UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Instalații pentru reciclarea și valorificarea deșeurilor rezultate din industria de prelucare a lemnului

Student: Luncașu Irina

Prof:As.Drd.Ing. Ungureanu Nicoleta

București 2013

Scurt istoric despre rumegus si deseurile lemnoaseDupă 1990 exploatarea forestieră din Romania a luat o amploare fără

precedent, prin apariţia unui număr mare de societăţi comerciale care au ca obiect de activitate procesarea materialului lemnos şi obţinerea de cherestea.

In urma acestor activităţi au rezultat milioane de metri cubi de rumeguş care au fost şi incă sunt depozitate neorganizat in diverse locuri: malul unor cursuri de apă, rape, gropi de gunoi, terenuri agricole, păşuni, etc.

Durata de transformare a rumeguşului in ingrăşămant este cuprins intre 15 şi 25 de ani şi ca urmare nu este corespunzător pentru agricultură. Rumeguşul de lemn are o serie de particularităţi: greutate specifică mică, este higroscopic, putere calorifică medie in funcţie de specia arborelui. Depozitarea in condiţii necorespunzătoare a acestui tip de deşeuri duce la afectarea profundă a mediului.

Rumeguşul plasat pe malul apelor este antrenat de ploi şi astfel pătrunde in apele de suprafaţă şi devine un factor de stres pentru animalele acvatice, iar rumeguşul depozitat pe camp efectează grav calitatea solului, care nu mai poate fi utilizat pentru agricultură. Ca urmare a faptului că in prezent se produc mari cantităţi de rumeguş din diverse esenţe de lemn şi ca urmare a impactului negativ asupra mediului se impune luarea unor măsuri urgente şi eficace pentru diminuarea cantităţii de astfel de deşeuri prin găsirea unor soluţii pentru utilizarea acestora.

Avantajele si dezavantajele producerii peletilor si a brichetelorFolosirea rumegusului sau talasului ca combustibil, se poate face prin 3 metode:- Arderea rumegusului in mod direct.- Transformarea in brichete de combustibil.- Transformarea in pellet, granule din lemn cu puterea calorica mai mare ca a lemnului brut.Avantaje:- Mai usor de depozitat (pentru aceasta putere energetica, necesita numai o treima din spatiu de depozitare);- Se comporte precum un combustibil fluid si se preteaza bine la automatizare;- Ardere curata fata de combustibili petrolieri (mai putine emisii nocive);- Este o energie renuvelabila si sigura;- Mai economic decat motorina si gazul;- In Franta si in Germania, investitiile pentru sobele / centralele care folosesc pellets sunt subventionate de stat (ADEME).Dezavantaje:- Procesul de fabricatie este mult mai costisitor. Consumul de energie este considerat sub pragul de 3% din valoarea energetica a granulelor.- Fata de produsele petroliere, spatiul de depozitare necesar este mult mai mare.Achizitionarea si darea in functiune a instalatiei de peletizare a rumeguslui verde, are impact direct asupra protejarii mediului inconjurator.

2

Beneficii directe asupra mediului:- reducerea poluarii cu deseuri din rumegus de lemn prin prelucrarea anuala a circa 150.000 mc rumegus verde si deseuri lemnoase rezultate din exploatarea lemnului;- reducerea riscului de innundatii ca urmare a depozitarii necontrolate pe malul apelor a rumegului si a deseurilor din lemn de catre firmele ce lucreaza in prelucrarea primara a lemnului;- reducerea suprafetelor de depozitare a deseurilor lemnoase;- conservarea si protejarea ecosistemelor;- imbunatatirea conditiilor de sanatate a oamenilor din eliminarea surselor de poluare;- protejarea solului, apelor si aerului prin gestionarea corespunzatoare a deseurilor din lemn; Beneficii indirecte asupra mediului:- reducerea emisiilor de gaze poluante in zona( CO2, SO2, NOX, s.a.) prin inlocuirea combustibililor petrolieri, cu combustibi ecologici din biomasa;- dezvoltarea turismului prin creearea unei zone turistice nepoluate;- cresterea veniturilor la bugetul statului prin vanzarea aerului curat recuperat prin utilizare apeletilor drept combustibil;- reducerea costului energiei termice si electrice prin cresterea eficientei energetice ca urmare a utilizarii peletilor;- reducerea efortului valutar prin importuri mai scazute de combustibil pentru producerea energiei termice si electrice;- cresterea constributiilor cu taxele si impozitele la nivel local;

Orice activitate umană este generatoare de deșeuri. Orice deșeu produs ca urmare a unor activități umane, dacă este în cantitate suficient de mare într-un anumit perimetru, poate genera stricăciuni asupra mediului. Mediul înconjurător are o anumită capacitate de absorbție a deșeurilor și de autoregenerare, cu păstrarea însușirilor sale principale.

Numai dacă această capacitate de regenerare a mediului este depășită, atunci începe degradarea mediului , proces care la un moment dat , într-un anumit stadiu poate deveni ireversibil și foarte accelerat. Pornind de la aceste constatări, acceptate aproape unanim atât la nivelul organizațiilor internaționale cât și la nivelul specialiștilor și al administrației la nivel local, s-au elaborat o serie de sisteme de management al deșeurilor în scopul limitării proceselor negative pe care acestea le produc asupra mediului.

3

Se urmărește prin aceasta atât limitarea degradării calității principalilor factori de mediu , aer , apă , sol , cât și limitarea stricăciunilor asupra unor resurse care nu sunt regenerabile și care sunt deosebit de prețioase în asigurarea funcționării și dezvoltării durabile a societății umane. Deșeurile sunt generate în diferite stadii ale activității umane și reprezintă o caracteristică inevitabilă a unei societăți industrializate sau în curs de industrializare.

Deșeurile reprezintă o pierdere enormă de resurse, atât sub formă de materiale cât și de energie. În cadrul managementului integrat al deșeurilor solide s-au stabilit ierarhii în privința direcțiilor de acțiune generală, ierarhii care au evoluat cu timpul.

Deșeurile din lemn: un pericol ?

Deșeurile din lemn sunt o materie complexa : coaja care poate fi arsa sau compostata, rumegusul care poate fi valorificat sub forma de PAF, de combustibil, sau in agricultura ca litiera pentru animale si talasul care poate fi folosit pentru cazane de lemn, pentru panouri de PAL sau pentru pasta de hartie.

In antichitate, in China, Tsai Lun, ministru agriculturii de atunci, a avut ideea in 105, de inlocuire a vechilor suporturi pentru scris, adica a tablitelor de bambus si matase, prin hartie realizata dintr- o pasta compusa din rumegus, coaja unor copacii si in. A fost prima data cunoscuta cand s-a folosit reciclarea deseurilor din lemn. Am putea sa ne intrebam totusi, ca materie naturala, de ce lemnul si deseurile din lemn ar fi poluanti daunatori mediului inconjurator . Lemnul nu este poluant in sine cu exceptia cazurilor in care nu este folosit sub forma naturala. In

plus, aditivii care se adauga la finisaj produc uneori substante periculoase care poate avea efecte directe asupra sanatatii . De exemplu, prin fabricarea PAL ului sunt riscuri de expunere la formaldehida, gaz generator de cancer al gatului. Deseurile din lemn se mai clasifica in functia de tipul de tratarea a lemnului, de lacurile sau vopselele care au fost folosite la impregnare sau la finisaj.

4

Se clasifica astfel 3 tipuri de deseuri:

Deseuri ne-impregnate: precum deseurile generate de prelucrarea lemnului: praf, rumegus, talas: (61% din total generat)

Deseuri slab impregnate: au fost tratate cu produse ne-periculoase sanatatii precum grinzi de lemn, mobilier masiv, deseuri de PAL si de PAF. Aceste deseuri pot fi folosite pentru combustie: (28%)

Deseuri foarte impregnate: stalpi telefonici tratati cu creozot sau cupru, talas care a servit pentru a absorbi un produs periculos, etc... Acesti deseuri nu poate fi folosite pentru combustie si merg la groapa de gunoi sau un alt centru specializat: (11%)

O alta clasificare este data de originea deseurilor din lemn deci provenienta acestora. Se poate constata ca cea mai mare parte provine din prelucrarea lemnului (scieries).

Chiar sub forma bruta, rumegusul depozitat necorespunzator poate genera daune asupra mediului, poate contamina solul, apele si de asemenea genera distrugerea habitatului acvatic. Chiar daca provine de la o sursa naturala, deseurile generate de prelucrarea lemnului nu mai sunt in forma lor naturala.

Generarea levigatului, adica rezultatul percolari apei asupra deseurilor din lemn poate fi comparata cu infuzia de cafea sau de ceai. Se genereaza un lichid negru cu miros de petrol care provoca aparitia unei spume si un film superficial in apele din jur.

