Reţeta potrivită pentru producerea biocombustibilului de calitate

Rețeta potrivită pentru un produs de calitate

fotoToate materialele cu o structură ligno-celulozică (precum lemnele, paiele, rumeguşul de lemn, hârtia, fibrele lemnoase, ş.a.) reprezintă
resurse energetice importante. Principalul dezavantaj al acestora constă în faptul că dispun de o densitate foarte mică, ceea ce duce la dificultăți în procesul de manipulare, transportare, depozitare şi, respectiv duce la sporirea costurilor aferente. Pe lângă acestea, variaţiile mari ale umidităţii materialului pot genera dificultăţi în funcţionarea şi reglarea proceselor în cadrul centralelor sau instalaţiilor de producere a energiei în care sunt folosite.

Aceste neajunsuri pot fi oarecum ameliorate prin uscarea şi comprimarea materialului la presiuni foarte mari, obţinând în aşa mod, biocombustibili cu o structură uniformă, precum peletele şi brichetele. Calitatea biocombustibilului depinde de calitatea biomasei folosite pentru producerea acestuia:

  • Biomasa, înainte de tocarea finală, trebuie sa aibă o umiditate de min. 8% max. 14%
  • Sita tocătorului trebuie să fie de 6, 8 sau 10 mm în funcţie de diametrul dorit/necesar al produsului finit
  • Tocarea finală se efectuează cu agregatele ce permit încărcarea în buncărul de amestecare a materiei prime cu dimensiuni de 0,2 mm. La această etapă, umiditatea nu trebuie să fie mai mică de 12% și mai mare de 16%.
  • Dacă umiditatea este mai mică de 12%, atunci este necesară sporirea nivelului umidității pe cale artificială cu stropire prin amestecare, până la 16-17%. Metoda cea mai efectivă de ridicare a nivelului umidității este prin utilizarea aburilor, dar se poate efectua și prin  metoda de picurare.

Mixarea biomasei pentru brichetare se folosește pentru a crește coeficientul calorific al brichetelor produse. Pentru a crește coeficientul calorific, brichetele din paie se pot mixa cu rumeguș (70%-30%).

Pentru a crește volumurile de producere a brichetelor din rumeguş de lemn, dar  fără pierderi semnificative, rumegușul se amestecă cu biomasă agricolă (70%-30%)

Cu scopul obținerii unei adeziuni mai bune în cazul brichetelor din faină de lemn, în procesul brichetării se adaugă deșeuri de floarea soarelui, ce au un conținut de lignină mare.

Conform unui Studiu, brichetele produse din paie şi tulpini de floarea soarelui au fost considerate de o calitate foarte bună de circa 24% de consumatori, 62% susţin că este de calitate bună şi 13% de calitate medie. Doar un singur procent a considerat că este „nu prea bună”.

Sursa: Ghidul potenţialului producător de brichete//IDIS Viitorul. Chișinău 2012

Densitatea brichetelor de stuf este apropiată cu cea a brichetelor de fag, ceea ce înseamnă că densificarea aşchiilor de stuf în brichete este asemănătoare.

Puterea calorică a brichetelor de stuf se află pe ultimul loc (22306 J/gr) şi diferenţele între brichetele de fag (23250 J/kg)  şi cele de stuf sunt destul de mici.

Testul de compresiune plasează brichetele de stuf, după fag şi pin, fapt explicat de macrostructura tulpinii de stuf care are o suprafaţă lucioasă, aşchiile având o tendință de alunecare între ele în timpul acestui test.

Sursa: D. Lica, Camelia Coşereanu, Gavril Budău. Caracteristici ale brichetelor din stuf – resursă regenerabilă de biomasă din Delta Dunării.

Se ştie că puterea calorifică a biomasei lignocelulozice depinde de conţinutul de lignină, celuloză şi hemiceluloză, adică de conţinutul de oxigen, hidrogen şi carbon şi raportul acestor elemente. Cu cât raportul O/C şi H/C este mai mic, cu atât puterea calorifică este mai mare.

Conţinutul de carbon în lignină este mai mare ca în celuloză şi hemiceluloză, prin urmare şi puterea calorifică a ligninei este mai mare ca cea a celulozei şi hemicelulozei. Anume prin aceasta poate fi explicată puterea calorifică mai mare la biomasa provenită din salcie energetică în raport cu cea a biomasei provenite din plante erbacee (biomasa provenită din lemnoase conţine mai multă lignină în comparaţie cu biomasa provenită din reziduuri agricole şi plante erbacee energetice).

Estimarea comparativă a datelor, prezentate în Tabelul 1, confirmă ipotezele enunţate anterior. Astfel, biomasa obţinută din salcia energetică Tordis posedă cea mai mare putere calorifică (NCV=1844,42 J/kg), urmată de biomasa provenită din salcia energetică Inger (17809,36 J/kg).

Tabelul 1. Puterea calorifică şi conţinutul de cenuşă a diferitor tipuri de biomasă

Tip biomasă Puterea calorică în bază uscată, J/g Conţinutul mediu de cenuşă, %
Napul porcesc Helianthus tuberosus 18568,85 17258,96 2,263
Silfia Silfia perfoliatum 17823,02 16513,15 2,497
Hrişca de Sahalin Polygonum sachalinense 18735,77 17425,89 2,935
Miscantus/Iarba elefantului (Miscanthus x Giganteus) 18683,57 17373,69 2,237
Salcie energetică Tordis  19750,30 18440,42 1,745
Salcie energetică Inger 19119,24 17809,36 1,554
Tulpini porumb 17971,54 16661,65 4,61
Paie de grâu 17973,29 16663,40 3,23

 

Sursa: Grigore Marian şi alţii. Analiza obţinerii comparativă a biomasei obţinute din culturi energetice //  Stiinţa Agricolă Nr. 2, 2014