ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ ІЗ БІОМАСИ
Ключові слова:
брикетування, деревні відходи, біопаливо, лігнін, вологість, тиск, щільність, термомеханічна активація, фізико-хімічні властивості, торрефікація, енергетична безпека, циркулярна економіка
Анотація
Статтю присвячено дослідженню фізико-хімічних закономірностей процесу брикетування подрібнених деревних відходів. Проаналізовано роль природного полімеру – лігніну, який під впливом високого тиску (145–150 МПа) та температури (100–110°C) переходить у пластичний стан, забезпечуючи формування міцної монолітної структури брикету. Методологія дослідження ґрунтувалася на експериментах із варіюванням вологості сировини (від 4% до 12%) за сталих умов пресування. Отримані результати продемонстрували, що залежність щільності брикету від вологості має нелінійний характер. Установлено, що оптимальна вологість сировини становить 8%, за якої досягається максимальна щільність (1,2 т/м³). Збільшення або зменшення вологості від цього значення призводить до зниження щільності брикету внаслідок утворення надмірної пари або недостатнього розм'якшення лігніну. Дослідження підтверджують, що визначення раціонального діапазону вологості є критичним етапом для створення високоякісного та енергоефективного палива.
Посилання
1. Полянський О.С., Д'яконов В.І., Дьяконов О.В. Комплексна оцінка енергетичних показників існуючих технологій переробки рослинних відходів у паливні брикети. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства. Механізація сільськогосподарського виробництва. 2018. Вип. 190. С. 192–202.
2. Гелетуха Г.Г. Використання місцевих видів палива для виробництва енергії в Україні / Г.Г. Гелетуха та ін. Промислова теплотехніка. 2006. № 2. С. 85–93.
3. Руденко Д.Т., Єременко О.І., Василенков В.Є. Дослідження в процесі брикетування рослинної біомаси шнековим механізмом. Інженерія природокористування. 2020. № 3(17). С. 15–22.
4. Коваль В.Г., Петров П.С. Вплив вологості на міцність брикетів із лушпиння соняшнику. Техніка в сільськогосподарському виробництві. 2018. № 3(70). С. 55–61.
5. Левко C. Результати експериментальних досліджень процесу ущільнення стеблових рослинних матеріалів. Вісник Львівського національного аграрного університету. Серія «Агроінженерні дослідження». 2013. № 17. С. 130–137.
6. Штефан Е.В. Використання математичного моделювання при проєктуванні вузла пресування гранулятора. Збірник наукових праць. Інформатика i моделювання. 2010. № 31. С. 191–200.
7. Palamarchuk I., Mushtruk M., Gudzenko M., Vasyliv V., Slobodyanyuk N., Kuts A., Nychyk O., Bober A., Salavor O. Mathematical modeling, of the oil extrusion process with pre-grinding of raw materials in a twin-screw extruder. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. 2020. 14. Р. 937–944.
8. Меркулов В.М., Запорожець О.І. Розроблення технології отримання паливних брикетів із деревної тріски. Лісове та садово-паркове господарство. 2021. № 19. С. 105–112.
9. Кіндзера Д.П., Атаманюк В.М., Мотіль І.М., Госовський Р.Р. Дослідження процесу формування паливних брикетів із рослинної сировини та визначення їхніх характеристик. Науковий вісник НЛТУ України. С. 138–146.
10. Осадчук М.П., Демченко І.В. Експериментальні дослідження процесу брикетування рослинних відходів. Проблеми енергетики та енергоефективності. 2017. № 1(24). С. 88–94.
11. Лук’янець В.О., Субота С.В. Вплив параметрів ущільнення рослинної біомаси на показники якості біопаливних брикетів. Механізація та електрифікація сільського господарства. 2014. Вип. 99. Т. 2. С. 103–113.
12. Ткачук Р.А., Заєць Л.М. Технологія виробництва біопалива з відходів сільського господарства. Аграрна наука та виробництво. 2017. № 1(18). С. 78–83.
13. Панасюк В.М., Смірнов А.Г. Моделювання процесів ущільнення біомаси в шнекових пресах. Вісник аграрної науки. 2018. № 12. С. 60–65.
14. Семірменко Ю.І., Семірменко С.Л. Дослідження залежності щільності брикетів із соломи озимої пшениці від її характеристик. Вісник Сумського національного аграрного університету. 2010. Вип. 1(21). С. 86–90.
15. Комар А.С., Болтянський Б.В. Конструктивно-технологічне вдосконалення вальцевих грануляторів із плоскою матрицею. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного. 2023. Вип. 13. Т. 1. DOI: 10.31388/2220-8674-2023-1-11.
16. Манзій С.О. Порівняльні характеристики гранульованого та брикетованого біопалива. Науковий вісник НЛТУ України. 2010. Вип. 20.3. С. 88–90.