Descompunerea deseurilor din lemn este un proces lent care poate produce levigat in ani de zile. In timp indelungat, in prezenta apei, datorita ploilor frecvente, substantele care se gasesc natural in lemn precum acizi, lignina, lignana, acizii grasi si tanin se dizolva si se intind cu concentratii ridicate. Movila deseurilor din lemn retine levigatul pana la saturare. La aceasta etapa, levigatul se deverseaza in mediul inconjurator si poate avea un efect nefast asupra lui.

Levigatul lemnului contine cateva produse chimice cu o concentratie uneori mai mare decat cea masurata la canalizarea municipala si deci, nu poate fi deversat fara o tratare adecvata.

Compus chimic Concentratie a levigatului Apele de canalizare

5

(mg/L = milligrammes/litre)

orasene

Consum biochimic de oxigen

2 970 mg/L 150-250 mg/L

Amoniac 0,3 mg/L 15-50 mg/L

Nitrogen organic 22 mg/L 25-85 mg/L

Fosfor 8.75 mg/L 6-12 mg/L

Deseurile din lemn depozitate necorespunzator poate contamina si stratul freatic. Apa poluata este mai bruna, are un miros neplacut si un gust dezagreabil inainte sa atinga concentratii daunatoare sanatatii.

Apele de suprafata sunt cele mai afectate si poate fi afectata fauna acvatica extrem de repede. Consumul biochimic in oxigen al levigatului, necesar pentru bio-degradarea lui, poate fi letal pentru pestii precum pastravi si nevertebrate.

Deseurile din lemn pot genera de asemenea hidrogen sulfurat si amoniac in conditii anaeroba. In apa, amoniacul poate reduce capacitatea sangelui pestilor de a transporta oxigen astfel incat induce un efect letal asupra vietii acvatica prin sufocare.

Rezulta ca deseurile din lemn, chiar din lemn brut adica netratat, pot constitui un pericol pentru mediul inconjurator. Legile europene nu permit sa fie adus la rampa de gunoi pentru ca:

Este inflamabil Poate fi valorificat si numai deseurile care nu mai pot intra intr-un proces de

reciclare pot merge la groapa de gunoi. Poate fi valorificat pentru sub-produse a lemnului si combustibil ceea poate

fi considerat un avantaj atat pe plan ecologic cat si economicNumai daca este si tratat cu substante chimice periculoase, poate fi

considerat atunci ca un deseu care nu mai intra intr-un proces de reciclare.Majoritatea deseurilor din lemn , 60% , este generata de prelucrarea

lemnului si mai mult pe acest tip de deseuri, vom parcurge acest studiu.

Soluţii de utilizare a rumeguşului:

6

- realizarea plăcilor fibro-lemnoase, rumeguşul de lemn poate fi adăugat in masa de fibre lemnoase pană la un anumit procent care depinde de tehnologia de fabricare a plăcilor.- in compostul din agricultură dacă este introdus in cantităţi mici, deoarece asigură solului o bună permeabilitate şi friabilitate,- pentru decontaminarea unor terenuri infestate cu substanţe petroriele,datorită capacităţii mari de absorbţie. Rumeguşul este apoi colectat şi incinerat.

Pentru reducerea cantității de materiale care ajunge la depozit, multe comunități colectează și prelucrează separat deșeurile din grădini și parcuri. Deșeurile sunt plasate în containere sau sunt lăsate pe stradă pentru colectare. Maniera în care deșeurile sunt plasate pe stradă poate varia de la o localitate la alta.

Principalele oprtunități de reciclare pentru deșeurile din grădini sunt pentru: Producerea compostului Refacerea peisajului Utilizarea ca și combustibil alternativ Utilizarea ca și material intermediar de

acoperirea depozitelorToate materialele cu o structură ligno-

celulozică (precum lemnele, paiele, rumeguşul de lemn, hârtia,fi brele 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 difucultăţi în procesul de manipulare, transportare, depozitare şi, respectiv duce la sporirea costurilor aferente. Pe lângă acestea, variaţiile mari ale umidităţii materialului pot genera difi cultăţi 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 (densifi care) la presiuni foarte mari, obţinând în aşa mod, biocombustibili lemnoşi cu o structură uniformă, precum peletele şi brichetele.

Principalele avantaje ale densificării biomasei lemnoase sunt: sporirea densităţii materialului comprimat (de la 80-150 kg/m3 pentru paie

sau 200 kg/m3 pentru rumeguşul de lemn până la 600-700 kg/m3 pentru produsele fi nale);

putere calorică mai mare şi o structură omogenă a produselor comprimate; un conţinut redus de umiditate (mai mic de 10%).

7

Materia primă utilizată pentru producerea peletelor şi brichetelor trebuie să întrunească de anumite caracteristici fizice, importante în cadrul procesului de densificare:

Fluiditatea materialului şi capacităţi adezive (pot fi utilizaţi diferiţi aditivi, precum lubrifianţi sau lianţi, pentru acordarea caracteristicilor respective);

Dimensiuni prestabilite ale particulelor materiei prime (o mărunţire prea fină a acesteia poate duce la mărirea proprietăţilor de coeziune, cauzând o curgere redusă a materialului);

Duritatea materialului (o duritate prea mare a particulelor generează difi cultăţi în cadrul procesului de densificare);

Aderenţă (pentru a întări structura produsului).

Brichetele (franc. – briquette) – reprezintă blocuri de material solid inflamabil (biocombustibil), utilizate pentru iniţierea și menținerea arderii. Deosebim brichete de cărbune și brichete de biomasă. Brichetele pe bază de biomasă au o densitate de aprox.1100-1500 kg/m3 și o putere calorică de 3500-4500 kcal/kg.

Puterea calorică a brichetelor din resturi vegetale este mai mare decât a lemnului și aduce o economie de 60% față de încălzirea cu gaze și de 40% față de

8

încălzirea cu lemne. Costurile de producție a brichetelor din paie sau alte resturi vegetale este foarte scăzut.

Ce este brichetarea?Brichetarea este procesul de compactare prin densificare a biomasei cu

aprox. 80...90%, cu scopul de a obţine piese cu densitate sporită şi omogenă, de formă regulată, ce pot fi utilizate drept combustibil.

Densificarea biomasei, poate fi realizată prin mai multe metode. Procesul de comprimare e însoțit de distrugerea elasticității fi brelor naturale, eliberarealigninei ce are rol de liant. În dependenţă de metoda utilizată, produsul finit al compactării sunt BRICHETELE şi PELETELE, metodele şi utilajul de obţinere aacestora, fiind prezentat în continuare.

Din ce fabricăm brichetele?Surse ale materiei prime pentru brichetare sunt:

Reziduuri agricole (paie, reziduuri cerealiere, coji de nucă, ştiuleţi de porumb, fl oarea soarelui ş.a.);

Plante energetice – plante intenţionat crescute pentru obţinerea biomasei (salcia energetică, porumb, sorg ş.a.);

Produse forestiere (rumeguş, coji de arbori ş.a.); Reziduuri municipale (frunze, ramuri, iarba uscată ş.a.);

Plante energeticeSalcia energetică – tehnologia de plantare, creştere şi recoltare. Salcia

suedeză nu e comestibilă şi nici nu are vreun rol decorativ. Aceasta este foarte potrivită pentru generarea energiei. Salix viminalis este originară din Suedia şi îi sunt prielnice zonele cu sol umed. Această plantă creşte uimitor de repede, 3 centimetri pe zi, fără să ceară îngrijiri speciale. Iar din lemnul său se obţine biomasă.

Brichetele - sunt utilizate în general la încălzirea spaţiilor locuinţelor sau producerea agentului termic, ca apa caldă sau aburii, utilizate în diverse procese industriale.

La fel ca şi pelete, brichetele sunt realizate din biomasa uscata în prealabil mărunțită la nivelul de aşchii ceva mai mari 2-8 mm şi umiditate 15-18 %.

Faţă de fabricarea peletelor procesul tehnologic este diferit, aportul de aşchii şi rumeguş din lemn de esenţe tari precum fag şi stejar poate ajunge până la 45%mărind astfel puterea calorică a acestora.

9

10

11

Peletele – (engl-pellets) biocombustibil produs din,deşeuri lemnoase, deşeuri agricole şi turbă. Reprezintă granule cilindrice de mărimi standarde cuprinse între Ø-5...8mm (uneori până la 30mm cu lungime variabilă aprox. 50mm. Rezistenţă mecanică sporită, caracteristici bune de ardere. Peletarea biomasei

Procesul de peletare este asemănător procesului de brichetare, cu excepţia faptului că biomasa trece prin strangulatoare (găuri) mai mici, iar produsul finit mai subţire este numit pelete. Cele două tipuri principale de peletare sunt: cu disc sau inel. În primul caz avem un disc perforat pe care se rotesc 2 sau mai multe role ce presează materia primă. În al doilea caz un inel perforat unde rolele se rotesc în interiorul inelului. Productivitatea de 200...3000kg/h, consum energie 15...40kWt/tonă. Peletele este utilizat cel mai des când este necesar automatizarea procesului de alimentare a cazanului.

