PL202660B1 - Brykiet z odpadowej biomasy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest brykiet, wykonany z odpadowych produktów roślinnych. Brykiet ten może pełnić rolę brykietu opałowego jak również wędzarniczego czy też materiału do stosowania w grilach.

Ze względu na wzrastającą skalę powstawania odpadów roślinnych w różnego typu zakładach przemysłowych, powstało szereg rozwiązań, które pozwalają na zagospodarowanie produktów odpadowych w kierunku materiałów opałowych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 148655 brykiet, składający się z rozdrobnionych surowców pochodzenia roślinnego oraz z lepiszcza. Jako lepiszcze stosuje się ciekłe odpady pofermentacyjne a jako surowiec roślinny wykorzystuje się pyły z fabryki mebli lub płyt paździerzowych. Udział lepiszcza w mieszaninie wynosi 20-80%.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 157558 sposób wytwarzania brykietów opałowych z odpadowych surowców roślinnych. Jako surowce roślinne stosuje się zrębki, trociny, korę drzewną, słomę lub ich mieszaniny.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 160302 brykiet paliwowy w postaci wypraski, składającej się z rozdrobnionych cząsteczek świeżego drewna. Do brykietu dodaje się 10-50% wagowych cząsteczek tworzywa sztucznego, takiego jak polietylen. Polietylen pełni w brykiecie rolę środka wiążącego materiał drewnopochodny.

Z opisu patentowego EP nr 129856 znany jest sposób otrzymywania kształtek prasowanych stosowanych jako paliwo z naturalnie wilgotnej biomasy, na przykład z odpadków gospodarczych, leśnych czy ogrodniczych. Biomasa jest najpierw rozdrabniana i mieszana z mikrokrystalicznym woskiem, służącym jako materiał łączący.

Ze znanego stanu techniki wynika, że jeśli stosuje się biomasę odpadową jako materiał wyjściowy należy stosować środki wiążące, ułatwiające lub wręcz umożliwiające uzyskanie produktu w formie brykietu. Równocześ nie, ze wzglę du na nisk ą wartość opał ową tego typu odpadów, do masy z której otrzymuje się brykiet, dodaje się np. miał wę glowy. Dodatki speł niają ce rolę lepiszcza oraz dodatki poprawiające wartość opałową brykietu powodują, że w procesie spalania brykiet uwalnia do atmosfery zanieczyszczenia o charakterze organicznych związków smolistych a ponadto powstaje duża ilość popiołu. Ponadto jeśli brykiet miałby mieć charakter uniwersalny i mógł być stosowany jako materiał opałowy, wędzarniczy oraz brykiet przeznaczony do grila, musiałby posiadać równocześnie kilka cech, które nie są możliwe przy znanym stanie techniki do spełnienia. Brykiet opałowy musi posiadać wystarczającą wartość opałową i dawać niewiele dymu. Brykiet wędzarniczy i grilowy oprócz odpowiedniej temperatury powinien uwalniać dostateczną ilość dymu i nie posiadać nieprzyjemnego, chemicznego zapachu.

Wszystkie powyższe cechy posiada brykiet według wynalazku. Brykiet z odpadowej biomasy składa się ze sprasowanych na brykieciarce, wstępnie wysuszonych wytłoków z owoców, przy czym minimum 50% biomasy stanowią wytłoki z jabłek. Pozostałe ewentualne wytłoki owocowe mogą pochodzić z aronii, maliny, czarnej porzeczki itp. miękkich owoców. Do brykietu mogą być dodane w zależności od przeznaczenia brykietu dodatki uszlachetniające lub wspomagające proces palenia w ilości nie większej niż 20% wagowych w stosunku do masy brykietu. Wytłoki z owoców, pochodzące z produkcji wina, moszczu, soku, koncentratu itp. produktów spożywczych zawierają 50-60% wilgoci. Wytłoki te poddaje się procesowi suszenia w suszarniach obrotowych, w których temperatura na wejściu do bębna suszarniczego wynosi 500-700°C. Wytłoki przebywają w bębnie około 10 minut, gdzie są suszone we współprądzie gorącym powietrzem. Po wyjściu z bębna suszarniczego wytłoki mają wilgotność około 10%. Otrzymany susz poddaje się brykietowaniu w znany sposób. Jeżeli stosuje się wytłoki z różnych owoców muszą one być poddane procesowi suszenia każdy oddzielnie. Ze względu na fakt, że wytłoki z jabłek suszą się trudniej niż wytłoki z innych owoców takich jak maliny czy aronia, procesowi suszenia nie mogą być poddane wytłoki zmieszane, gdyż wymagają one różnych warunków suszenia. Jeśli brykiet jest przeznaczony do wędzenia lub grilowania, korzystnie do składu brykietu dodaje się zioła. Można również wzbogacić skład brykietu o co najwyżej 20% wagowych substancji wspomagających palenie, takich jak trociny. Korzystnym jest, aby trociny były dodawane w trakcie procesu brykietowania z osobnego podajnika naprzemiennie z suszem owocowym, w wyniku czego powstaje brykiet o strukturze naprzemiennej.

