QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ
Quy trình sản xuất viên gỗ nén có thể được mô tả cơ bản như sau:
Nguyên liệu thô ban đầu ( gồm gỗ và phế phẩm từ gỗ như mùn cưa, dăm gỗ,…) hoặc các nguyên liệu sinh khối khác được vận chuyển đến nhà máy sản xuất.
Trải qua quá trình giảm kích thước hạt, sấy khô để giảm độ ẩm, nguyên liệu sẽ được đưa vào các máy nghiền và sàng lọc (hammer mill and screening), sau đó được đưa nên bộ phận tạo viên nén (pellet mill) và làm lạnh tại khu vực làm lạnh, cuối cùng thành phẩm sẽ được đóng gói và nhập kho bảo quản.
Trong đó từng quy trình đều phải được kiểm soát và đánh giá chất lượng trước khi tiếp tục thực hiện các công đoạn kế tiếp.
Để sản xuất được viên nén đạt chất lượng, có thể xuất khẩu sang các thị trường “khó tính” như Châu Âu, Mỹ,.. thì việc phân tích và kiểm tra các chỉ tiêu quan trọng trong viên nén gỗ là quy trình cần thiết.
CÁC CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG
TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN NÉN GỖ
Bên dưới là các chỉ tiêu cơ bản và quan trọng mà các nhà máy cần đảm bảo để có thể tạo nên các viên nén gỗ đạt chất lượng cao.
- Nhiệt lượng
- Hàm lượng tro
- Độ bền cơ học
- Chiều dài & đường kính viên nén
- Chiều dài
- Độ ẩm
- Hàm lượng bụi (fines)
- Các nguyên tố C. H, N, S, O
- Chlorine
Một viên nén gỗ đạt tiêu chuẩn kỹ thuật thông thường là viên nén gỗ có độ ẩm ít hơn 8%, đường kính 1/4 đến 5/16 inch, chiều dài khoảng 30mm, vô cơ Ash < 1%, … Và có năng lượng phát ra >4260 Kcal/kg. Đây là những tiêu chuẩn cơ bản mà một viên nén gỗ cao cấp cần đáp ứng.
Trong đó:
- Hàm lượng nước: Hàm lượng nước tối đa trong viên nén gỗ xuất khẩu được xác định ở mức 10% với chỉ số dung sai 0,5% là tuyệt đối
- Mật độ: Một viên nén gỗ cao cấp cần được nén tốt với tỷ lệ mật độ cao, cụ thể tỷ trọng tiêu chuẩn là > 600kg/m3 với chỉ số dung sai giới hạn là 2%.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ tối đa để khiến viên nén gỗ có thể cháy là 60 độ C, có thể thấy một viên nén gỗ đạt tiêu chuẩn sẽ rất dễ dàng bắt lửa dù chỉ ở mức nhiệt độ trung bình. Và theo đó, chỉ số dung sai tối đa là 1 độ C.
Nhiệt lượng viên nén gỗ
Việc xác định nhiệt lượng trong viên nén gỗ giúp nhà sản xuất và người mua đánh giá được hiệu suất cháy, từ đó kiểm soát năng suất của lò hơi và quy trình sản xuất. Lượng nhiệt trị cao, ứng với khả năng sinh nhiệt tốt, là tiêu chuẩn mà cả nhà sản xuất và nhà tiêu dùng (bao gồm các nhà máy sản xuất sử dụng lò hơi công nghiệp, hay các hộ gia đình) đồng quan tâm.
Dòng thiết bị đo nhiệt trị/ nhiệt lượng DDS Bomb Calorimeters được đánh giá cao trong phân tích giá trị nhiệt lượng của viên nén gỗ.
- Thiết bị đáp ứng theo tiêu chuẩn ASTM D5865-12, ASTM D4809-13, ASTM D240, ISO 1928-2009 và DIN 51900-2.
- Sử dụng không khí thay nước để làm mát cho bom đo, giúp tăng hiệu quả truyền nhiệt.
- Độ phân giải nhiệt độ: 0.000’001oC, với thời gian đo mẫu ngắn từ 4-6 phút.
Tìm hiểu chi tiết về máy đo nhiệt lượng DDS Bomb Calorimeters tại đây>>>
Độ ẩm viên gỗ nén
Do quá trình sản xuất viên nén gỗ diễn ra ở nhiệt độ và áp suất cao, nếu độ ẩm dư thừa trong viên nén nén có thể gây ra các vấn đề làm giảm chất lượng thành phẩm,ví dụ như khó nén ép (dẫn đến có bụi trong sản phẩm cuối cùng).
Đồng thời, việc giảm độ ẩm viên nén giúp quá trình đốt cháy dễ dàng hơn.
Để xác định độ ẩm trong viên nén mùn cưa, viên nén gỗ, việc sử dụng các thiết bị phân tích như cân sấy ẩm, tủ sấy ẩm là rất cần thiết.