Tehnologia de producere a peletelorMateria primă (rumeguş, coji de copac, paie ş.a.) sunt introduse în tocător,

unde sunt mărunţite practice până la starea de praf. Masa primită este uscată şi introdusă în presă granulator, unde materia este presată în formă de granule. Comprimarea produce frecarea între particule cu degajare de căldură ce topeşte lignina conţinută în lemn. Aceasta din urmă lipeşte particulele în particule dure, de formă cilindrică. Pentru producerea unei tone de granule, se consumă cca 4-5 m3 de masă lemnoasă.

În alte cazuri, unde nu se necesită inventar de gabarituri,cu necesităţi de producer de scară industrială, se folosesc şi maşini de peletare mici, unde tehnologia de producere este identică, cu diferenţa că în acest caz, se utilizează discuri perforate, în locul inelelor. Discurile granulatoare, sunt calibrate pentru diametre diferite de pelete.

53

12

13

Valorificarea deșeurilor ca și combustibilLemnul folosit ca si combustibil nu mai poate fi valorificat pentru alte

destinatii. Lemnul este una dintre sursele cele mai vechi folosite de umanitatea. Din vremurile preistorice pana la o epoca relativ recenta, lemnul a fost singura sursa de energie posibila pentru incalzire si pregatirea alimentelor. Din evul mediu pana in timpurilor noi, lemnul a permis dezvoltarea unor industrii energofage care necesita temperaturi ridicate precum siderurgie si sticlarie. Pentru a ridica performanta arderii, lemnul era transformat in mangal de artizanii care erau numiti « charbonniers » adica carbunari. Principiul obtinerii mangalului era bazat pe carbonizarea lemnului in absenta oxigenului . Acest procedeu debaraseaza lemnul de umiditatea lui si componenta vegetala astfel incat sa ramana doar carbon.

14

Lemnul mai a fost luat in considerare in timpul celui de al doilea razboi mondial pentru a alimenta vehicule de tip gazogen. Principiul de baza este arderea incompleta al lemnului intr-o incinta inchisa alimentata cu oxigen. Se degajeaza CO, H2 si CH4. Cel mai cunoscut este tipul gazogen « diabolo ». Gazele emise intr-o zona incandescenta, de unde rezulta distrugerea prin « cracking » a gudronului si acizilor care risca sa deterioreaza motorul.

Pornirea era facuta cu benzina si o data ce motorul era cald, se comuta modul de alimentare pe sistem gazogen. Succesul acestei tehnologi a fost apreciat in timpul celui de al doilea razboi mondial atunci cand erau probleme de aprovizionare cu produse petroliere. Lemnul si deseurile de lemn vor relua un loc important in economia noastra, ca sursa de energie, mai ales tinand cont de cresterea continua a preturilor la combustibilul petrolier. Lemnul este si ecologic. Dioxidul de carbon care este generat la arderea sa a fost absorbit in timpul ce a fost sub forma de copaci, in padure. Folosirea directa a lemnului

In Franta, 10% din populatia foloseste lemn de foc pentru incalzire casnica. In functie de instalatia, randamentul este destul de variabil.

RandamentSemineu deschis (mai mult folosit ca agrement) 10-15%Semineu cu usa de sticla 30-70 %Soba moderna cu combustie secondara tip Godin 70 %Cazan de semineu 85 %Cazan specializat cu pellets 85-90 %

Folosirea rumegușului

Pentru a folosi rumegușul sau talașul ca combustibil, se poate face prin 3 metode:

Arderea rumegușul în mod direct Transformarea în brichete de combustibil Transformarea în « pellet », granule din lemn cu putere calorică

Arderea in mod direct .Rumegușul este adunat într-un rezervor. Un dispozitiv de alimentare (13) cu un șurub elicoidal aduce rumegușul pe zona de ardere (8). La acest sistem, schimbarea calorică se realizează trecând prin tuburi care se învârt prin motoare (2-3).

15

Cenușa este evacuată prin șuruburi elicoidale (6) până la rezervorul de evacuare (5).

Unul dintre pericolele acestui tip de centrală este întoarcerea flăcărilor către rezervorul de rumeguș via tubulatura de alimentare și elice. Pericolul de incendiu

ar putea să fie imediat în acest caz.Din acest motiv, s-a pus un dispozitiv

numit ecluză care este învârtită de un motor. Realizarea ei este facuta astfel incat alimentarea este oprita in caz de defectiune electrica: doua din cele patru pale ale ecluzei vor inchide intotdeauna camera in orice

moment.Palele sunt echipate cu cutite la varf astfel incat pot rupe o eventuala aschie

din lemn care ar fi ajuns accidental.

Avantaj: sistem fiabil si cu randament energetic ridicat. Deseurile din prelucrarea lemnului pot fi folosit ca atare, fara tratare preliminara. Poate fi folosit si pentru rumegus, talas, granule (pellet) si chiar cu deseuri de cereale precum cojile de floarea soarelui

Dezavantaj: este o instalatie destul de elaborata si de asemenea scumpa care convine mai mult pe plan industrial (minim 40 kw). Al doilea dezavantaj este depozitare rumegusului in timpul verii. Aceasta centrala este convenabila atunci cand este folosita cu un consumator de energie termica independent de anotimpul precum un uscator de cherestea.

16

Transformare in brichete

Aceasta metoda permita o depozitare mai eficienta a deseurilor din lemn. Rumegus si talas (ideal este mai bine o amestecare din ei) sunt aduse printr-o tubulatura cu surub elicoidal si ajung la camera de presare unde este redus la 90% din volumul lui. Presiunea este foarte ridicata, de aproximativ 30-180 bar.

A doilea faza este extrudarea cilindrului presat de 15-20 cm de lungime si 5-8 cm de diametru. Procesul nu foloseste nici un aditiv suplimentar.

Puterea calorica este comparabila: o tona de bricheta echivaleaza 400 de litre de motorina.

Avantaj: compactare si castig de spatiu de depozitare. Produsul poate fi valorificat usor pe plan comercial ca lemn de foc pentru uz casnic. Nu necesita o instalatie sofisticata pentru arderea. Aceasta masina de brichetat este destul de ieftina: porneste deja la 10.000 €

Dezavantaj: brichetele trebuie tinute in saci de plastic inchisi si adapostite de umiditate altfel se descompun foarte repede.

Forma lor nu permite automatizare si folosirea lor este mai potrivita uzului casnic decat industrial.

Transformarea in Pellets (granule)

Utilizate pentru prima data in 1974 in Statele Unite, imediat dupa prima criza petroliera, granula de lemn numita in tarile anglo-saxone « pellets » se prezinte sub forma de granule de 6-!2 mm diametru si de 10-30 mm de lungime cu o umiditate de cca. 10%..

Densitatea energetica si fluiditatea lor le fac un combustibil modern care permite automatizarea instalatiilor de incalzire. Succesul lor, mai ales in Europa, este datorat faptului ca dispun de

17

o anumita fluiditate si pot fi folosit aproximativ precum motorina sau gazul. Cantitatea de cenusa este sub 1% din masa totala ceea ce-i confera un avantaj suplimentar.

În 2000 existau doar 70 de producatori de pelleti in Europa, 200 in 2004 si practic, la ora actuala, se deschide o unitate in fiecare saptamana. In tara, in Moldova, nu figureaza o unitate din acest gen, dar in cazul Ardealului, situatia este diferita : Numai la Miercura Ciuc sunt 4 unitati.

Granula este majoritar fabricat plecand de rumegus si talas. Se poate si folosi lemnul forestier tocat. Aceasta resursa este disponibila in mare cantitate in Europa. Se considera ca 40% din lemn nu este exploatat si nu are o alta destinatie decat ca si combustibil. Deci ar putea sa rezolve problema energiei de uz casnic de 2 ori mai mult decat situatia acutala in Europa, adica pentru 30 de milioane de case.

Procesul de realizare a pelletilor este facut precum un proces similar cu granule folosite pentru animale. Aceasta tehnologie este disponibila de multe vreme. Deci, materia prima este tocata fin si merge , in prima faza , la un dispozitiv de epurare (un sistem cu ventilator impiedica eventuala prezenta a unei impuritati precum un cui care ar putea sa dauneze procesului in sine).

Biomasa contribuie cu 14% la consumul mondial de energie primară, iar pentru trei sferturi

din populaţia globului, care trăieşte în ţările în curs de dezvoltare, aceasta reprezintă cea mai importantă sursă de energie.

