma, L. R. (2007). Utilization of straw in biomass energy in China. Renewable and Sustainable Energy Revisions, 11, 976-987.
DOI :
Cytuj : Baki Unal, H. ,Hakan Bayraktar, Ö ,Alkan, I. ,Cengiz Akdeniz, R. ,Borek, K. ,Barwicki, J. ,Mazur, K. ,Majchrzak, M. ,Wardal, W. J. ,Cengiz Akdeniz, R. ,Haghighat Shishvan, S. , The requirement for new biomass pelletizing test device. Agricultural Engineering Vol. 19, No. 2/2015
facebook