Otrzymany brykiet daje dostateczną ilość dymu do zastosowań wędzarniczych a równocześnie nie pali się otwartym ogniem, spala się powierzchniowo i nie gaśnie mimo braku dodatków takich jak

PL 202 660 B1 parafiny. Równocześnie brykiet posiada zadowalającą wartość opałową a zapach w procesie palenia jest przyjemny. Ze względu na dużą zawartość biomasy pochodzącej z jabłek w skład brykietu nie wchodzi żaden środek o charakterze lepiszcza. Zawartość naturalnej pektyny w jabłku jest wystarczająca do powstania brykietu o dużej trwałości, nie rozsypującego się na mniejsze kawałki w procesie przechowywania i transportu.

P r z y k ł a d I. Wytłoki z jabłek, będące odpadem z produkcji soku, o wilgotności 50% załadowano do suszarni bębnowej, ogrzewanej we współprądzie gorącym powietrzem o temperaturze 600°C. Obrotowy bęben posiadał długość 10 m. Wilgotne wytłoki z jabłek przesuwając się w bębnie obrotowym przebywały w nim około 10 minut. Wilgotne powietrze z bębna było wyciągane za pomocą wentylatora. Za bębnem umieszczony był cyklon, w którym następowała separacja wilgotnego powietrza od suszu. Otrzymany susz miał wilgotność 10%. Na ogrzewanie bębna zużyto 400 kg miału węglowego na godzinę i uzyskano 600 kg suszu. Otrzymany susz załadowano do zasobnika brykieciarki i poddano brykietowaniu w znany sposób.

P r z y k ł a d II. Suszeniu w warunkach jak w przykładzie I poddano oddzielnie wytłoki z jabłek, wytłoki z aronii i wytłoki z malin. Otrzymane susze wymieszano w proporcjach: 90% suszu z jabłka, 5% suszu z aronii i 5% suszu z maliny. Mieszaninę załadowano do zasobnika brykieciarki i postępowano jak w przykładzie I.

P r z y k ł a d III. Postępowano jak w przykładzie II, przy czym do mieszany suszu dodano 5% wagowych trocin w stosunku do masy suszu. Dalej postępowano jak w przykładzie II.

P r z y k ł a d IV. Postępowano jak w przykładzie II, przy czym brykieciarkę zaopatrzono w dodatkowy zasobnik, w którym umieszczono trociny. Proces formowania brykietu prowadzono podając materiał naprzemiennie z obu zasobników. Otrzymano brykiet o zawartości 5% trocin o wyglądzie ‘'zebry'', składający się naprzemiennie z pasów suszu i pasów trocin.

P r z y k ł a d V. Brykiety poddano badaniom pomiarów ciepła spalania metodą „bomby kalorymetrycznej. Metoda polega na spalaniu w atmosferze tlenu próbki wykonanej z badanego materiału, umieszczonej w ciśnieniowym naczyniu. W trakcie pomiaru naczynie ciśnieniowe umieszczone jest w kalorymetrze. Wewnętrzne naczynie kalorymetru zawiera znaną ilość wody, która jest mieszana i w trakcie pomiaru przejmuje główną część ciepła, wydzieloną w trakcie spalania próbki. Materiał do badań został zmielony i wymieszany w celu uzyskania uśrednionych wyników pomiarów dla danej partii. Próbki wielkości 1-2 g wykonano przez sprasowanie dokładnie zważonej próbki i odcinka nici, służącej do podwieszenia próbki na drucie, stanowiącym element układu zapłonowego.

Badany materiał (nr przykładu)	Waga próbki (g)	Ciepło spalania kJ/kg	Wartość opałowa kJ/kg	Popiół %
Przykład I	1,629	16,952	15,947	2,28
Przykład II	1,665	17,058	15,991	2,32
Przykład III	2,087	17,163	16,036	2,45
Przykład IV	1,857	17,203	16,121	2,48

Zastrzeżenia patentowe

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Brykiet z odpadowej biomasy, znamienny tym, że składa się z co najmniej 80% wagowych suszu z wytłoków z owoców, przy czym co najmniej 50% biomasy stanowi susz z wytłoków z jabłek oraz ewentualnie do 20% dodatków wspomagających palenie i/lub uszlachetniających.
2. 2. Brykiet według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera susz lub mieszaninę suszu z wytłoków z aronii i maliny w ilości maksymalnie 50% w stosunku do ilości biomasy.
3. 3. Brykiet według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera do 20% wagowych trocin.
4. 4. Brykiet według zastrz. 3, znamienny tym, że trociny zawarte są w brykiecie w postaci pasków naprzemiennie z suszem biomasy.