În prezent, în UE, 4% din necesarul de energie este asigurat din biomasă. Agenţia Internaţională pentru Energie estimează că în Europa, resursele de petrol se vor epuiza în 40 de ani,cele de gaze naturale în 60 de ani, iar cele de cărbune în 200 de ani, lucru care s-ar traduce prin faptul că, peste aproximativ 20 de ani, Europa va fi nevoită să importe 70 la sută din necesarul de energie. Ca urmare a acestui fapt, statele Uniunii au fost nevoite să găsească surse regenerabile. În cele 25 de state ale Uniunii Europene, sursele regenerabile de energie au contribuit cu 6% la producţia totală de energie din 2002. Ţinta Comisiei Uniunii Europene a fost ca până în 2010, energia regenerabilă să aibă o contribuţie de 12%. Circa două treimi din energia din sursele regenerabile folosite în Europa revin biomasei .

Resursele regenerabile de energie reprezintă o nouă oportunitate în România, cu perspective de dezvoltare în viitor. În prezent în România ar putea fi menţionate numai proiecte la scară mică, proiecte pilot în curs de dezvoltare sau companii mici.

18

Valorificarea resurselor regenerabile de energie ar putea contribui la realizarea unor strategii în ceea ce priveşte sporirea securităţii de energie prin diversificarea resurselor energetice şi reducerea importurilor.

Biomasa lemnoasăBiomasa lemnoasă provine din lemnul rezultat de la tăierea coroanelor

pomilor care nu au utilizare industrială şi din cantităţile de lemn care urmează a fi prelucrate, dar care au o calitate inferioară. Comparând cu alte surse existente de biomasă lemnoasă din pădure, recuperarea reziduurilor nefolosite din operaţiunile de exploatare convenţionale are cel mai mare potenţial în afurniza biomasă pentru producţia de energie.

Surse de materii prime pentru combustibili "densificaţi"Reziduurile generate de produsele industriei forestiere ar putea fi împărţite

în două categorii:- reziduurile de exploatare, generate de operaţiunile de exploatare forestieră, de exemplu, de la curăţirile finale;- produse secundare industriale, generate de industriile forestiere în timpul prelucrării lemnului, placajului, PAL-ului, celulozei etc.

Biomasa, în special peletele din lemn, se va impune şi în România, ca o sursă de bază în anii ce vor veni. Soluţiile de producere a energiei bazate pe biomasă sunt mai eficiente decât cele rezultate din exploatarea energiei eoline sau solare, şi nu au practic limitări geografice. Potenţialul energetic al biomasei depăşeşte de peste opt ori necesarul global al Terrei.

Recoltarea şi transportul masei lemnoaseÎn funcţie de elementele dimensionale ale biomasei şi capacitatea de

transport a mijloacelor de colectare, este necesar ca aceasta să se deplaseze pe drumul cel mai scurt cu cheltuieli şi consumuri reduse, de la locul de doborâre până la locurile de concentrare de-a lungul liniilor sau căilor de colectare, operaţie cunoscută sub denumirea de adunat .

Această operaţie se desfăşoară pe distanţe scurte, folosindu-se la maximum condiţiile naturale de teren şi mai ales căile gravitaţionale de deplasare sau de alunecare. Caracteristic pentru adunat este faptul că se efectuează pe distanţe scurte, în general sub 100m, pe trasee naturale, dispersate (Horodnic, 2003).În anumite condiţii de teren şi arboret operaţiile de scos şi apropiat se execută continuu cu aceleaşi mijloace, procesul de colectare fiind denumit şi de scos-apropiat.

Accesibilizarea fondului forestier constituie prima treaptă în introducerea şi extinderea mecanizării exploatării lemnului, fiind pe de o parte, pentru deplasarea până la locul de recoltare a lemnului a mijloacelor mecanice de lucru, iar pe de altă

19

parte, pentru a colecta şi a introduce în circuitul economic masă lemnoasă pusă în valoare şi prevăzută în posibilitatea amenajamentului (fig. 1).

Fig. 1. Recoltare şi transport masă lemnoasă.

Practic, exploatarea forestieră începe cu tăierea lemnului din pădure, curăţarea de crengi şi îndepărtarea rădăcinilor, după care urmează operaţiunea de transport şi depozitare în cadrul fabricii de prelucrare, locul unde se realizează adevărata sortare şi clasificare pe grupe de calitate a lemnului.

Până în prezent, în România nu s-au dezvoltat tehnologii de valorificare completă a tuturor categoriilor de deşeuri lemnoase. În momentul de faţă, la noi în ţară nu există utilaje specializate în scoaterea cioatelor şi a rădăcinilor, acest potenţial de deşeuri lemnoase neputând fi astfel valorificat cel puţin pe termen scurt şi mediu. Pe termen lung este necesară realizarea unei analize pentru determinarea oportunităţii de achiziţionare a tehnologiilor deja existente pe piaţa europeană pentru scoaterea şi valorificarea acestor cioate şi rădăcini, ţinând seama de faptul că această practică este aplicată la scară largă în ţările nordice ale Europei şi în Italia Reglementările cuprinse în legislaţia UE în domeniul ecologic, şi anume de a se valorifica integral deşeurile lemnoase rezultate în urma prelucrărilor

20

primare şi secundare, se respectă prin plasarea unor echipamente de compactare staţionare în fluxul tehnologic specific, la fiecare agent economic din domeniu.

Tabelul 2Procesul tehnologic de recoltare a lemnului

Valorificarea biomasei lemnoase exploatateÎn zonele urbane, instalaţiile termice folosesc în mare măsură combustibilii

fosili, gazelle naturale şi petrolul, aduse de la mare distanţă prin conducte sau prin transport terestru şi cu costuri mari. Nu e de mirare că populaţia urbană, săracă, nu este în stare să plătescă încălzirea şi apa caldă.

În schimb, zonele rurale posedă o resursă deosebită, biomasa vegetală. În prezent, în vestul Europei, proporţia de biomasă primară transformată în sursă de energie depăşeşte 10%. Aceasta este o sursă energetică ce în Romania este folosită sub 1%.

21

Ţinând cont de aceasta, valorificarea superioară a biomasei lemnoase presupune ca obiective:- creşterea proporţiei de lemn pentru utilizări industriale sau prelucrări în produse finite, cu valori mari de întrebuinţare;- utilizarea deşeurilor rezultate din producţie pentru producerea de peleţi, bricheţi, cipsuri. Procesarea reziduurilor de exploatare

Procesarea include activităţi asociate convertirii reziduurilor de exploatare sau a arborilor în piese mai mici (chips). În general, există trei tipuri de echipamente de procesare: tocător cu rezervor, tocător orizontal, tocător de arbori întregi.Deşeurile de lemn ca lemn de foc

În afara valorificărilor în stare brută, în urma unor prelucrări mecanice sau chimice, mai există şi valorificarea lemnului ca şi combustibil. Prin combustibil se înţelege un material în genere de provenienţă organică, prin a cărui ardere se dezvoltă în mod economic căldură.

Teoretic, orice bucată de lemn, oricât de mică, poate fi folosită drept combustibil. Practic însă, nu se pune problema unei astfel de utilizări pentru o serie de deşeuri lemnoase, în special de la exploatarea pădurilor: rumeguşul rezultat la doborârea şi secţionarea arborilor, coaja împrăştiată pe parcurs la colectarea lemnului etc. În problema brichetării cojii sau a rumeguşului este de menţionat că această modalitate măreşte valoarea termică a ambelor sortimente, le micşorează volumul şi uşurează manipularea, transportul şi depozitarea lor (fig. 2).

Fig. 2. Lemn de foc - depozitare, transport.

22

Privită sub aspect economic, brichetarea rumeguşului prezintă însă dezavantaje economice care nu sunt de natură a considera problema ca soluţionată. Legarea crăcilor în snopi este de asemenea o problemă de corelare între valorile de cost şi de livrare, prima depăşind-o în multe situaţii pe cea de a doua.

Peletele din lemnPeletele se obţin prin presarea mecanică a materialului lemnos la dimensiuni

mult mai mici şi cu densitate mult mai mare. Peletele sunt combustibili solizi, cu conţinut scăzut de umiditate, obţinute din rumeguş, aşchii de lemn, sau chiar scoarţă de copac, talaj şi praf de lemn de la instalaţiile industriale de prelucrare a lemnului, precum şi din copacii nevalorificaţi din exploatările forestiere. Răşinile şi lianţii existenţi în mod natural în rumeguş au rolul de a menţine peleţiicompacţi şi de aceea aceştia nu conţin aditivi.

Peleţii din lemn sunt combustibili ecologici , economici şi neutri privitor la emisiile de CO2, în majoritate produs din rumeguş şi resturi de lemn, comprimate la presiune ridicată fără aditivi pentru lipire. Ei sunt de formă cilindrică, de obicei măsurând între 6-10 mm diametru şi 10- 30 mm lungime. Fiind un combustibil produs la standarde înalte şi comprimat, peleţii permit ca transportul lor să fie economic şi să se utilizeze sisteme complet automatizate în unităţile producătoare de electricitate şi căldură, de la cele care deservesc o singură familie până la cele publice.