Tủ sấy ẩm – IKA Oven 125 basic giúp nhà sản xuất xác định độ ẩm viên nén một cách chính xác và nhanh chóng với chức năng kép: lựa chọn đưa vào dòng không khí hoặc dòng nitrogen tăng nhiệt lên 950℃ trong vòng 15 phút.
Tìm hiểu chi tiết tủ sấy ẩm tại đây>>
Độ bền cơ học, chiều dài và đường kính viên nén
Sau khi sấy khô, nguyên liệu sẽ được ép qua khuôn viên nén, hoạt động ở áp suất cực cao. Quá trình này làm cho mùn cưa nóng lên và chảy ra lignin – 1 phức hợp polymer đóng vai trò là chất kết dính tự nhiên trong gỗ. Chất này sẽ gắn kết các mảnh gỗ, mùn cưa lại với nhau, tạo hình viên nén gỗ mà không cần sử dụng thêm keo hay chất kết dính bên ngoài.
Quá trình này đòi hỏi các nhà sản xuất phải kiểm soát mật độ, đường kính, độ bền và độ dài của viên nén gỗ, sao cho phù hợp với yêu cầu sản xuất, đảm bảo các tiêu chuẩn về chất lượng.
- Chiều dài: Viên nén gỗ không được quá dài, cụ thể tỷ lệ số viên dài < 50mm cần đạt 99,9% và tỷ lệ số viên dài < 40mm cần đạt 99%
- Đường kính: Đường kính trong phạm vi trừ 6-12 mm tùy loại viên nén và chất lượng
Máy đo độ bền viên nén Model Ligno-Tester của hãng sản xuất TEKPRO – UK sẽ giúp các nhà kiểm định đánh giá, kiểm tra độ bền viên nén gỗ cũng như các nhiên liệu sinh khối biomass khác, với độ chính xác cao trong khoảng thời gian ngắn theo tiêu chuẩn ISO17831-1: 2015. Bởi 2 chu trình:
- Chu trình test Fine Material Amount (F): 30 giây
- Chu trình test Mechanical Durability (DU): 60 giây
Hàm lượng tro
Tro là phần còn lại sau khi đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu. Khi hàm lượng tro càng thấp, viên nén sẽ cháy càng sạch và lò hơi hay thiết bị đốt viên nén sẽ hoạt động hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, hàm lượng tro thấp cũng làm giảm việc vệ sinh và bảo dưỡng định kỳ, tiết kiệm chi phí vận hành và bảo dưỡng. Hàm lượng tro của viên nén gỗ rất thấp với tiêu chuẩn chỉ từ nhỏ hơn 1% đến 3% lượng viên nén đốt ra, có thể thấy với tỷ lệ này, với viên nén gỗ loại 1, trung bình khi ta đốt 1 tấn viên nén gỗ thì lượng tro sinh ra mới chỉ có 10 Kg mà thôi.
Lò nung Nabertherm, với đa dạng mẫu mã về thể tích, kiểu cửa lò cùng khoảng nhiệt độ rộng, thích hợp nhiều quy trình tro hóa theo tiêu chuẩn ISO, ASTM, EN và DINDIN có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng của các nhà máy sản xuất.
Sử dụng lò nung Nabertherm như công cụ để đánh giá hàm lượng tro trong viên nén gỗ giúp quá trình kiểm soát chất lượng viên nén gỗ, viên nén mùn cưa đạt hiệu quả cao.
Tham khảo các mẫu lò nung Nabertherm tại đây >>>
Hàm lượng nguyên tố C, H, N, S, O
Hàm lượng các nguyên tố hóa học C, N, H, S, O có trong viên nén gỗ ảnh hưởng đến các tính chất của viên nén như hàm lượng tro, hàm lượng ẩm, khả năng cháy,… Do đó, việc phân tích hàm lượng các nguyên tố này là cần thiết để đảm bảo chất lượng của viên nén gỗ.
Máy phân tích đa nguyên tố là thiết bị được sử dụng để phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học trong một mẫu vật. Máy phân tích đa nguyên tố CNHSO có độ chính xác và độ tin cậy cao, giúp cho kết quả phân tích được chính xác và đáng tin cậy. Ngoài ra, máy phân tích đa nguyên tố còn có khả năng phân tích nhanh, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.
Việc sử dụng máy phân tích đa nguyên tố trong phân tích hàm lượng C, N, H, S, O có trong viên nén gỗ mang lại nhiều lợi ích như:
- Đảm bảo chất lượng của viên nén gỗ, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật
- Giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và sử dụng viên nén gỗ:
- Giảm thiểu ô nhiễm môi trường: Hàm lượng tro trong viên nén gỗ ảnh hưởng đến khả năng phát thải khí thải của viên nén gỗ. Việc phân tích hàm lượng tro giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí thải từ viên nén gỗ.