Numit şi "lemn lichid", este un produs fibros, presat sub presiune înaltă, susţinută fie de propriul material, fie de adezivi. Forma cea mai răspândită de pelet are diametrul de 6 mm, şi lungimea de 2-5 cm. Caracteristic peletului este că are o umiditate mult mai scăzută decât lemnele de foc, iar datorită acestui fapt are un randament termic mult mai ridicat. Arderea este reglabilă, făcând posibilă reducerea emiterii substanţelor nocive.

23

Etapele proceselor de fabricare a brichetelor şi peleţilor din biomasă

Fig.3 Schema bloc a procesului de fabricare a brichetelor biocombustibile

24

Producerea de pelete din biomasă din lemn

Procesul de peletizare este o posibilitate de valorificare a deşeului lemnos. Peletul este un combustibil care se fabrică din deşeuri rezultate din procesul de prelucrare a lemnului, de exemplu, din rumeguş, talaj, bucăţi de lemn, resturi vegetale sau din plante energetice.

Peletul este un combustibil nepoluant, deoarece prin ardere nu se produc emisii dăunătoare. Masa unui m3 de peleţi este aprox. 650 kg şi produce aprox. 3.250 kWh energie. Procesul de fabricare al peleţilor nu este unul complicat, dar este totuşi complex. Schema din fig. 4 prezintă o linie de peletizare completă, ce include toate elementele tehnologice.

Pentru fabricarea peleţilor sunt necesare materii prime reciclabile, de unde şi natura lor ecologică (de protecţie a mediului).

Ambalarea peleţilor se poate face în trei modalităţi: în saci de 15 kg, în saci de 1200 kg, la vrac, cu ajutorul unor masini speciale.

Peleţii din lemn sunt o biomasă, mai precis rumegul granulat din lemn de conifere, foioase sau mixt. Rumeguşul provine din deşeuri de producţie, care provin din ateliere de tâmplărie, fabrici de cherestea etc. Răşinile şi alţi lianţi, care sunt componente naturale ale lemnului, permit în anumite condiţii producţia de peleţi fără utilizarea de adezivi suplimentari. Peleţii se mai produc şi din surcele şi aşchii de lemn pregătite corespunzător. În unele regiuni ale lumii peleţii se produc şi din coji de nuci şi din alte materiale pe bază de lemn. Pentru producția de peleţi se utilizează doar rumeguş proaspăt cu copnţinut minim de scoarţă. Rumeguşul umed depozitat pentru mai mult de 20 de zile nu corespunde cerinţelor procesului de producţie, deoarece putrezeşte iar astfel nu poate fi corect granulat. Pe de altă parte, un conţinut ridicat de scoarţă împiedică lipirea corecta (peleţii sunt scurţi şi se rup) şi tot din această cauză se obţin peleţi de o culoare închisă, ceea ce displace clientului, deşi în realitate culoarea nu conteză.

Fabricile de pelet cumpără, sorteză, fărâmiţează, usucă, granuleză rumeguşul din lemn, apoi peleţii finiţi sunt ambalaţi şi transportaţi către clienţi. Astăzi, tot mai multe companii decid să investească în fabrici de peleţi din lemn. Deşi nu reprezintă o investiţie ieftină, profiturile care provin de pe urma unei astfel de fabrici (în cazul în care sunt îndeplinite anumite condiţii) îi încurajează pe mulţi pentru a produce acest tip de combustibil. Sursele ecologice de energie devin tot mai cunoscute iar cererea de peleţi este în creştere într-un ritm surprinzator de rapid.

25

Fig. 4. Schema procesului de peletizare

Primul echipament din fluxul tehnologic de peletizare este tocătorul, prin care se efectuează mărunţirea deşeurilor lemnoase. Tocarea este prima fază a fluxului pentru a simplifica transportul materiei prime şi pentru ca materialul supus uscării să fie de dimensiuni mici şi, pe cât posibil, uniform. De aici, materialul tocat, dar încă umed, ajunge într-un siloz intermediar cu ajutorul unui transportor melcat. Din siloz, tocătura se dozează în mod controlat în uscătorul de material lemons mărunt (rumeguş, tocătură).

Conţinutul de umiditate (10-14%) al materialului care părăseşte uscătorul se poate regla prin controlul temperaturii din incinta de uscare şi prin controlul debitului materiei prime introduse în uscator. Următoarea fază tehnologică este trecerea materialului prin separatorul magnetic care elimină toate materialele feroase.

26

Materialul omogenizat obţinut în echipamentul de condiţionare se transportă şi se introduce în maşinile de presat. Materialul este presat printr-o matriţă specială. Datorită presiunii mari (800- 900 bar) şi a temperaturii ridicate care apare la presare, lignina, liantul natural al lemnului, se topeşte şi ajută la formarea peleţilor la dimensiunile şi la forma identică cu cea a orificiilor din matriţa de presare.

Avantajele peleţilor de lemnArgumentele de ordin ecologic sunt cele legate de faptul că industria de

resort foloseşte deşeurile provenite din industria lemnului reciclându-le într-un combustibil solid, care arde cu o emisie de carbon neutră şi are o compoziţie 100% naturală. Cenuşa rezultată în urma combustiei nu este dăunătoare mediului, iar fumul este aproape inexistent. Nu există riscul contaminării în timpul transportului.

Din punct de vedere economic, pot fi enumerate mai multe aspecte:- peleţii produşi în România contribuie la independenţa energetică a ţării;- potenţialul energetic al biomasei din România este aproape egal cu cel al energiei hidro;- crează locuri de muncă în industria de profil, precum şi în industriile adiacente;- fiind un combustibil standardizat la nivel european, beneficiază de sisteme de ardere moderne, cu randamente comparabile cu cele ale gazului natural;- preţul peleţilor este mult mai stabil decât cel mereu crescător al combustibililor fosili;- este o sursă de energie modernă, curată, ieftină, dar mai ales regenerabilă

Avantajele brichetelor de rumeguşPrincipalul avantaj constă în faptul că rumeguşul este net superior altor

combustibili. Pentru încălzit, este nevoie de o cantitate de brichete de două ori mai mică decât de lemne, deoarece puterea calorică a rumeguşului este de 4.200-5.500 kcal/kg faţă de cea a lemnului folosit pentru foc, care constituie 1.600-2.800 kcal/kg.

Brichetele sau butucii au o dimensiune mai mare faţă de peleţi. Materialul de bază este întotdeauna rumeguşul şi aşchiile de lemn.

Procesul de producţie diferă faţă de peleţi, având în vedere că se poate adăuga cca. 40-50% lemn de esenţă tare, atingându-se astfel o putere calorică mult mai mare.

Brichetele se folosesc tot mai mult în toate tipurile de încălzire pe lemn, în special pentru sobele de teracotă şi şeminee.Brichetele de lemn există în diverse forme, de la rotunde, dreptunghiulare până laoctogonale (fig. 5).

27

Fig. 5. Brichete din lemn.

Avantaje ale valorificării deşeurilor lemnoaseSe pot sintetiza după cum urmează :- aplicarea standardelor de calitate şi de mediu existente la nivel european;- asigurarea unei protecţii ecologice eficiente a populaţiei, precum şi a apei, a pădurii etc.;- reciclarea materialelor;- eliminarea deşeurilor de material lemnos de pe suprafeţele de depozitare;- asigurarea unor performanţe de ardere superioare a produselor peletizate;- utilizarea eficientă a deşeurilor de material lemnos rezultate prin prelucrarea lemnului;- reducerea volumului de depozitare a materialelor combustibile, ţinând seama că volumul unei brichete este de circa şapte-opt ori mai mic decât volumul ocupat de aceeaşi cantitate de rumeguş înainte de brichetare;- realizarea unei alternative simple pentru producerea căldurii în domeniul casnic sau în întreprinderi din mica industrie;- realizarea de noi locuri de muncă;- accelerarea alinierii legislaţiei ecologice din ţara noastră la cea existentă în domeniu la nivelul UE.

28

Procedeul tehnologic de obtinere a brichetelor biocombustibile

Brichetarea rumeguşului

Procesul de brichetare presupune o linie de producţie formată dintr-un

sortator de deşeuri, o centrală termică, un uscător de rumeguş, o maşină de

brichetare şi elementele auxiliare de transport între utilaje, cu următoarele etape:

1. Prima etapă constă în separarea rumeguşului de toate celelalte deşeuri care pot

afecta buna funcţionare a utilajelor.

2. Urmează apoi operaţiunea de încălzire şi uscare a deşeurilor, deoarece

rumeguşul umed nu se poate prelucra sub formă de brichete. Din acest motiv, sunt

foarte utile o centrală termică şi un uscător de rumeguş, care conferă o umiditate de

maximum 17%, astfel încât procesul tehnologic se poate desfaşura în condiţii

optime.

29

3. Etapa finală presupune intrarea în funcţiune a maşinii de brichetat, care

transformă rumeguşul în brichete, adică îl presează până la evacuarea totală a

aerului existent între aşchiile de lemn.

Schema instalaţiei de brichetare cu melc

1-batiu; 2-pâlnie; 3-melc principal; 4-melc secundar; 5-motor electric; 6-reductor;

7-matrita pentru brichetare; 8-sistem de încălzire.

La început, alimentarea cu materie primă a maşinilor poate fi facută manual, dar pe măsură ce volumul de producţie creşte, se impune achiziţionarea de transportoare

Brichetele au o capacitate termică excepţională şi menţin temperatura ridicată în interiorul focarului, permiţînd o ardere uşoară a noilor brichete introduse în acesta. Brichetele nu prezintă risc de explozie sau de poluare a mediului cu noxe, asa cum se întâmplă la combustibilii fosili. Brichetele din lemn sunt soluţia problemelor ecologice ale zilelor noastre, datorită faptului că sunt o sursă regenerabilă de energie şi elimină în atmosferă mai puţine gaze decât o face chiar lemnul de foc.

Brichetele din lemn reprezintă un nou tip de combustibil solid, specific zilelor noastre.

Beneficiile utilizarii brichetelor

30

Brichetele sunt formate 100% din lemn pur, fara lianti sau aditivi chimici si sunt libere de impuritati fiind produse prin presarea rumegusului uscat rezultat de la prelucrarea lemnului. In timpul procesului de uscare, lignina (un compus existent in lemn) este eliberata si functioneaza ca un liant astfel formandu-se o bricheta compacta cu densitate mare si o valoare energetica ridicata.

Brichetele din rumegus sunt combustibil ecologic si sunt indicate pentru centralele termice, boilere, sobe, gratar, etc. In acelasi timp, ele constituie o sursa de energie economica si prietenoasa mediului inconjurator avand o putere caloric dubla fata de cea a lemnului din care provin. In plus, pentru comparatie energetic se poate considera ca 2 kg de brichete elibereaza energie echivalenta cu 1 Nm3 gaz metan sau 1 kg de petrol.

Brichetele din rumegus elibereaza prin ardere o cantitate de CO2 egala cu cantitatea de CO2 asimilata in lemnul copacilor in urma procesului de fotosinteza.Din acest motiv se poate considera ca brichetele sunt neutre din punct de vedere al poluarii cu CO2.Caracteristici tehnice ale brichetelorAcestea sunt:- putere calorica: aprox 4700 cal/kg ~ 19 MJ/kg ~ 5,5 KWh/kg- umiditatea relativa: 6,5%- substante volatile: 80,3%- sulfuri: 0,02%- cenusa: 0,43%- greutate specifica: 1,03 kg/dm3- dimensiuni: O (diametru) 70x70mm- ambalaj: saci din polietilena

Schema procesului de obtinere a brichetelor biocombustibile

31

INSTALATII DE PELETIZARE

Ce sunt peletii si raportul lor cu alti combustibili:Peletii ,dupa parerea multora,sunt combustibilul care va depasi cu mult alte

sisteme,fiind de fapt un ecocombustibil produs din deseuri provenite din prelucrarea lemnului si care nu contin substante periculoase de nici un fel(ca exeplu adezivi). Forma acestui combustibil este cilindrica,lungimea sa variaza de la 1 cm la 5cm si diametrul sau este cuprins intre 5 si 8mm.

Peletii din lemn sunt combustibili ecologici, economici si neutri privitor la emisiile de CO2, in majoritate produs din rumegus si resturi de lemn, comprimate la presiune ridicata fara aditivi pentru lipire.

Peletii prezinta enorme avantaje fata de lemnul de foc normal: in primul rand au o putere calorica de 5.3 kw/kg care este 1.5 ori mai mare decat lemnul, iar in al doilea rand cu peleti si cu sobele sau centralele ce funtioneaza cu peleti se poate obtine o incalzire ce poate fi controlata (pentru ca aportul de combustibil este reglat direct de la soba sau centrala) facand diferenta in acest fel fata de lemnul normal cu care era imposibil sa se ajunga la o incalzire cu un randament optim.

32

In tarile membre ale Uniunii Europene se inregistreaza o cerere foarte mare pentru acest produs.

Practic o cantitate de 2 t de peleti inlocuieste cu succes combustibili traditionali mai ieftini ca pret cum sunt:- gaz metan : 957 mc;- diesel : 1000 l;- GPL: 1370 l;

Bogatele Paduri ale Romaniei pot asigura materia prima necesare pentru producerea de peleti. Lemnul de slaba calitate rezultat in urma curatarii acestora, lemnul rezultat in urma taieriilor programate ca si deseurilor- rumegus , talasrezultate in urma prelucrarii acestora in industria de profil, sunt in cantitati mai mult decat necesare pentru acoperirea necesarului tarii si in prezent aproape de loc utilizate.

Incalzirea cu peleti este total ecologica si perfecta pentru intrunirea cerintelor de incalzire rezidentiala in totalitate prin sistemul insusi , ori in combinatie cu alte sisteme de folosesc surse regenerative fara dezavantaje de ordinecologic decurgand de aici.

Peletii din lemn sunt combustibili noi ce raspunde noilor cerinte de utilizare a energiei curate si regenerative. Acestia reprezeinta alternativa de incalzire domestica cea mai curata iar in conditiile alinierii preturilor combustibililor clasici la preturile europene, in curand va deveni si in Romania alternativa cea mai economica si in acelasi timp confortabila.

Acestia sunt produsi din materiale biomasice in special lemn. De obicei acestia se produc prin presare rumegului rezultat la gater, din tocatura de lemn produsa in tocatoare a resturilor lemnoase rezultate din debitare sau din lemn de slaba calitate. Producerea peletilor nu necesita aditiv sau lianti chimici, datorita rasinilor existente in mod natural in materia prima de baza.

Deosebirea dintre produsele bricheta si pelete obtinute prin presarea rumegului in diferite conditii, este acela ca in procesul tehnologic utilizat pentru producerea peletelui nu se utilizeza nici un aditiv pentru lipire, fiind un produs ecologic.Caracteristicile tehnice a peletilorAcestea sunt:- diametru 4-10 mm;- lungime < 50 mm;- densitate > 1120 kg/mc;- umiditate < 12 %;- continut cenusa < 1%;- putere calorica 5000-6000 kj/kg ;

33

Peletii sunt de forma cilindrica , de obicei masurand intre 6-10 mm diametru si 10-30 mm lungime conform standard austriac “ ONORM M 7135 “, suedez “ SS 187120 “ si german “ DIN 51731 “ Fiind un combustibil produs la standarde inalte si comprimat, peletii permit ca transportul lor sa fie economic si sa se utilizeze sisteme complet automatizate in unitatile producatoare de electricitate si caldura, de la cele care deservesc o singura familie pana la cele publice.

Cu o dezvoltare rapida a segmentului de piata, ele reprezinta tehnologia cheie pentru cresterea utilizarii biomasei in Europa si intreaga lume. Peletii sunt si o modalitate excelenta de utilizare a resurselor locale si de contribuire la pastrarea mediului inconjurator si prevenirea schimbarilor climatice.

Instalatii automate de peletizare Din punct de vederea tehnologic ansamblul de producere a peletilor are un circuit inchis si mai ales ecologic. Instalatiile automate de peletizare sunt produse in Uniunea Europeana, fiind instalatii de ultima generatie tehnologica, in care intreg procesul de productie este automat, si respecta standardele de calitate conform Directivelor 98/37/EEC, 89/392/EEC, 91/368/EEC, 93/94/EEC, 89/366/EEC.

Layout interactiv instalatie de peletizare

1.11

34

ALIMENTAREA: macinarea, sortare si selectionarea

Granulometria materialului la intrare este unul din parametri fundamentali care decid sistemul de alimentare al liniei. La intrarea materiei prime in fluxul de productie se pot folosi doua tipologi de masini:- Masini de macinare sau cipare, alimentate de benzi transportatoare, cand la intrare sunt prezente bucati de lemn sau resturi din padure.- Masini de selectare si/sau sortare unde materia prima este compusa din cipsuri, talas sau rumegus din lemn (fiind indepartate din materia prima dimensiuni ce depasesc 25x25x5mm) alimentate dintr-o batoza cu extractoare hidraulice sau snec.- Folosind sisteme de transport mecanice sau pneumatice transportam materialul in fluxul de productie la stadiile succesive.

Rumegusul cu mai putin de 10% umiditate este introdus in presa pentru peleti. Sparturile sunt maruntite precum talasul cu ajutorul unui malaxor iar dupa acesta sunt introduse in presa. La urmatorul pas acestea sunt introduse intr-un tanc de maturare unde se adauga un procent oarecare de umiditate. Talasul este apoi presat printr-o extrudare, etapa in care liantul aflat in lemn devine activ, formand astfel peletii. Liantul ( care provine din compozitia chimica a lemnului) produce totodata suprafata lucioasa a peletilor, importanta in etapa prinderii automate initiale. La iesirea din presa peletii au temperatura de circa 100 grade Celsius.La producerea peletilor nu se adauga aditiv. Producerea peletilor nu necesita aditiv sau lianti chimici, datorita rasinilor existente in mod natural in materia prima de baza.

35

USCAREA Un alt parametru important pentru obtinerea peletilor, este umiditatea materiei prime folosite. Umiditatea maxima pentru alimentarea masinii de peletizat, este estimata in jurul a 12-13 %UR. Daca umiditatea materiei prime folosite este superioara acestor parametri, linia de productie necesita un uscator sau un grup de deshidratare capabil sa asigure umiditatea ceruta. Uscatorul necesita un generator pentru producerea de aer cald, sau, in general de caldura necesara completarii procesului de uscare; acesta poate fi alimentat in diverse moduri, cum ar fi rumegusul, cipsuri, gas natural, metan, sau alte sisteme sau combustibili.

Un alt parametru important pentru obtinerea peletilor, este umiditatea materiei prime folosite. Umiditatea maxima pentru alimentarea masinii de peletizat, este estimata in jurul a 12-13 %UR. Daca umiditatea materiei prime folosite este superioara acestor parametri, linia de productie necesita un uscator sau un grup de deshidratare capabil sa asigure umiditatea ceruta. Uscatorul necesita un generator pentru producerea de aer cald, sau, in general de caldura necesara completarii procesului de uscare; acesta poate fi alimentat in diverse moduri, cum ar fi rumegusul, cipsuri, gas natural, metan, sau alte sisteme sau combustibili.

Uscarea rumegului verde cu umiditate de 50 % pana la umiditate de 12-13 % in uscator la temperatura de 100-450 grade Celsius. Dupa uscare o parte din rumegus este transportat in siloz pentru a intra in procesul de productie, iar in alte parte in arzatorul uscatorului.

36

PREGATIREA MATERIEI PRIME (RAFINAREA) Odata uscata materia prima, este supusa unei eventuale depulverizari - selectinanta si unei rafinari in urma careia tot produsul este adus la o granulometrie maxima ceruta in procesul de productie de 6-7 mm, in felul acesta obtinand omogenitatea si uniformitatea produsului; de aici este transportat si eventual stocat, dupa care sucesiv trecand la transformarea finala.

OBTINEREA PELETILOR (PELETIZAREA) Materia prima obtinuta este transformata in peleti cu ajutorul unei masini de peletizat. Linia de peletizat se termina cu o raciere (aer/produs) si delpulverizarea produsului peletizat. Este prevazuta cu o linie auxiliara de aspirare generala a inpuritatilor cu filtere de tratare a aerului emis in atmosfera

37

38

AMBALAREA PELETILOR Peletii o data raciti si depulverizati trec printr-un sistem de cantarire inaintea ambalarii in saci sau big bag. Acest sistem de ambalare poate fi comandat manual

sau automat in functie de modalitatea de ambalare. Dupa presare, peletii sunt raciti pana la temperatura de 15-20 grade Celsius, trecuti printr-o sita si incarcati in saci de 15 kg din PE si depozitati. Rumegusul ajuns in mod accidental in procesul de productie este reintrodus in procesul de fabricatie.

INSTALATII DE ASPIRARE

Siloz de stocare CN proiecteaza si realizeaza silozuri pentru stocarea talasului,rumegusului si al deseurilor in general. Acestea vin realizate cu diametre standard cu o capacitate de la 3 la 300mc. Sunt livrate complete cu baterie filtranta,cu un randament de captare marita,si extractoare laterale compuse dintr-un volant raschiator si un snec de descarcare. Toate componentele silozului sunt zincate la cald sau vopsite.Pe silozuri sunt montate o serie de dispozitive de siguranta care satisfac normele si regulile prevazute pentru acestea.

39

Filtre autocuratatoare Filtrele depulverizatoare autocuratatoare serie PF sunt realizate pentru sedimentarea pulverilor din prelucrarea industriala si pot fi utilizate in marea majoritatea a industriilor poluante. Sunt realizate cu un invelis modular din panouri zincate. Sunt caracterizate de un sistem particular de curatare a tesutului filtrant,constituit din un sistem de aer comprimat in contracurent.

Filtre cu curatare mecanica Filtrul model MS este un depulverizator,din tesatura,cu,curatarea manecilor filtrante folosind un motovibrator. Particolele sunt sedimentate in saci. Este realizat dintr-un invelis modular din panouri zincate.

Sedimentatoare multicicloane si sisteme de alimentare a cazanelorSedimentatorul multiciclon este realizat pentru depulverizarea gazelor provenite de la centralele ce folosesc combustibil solid.

 

Ciclul de lucru al liniei se începe de la livrarea rumeguşului umed cu ajutorul maşinii

40

de încărcat pe alimentatorul cu bandă cu răzuitor şi reglare continuă a vitezei de alimentare.  Din alimentatorul cu bandă rumeguşul trece în separatorul de fracţie groasă unde de materia primă sunt separate prin cernere bucăţile mai mari de lemn, scândurile şi pietrele. Rumeguşul cernut este transportat apoi la depozitul de materie primă umedă cu sistem hidraulic de descărcare. Din siloz rumeguşul umed este pus pe transportatorul cu bandă al uscătorului care în mod automat dozează materialul în uscător, mai repede sau mai încet, în funcţie de umiditatea rumeguşului (sistem automat în totalitate, controlat de un microprocesor).

În acest moment porneşte procesul de uscare şi diminuare a umidităţii 55-60% la 12-14%. Materia primă uscată cade în camera de expansiune a uscătorului unde are loc separarea rumeguşului uscat de vaporii de apă şi de factorul de uscare. Rumeguşul uscat este preluat din camera de expansiune a cuptorului şi pusă în afara acesteia cu ajutorul transportorului cu melc unde are loc măsurărea umidităţii care este utilizată apoi la comanda automată a uscătorului. Factorul de uscare şi vaporii de apă trec prin ciclon unde are loc purificarea de particolele volatile iar apoi sunt eliberaţi în atmosferă. Pulberea separată în ciclon se întoarce în procesul de producţie printr-o ecluză. Rumeguşul uscat trece prin separatorul pneumatic şi prin separatorul magnetic (unde are loc separarea de mici impurităţi cum ar fi pietre, metal) în concasor (moara cu ciocane). Aici are loc mărunţirea la fracţia corespunzătoare şi omogenă. După mărunţire rumeguşul este transferat cu transportorul pneumatic în silozul depozitului de materie primă uscată. Rumeguşul mărunţit este transportat apoi din siloz către sistemul final de pregătire pentru granulare. Aici se adaugă al doilea component, în cazul în care calitatea materiei prime o necesită, şi stabilizăm cu mare precizie gradul de umiditate până la 11-12%.

Materialul pregătit astfel este transferat în rezervorul tampon al granulatorului de unde, cu ajutorul sistemului de transport în melc care asigură o dozare stabilă şi uniformă a materiei prime, ajutat de modul automat de lucru al granulatorului, rumeguşul este adus la aparatul de condiţionat (mixerul). În aparatul de condiţionat sunt adăugaţi la material vapori de apa la o temperatură de 180˚C care ajută la o lipire mai bună a peleţilor, funcţionarea stabilă a granulatorului iar pe de altă parte diminuează uzarea matriţei şi a rolelor.

41

Din aparatul de condiţionat material primă trece în granulator unde are loc procesul de presare a rumeguşului în peleţi. Peleţii fierbinţi sunt transportaţi la răcitorul antiradiaţii unde se răcesc şi se întăresc. Produsul rece cade apoi în sită unde are loc separarea de praf şi de alte particole. Peleţii cernuţi merg apoi în rezervorul produsului finit, iar praful şi particolele separate, cu ajutorul sistemului de aspirare care extrage pulberile din sită şi din întreaga linie tehnologică, ajung înapoi în procesul de producţie prin concasor (moara cu ciocane). La depozitul de produs finit este conectată o linie automată de ambalare care împachetează în saci de 10 kg la 50 kg. Rezervorul este dotat şi cu o staţie de ambalare a peleţilor în big-baguri cu cântar electric.

Sistemul de alimentare cu combustibil a cuptorului uscătorului

Cuptorul uscătorului este alimentat cu surcele din deşeuri de lemn (preferabil umed).  În exteriorul halei pe o suprafaţă acoperită sau în altă încapere se află tocătorul cu ajutorul căruia mărunţim deşeurile de lemn iar apoi le transportăm în depozitul de combustibili (siloz, asigurarea cu combustibil pentru uscător pentru 24 de ore).

Din siloz surcelele sunt luate cu ajutorul transportorului cu melc şi puse în distribuitorul combustibilului către cuptor, ambele dotate cu senzor de nivel a combustibilului care controlează activitatea transportorului cu melc. Introducerea materiei prime în cuptor se efectuează în mod automat fiind condusă de un microprocesor care controlează temperatura cuptorului, porneşte şi opreşte distribuitorul de combustibil şi ventilatorul furnalului.

Întreaga linie funcţionează în sistem automat cu vizualizare a lucrului întregii aparaturi. Toate rezervoarele sunt dotate cu senzori de nivel de umplere cu material. Controlul complet al tuturor transmisiilor este sincronizat astfel ca, în cazul în care una din ele se opreşte, atunci automat se opresc şi celelalte transmisii esenţiale, în aşa secvenţă, încât să se evite astuparea şi blocarea.

Instalaţiile de bază care compun linia de producţie

42

Figura A. Linie automată de producţie pentru peleţi din rumeguş umed de un fel

1-instalaţiile de bază care compun linia de producţie; 2-alimentatorul de încărcare cu bandă; 3-separatorul de fracţie groasă depozitul de rumeguş umed; 4-uscătorul cu tambur; 5-separatorul pneumatic; 6-separatorul magnetic; 7-maşina de mărunţire cu bătător; 8-silozul de rumeguş uscat; 9-sistemul de stabilizare automată a umidităţii; 10-siloz plus adăugare; 11-al doilea component; 12-rezervorul tampon; 13-granulatorul cu răcitor al rolelor şi al cilindrului principal; 14-răcitorul pentru pelet; 15-sita pentru peleţi; 16-depozitul pentru produsul finit; 17-staţia de ambalare în big-baguri; 18-linia automată de ambalare; 19-sistemul de aspirare a pulberii dotat cu ventilator şi filtru; 20-generatorul de aburi cu staţia de epurare a apei compresor; 21-tocătorul; 22-silozul de combustibil; 23-staţia electrică de distribuţie; 24-automatică şi vizualizare

Linie automată de producţie pentru brichetul din rumeguş provenit de la gatere

43

Ciclul de lucru al liniei se începe de la livrarea rumeguşului cu ajutorul maşinii de încărcat pe alimentatorul cu bandă cu răzuitor şi reglare continuă a vitezei de alimentare. Din alimentatorul cu bandă rumeguşul trece în separatorul de fracţie groasă unde de materia primă sunt separate prin cernere bucăţile mai mari de lemn, scândurile şi pietrele mari. Rumeguşul cernut este transportat apoi la depozitul de materie primă umedă.

Din siloz rumeguşul umed este pus pe transportatorul cu bandă al uscătorului care în mod automat dozează materialul în uscător în funcţie de umiditatea rumeguşului (sistem automat în totalitate, controlat de un microprocesor). În acest moment porneşte procesul de uscare şi diminuare a umidităţii 55-60% la 12-14%. Materia primă uscată cade în camera de expansiune a uscătorului unde are loc separarea rumeguşului uscat de vaporii de apă şi de factorul de uscare. Materialul uscat este primit din camera de uscător apoi transportat afară (în exterior) unde începe măsurarea de umiditate, care este folosită pentru controlul automat al uscării. Factorul uscător şi vaporii de apă trec printrun ciclon, în care are loc eliminarea micilor părţi volatile, expulzate apoi în atmosferă. Pulberea este separată în ciclon, apoi revine prin şas în procesul de fabricație.Rumeguşul uscat trece prin separatorul pneumatic şi prin separatorul magnetic (unde are loc separarea de mici impurităţi cum ar fi pietre, metal) în concasor (moara cu ciocane). Aici are loc mărunţirea la fracţia corespunzătoare şi omogenă. După mărunţire rumeguşul este transferat cu transportorul pneumatic în silozul depozitului de materie primă uscată. Rumeguşul mărunţit este transportat din siloz la rezervorul tampon al brichetierii de unde, cu ajutorul sistemului de alimentare în melc şi cu reglare continuă, sunt dozate în brichetieră, unde are loc procesul propriu-zis de presare a rumeguşului în brichete. După ce iese din brichetieră, bricheta ajunge în instalaţia de primire de 6-12 m lungime, în funcţie de ce fel de tip de brichetă vrem să producem (industrială, pentru şemineu). După ce trece prin instralaţia de primire, bricheta răcită şi întărită ajunge în concasor, din care cade automat în sac sau în instalaţia de tăiere cu ajutorul căruia putem obţine brichete de aceeaşi lungime (10-30 cm). Brichetele tăiate în fragmente egale sunt aşezate de către un muncitor pe banda maşinii de împachetat şi sunt ambalate în pachete de 5-15 kg.

Sistemul de alimentare cu combustibil a cuptorului uscătorului

44

Cuptorul uscătorului este alimentat cu surcele din deşeuri de lemn (preferabil umed). În exteriorul halei sau în altă încapere se află tocătorul cu ajutorul căruia mărunţim deşeurile de lemn iar apoi le transportăm în depozitul de combustibili (siloz, asigurarea cu combustibil pentru uscător pentru 24 de ore). Din siloz surcelele sunt luate cu ajutorul transportorului cu melc şi puse în distribuitorul combustibilului către cuptor, ambele dotate cu senzor de nivel a combustibilului care controlează activitatea transportorului cu melc. Introducerea materiei prime în cuptor se efectuează în mod automat fiind condusă de un microprocesor care controlează temperatura cuptorului, porneşte şi opreşte distribuitorul de combustibil şi ventilatorul furnalului.

Figura B. Linie automată de producţie pentru brichete din rumeguş provenit de la gatere

1-alimentatorul de încărcare cu bandă; 2-separatorul de fracţie groasă; 3-depozitul de rumeguş umed; 4-uscătorul cu tambur; 5-separatorul pneumatic; 6-separatorul magnetic; 7-maşina de mărunţire cu bătător; 8-silozul de rumeguş uscat; 9-rezervorul tampon; 10-brichetieră;11-instalaţia de primire; 12-linia semiautomată de ambalare în pachete 5-15 kg; 13-tocătorul; 14-silozul de combustibil; 15-staţia electrică de distribuţie automatizat.

45

46

Deţinătorii deşeurilor lemnoase au următoarele obligaţii:

să depoziteze deşeurile lemnoase în mod selectiv, pe platforme betonate, special amenajate;

să respecte reglementările de mediu specifice şi, după caz, Normele aprobate prin Ordinul MAAP nr. 635/2002 (termene, modalităţi şi perioade de exploatare a masei lemnoase );

se interzice abandonarea deşeurilor de orice tip pe terenurile agricole, în zonele cursurilor de apă, lacuri, terenuri virane, rigole stradale;

să ţină evidenţa cantităţilor de deşeuri lemnoase pe categorii; este interzisă acoperirea deşeurilor lemnoase destinate valorificării drept

combustibil, cu produse sintetice şi tratarea lor cu produse chimice.

ConcluziiÎn ceea ce priveşte consumul de biomasă al României, în regim de

exploatare energetică, se folosesc bio-combustibili de diferite tipuri, după cum urmează:- combustibili pe bază de lemn, folosiţi în cazane industriale de abur sau de apă fierbinte, pentru diferite procese de încălzire industrială;- combustibili pe bază de lemn, folosiţi în cazane de apă caldă, cu puteri termice unitare între 0,7 MW şi 7 MW;- sobe şi cuptoare cu lemne şi/sau diverse deşeuri agricole, utilizate în sfera încălzirii individuale a locuinţelor şi pentru prepararea hranei, a apei calde menajere etc.

47

Bibliografie

http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/management/managementul-deseurilor-de-lemn-21760.htmlhttp://www.scribd.com/doc/128933485/deseuri-lemnoase

http://www.colecteazaselectiv.ro/stiati-ca/

http://centrale-buderus.com.ro/blog/cum-se-produc-peletii-prese-uscatoare-tocatoare-maruntitoare-mixere-peleti-linie-fabricatie/

http://www.youtube.com/watch?v=PGMdA0VXuY8

http://www.youtube.com/watch?v=FGMkR9aF9qk

http://www.goldmark.ro/indexro.html

http://www.kwg.ro/ro/salcia-energetica/

http://www.undp.md/projects/Biomass/Ghid%20pentru%20furnizorii%20de%20Bio-Combustibil.pdf

http://innopas.eu/fileadmin/innotrans/Branchenberichte/Landessprache/RAPORT-romanian.pdf

http://www.rasfoiesc.com/business/afaceri/industria-lemnului/Ramura-prelucrarea-lemnului-Ec36.php

http://ec.europa.eu/environment/industry/retail/pdf/issue_paper_4/ENV-2012-00378-00-00-RO-TRA-00.pdf

48