17. Корінчук Д.М. Дослідження впливу технологічних факторів брикетування та параметрів компаундування на якісні показники композиційного торфодеревинного палива. Відновлювана енергетика. 2009. № 1. С. 63–70.
18. Штефан Є.В. Експериментальний метод дослідження реологічних властивостей органічних матеріалів – відходів зернової промисловості. Наукові праці НУХТ. 2008. № 25. С. 106–108.
19. Blagov D.A., Gizatov A.Y., Smakuyev D.R., Kosilov V.I., Pogodaev V.A., Tamaev S.A. Overview of feed granulation technology and technical means for its implementation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. 613(1): 012018. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012018.
20. Muramatsu K., Massuquetto A., Dahlke F., Maiorka A. Factors that affect pellet quality: a review. Journal ofAgricultural Science and Technology. 2015. 9(2):717–722. DOI: https://doi.org/10.17265/2161-6256/2015.09.002.
2. Гелетуха Г.Г. Використання місцевих видів палива для виробництва енергії в Україні / Г.Г. Гелетуха та ін. Промислова теплотехніка. 2006. № 2. С. 85–93.
3. Руденко Д.Т., Єременко О.І., Василенков В.Є. Дослідження в процесі брикетування рослинної біомаси шнековим механізмом. Інженерія природокористування. 2020. № 3(17). С. 15–22.
4. Коваль В.Г., Петров П.С. Вплив вологості на міцність брикетів із лушпиння соняшнику. Техніка в сільськогосподарському виробництві. 2018. № 3(70). С. 55–61.
5. Левко C. Результати експериментальних досліджень процесу ущільнення стеблових рослинних матеріалів. Вісник Львівського національного аграрного університету. Серія «Агроінженерні дослідження». 2013. № 17. С. 130–137.
6. Штефан Е.В. Використання математичного моделювання при проєктуванні вузла пресування гранулятора. Збірник наукових праць. Інформатика i моделювання. 2010. № 31. С. 191–200.
7. Palamarchuk I., Mushtruk M., Gudzenko M., Vasyliv V., Slobodyanyuk N., Kuts A., Nychyk O., Bober A., Salavor O. Mathematical modeling, of the oil extrusion process with pre-grinding of raw materials in a twin-screw extruder. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. 2020. 14. Р. 937–944.
8. Меркулов В.М., Запорожець О.І. Розроблення технології отримання паливних брикетів із деревної тріски. Лісове та садово-паркове господарство. 2021. № 19. С. 105–112.
9. Кіндзера Д.П., Атаманюк В.М., Мотіль І.М., Госовський Р.Р. Дослідження процесу формування паливних брикетів із рослинної сировини та визначення їхніх характеристик. Науковий вісник НЛТУ України. С. 138–146.
10. Осадчук М.П., Демченко І.В. Експериментальні дослідження процесу брикетування рослинних відходів. Проблеми енергетики та енергоефективності. 2017. № 1(24). С. 88–94.
11. Лук’янець В.О., Субота С.В. Вплив параметрів ущільнення рослинної біомаси на показники якості біопаливних брикетів. Механізація та електрифікація сільського господарства. 2014. Вип. 99. Т. 2. С. 103–113.
12. Ткачук Р.А., Заєць Л.М. Технологія виробництва біопалива з відходів сільського господарства. Аграрна наука та виробництво. 2017. № 1(18). С. 78–83.
13. Панасюк В.М., Смірнов А.Г. Моделювання процесів ущільнення біомаси в шнекових пресах. Вісник аграрної науки. 2018. № 12. С. 60–65.
14. Семірменко Ю.І., Семірменко С.Л. Дослідження залежності щільності брикетів із соломи озимої пшениці від її характеристик. Вісник Сумського національного аграрного університету. 2010. Вип. 1(21). С. 86–90.
15. Комар А.С., Болтянський Б.В. Конструктивно-технологічне вдосконалення вальцевих грануляторів із плоскою матрицею. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного. 2023. Вип. 13. Т. 1. DOI: 10.31388/2220-8674-2023-1-11.
16. Манзій С.О. Порівняльні характеристики гранульованого та брикетованого біопалива. Науковий вісник НЛТУ України. 2010. Вип. 20.3. С. 88–90.
17. Корінчук Д.М. Дослідження впливу технологічних факторів брикетування та параметрів компаундування на якісні показники композиційного торфодеревинного палива. Відновлювана енергетика. 2009. № 1. С. 63–70.
18. Штефан Є.В. Експериментальний метод дослідження реологічних властивостей органічних матеріалів – відходів зернової промисловості. Наукові праці НУХТ. 2008. № 25. С. 106–108.
19. Blagov D.A., Gizatov A.Y., Smakuyev D.R., Kosilov V.I., Pogodaev V.A., Tamaev S.A. Overview of feed granulation technology and technical means for its implementation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. 613(1): 012018. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012018.
20. Muramatsu K., Massuquetto A., Dahlke F., Maiorka A. Factors that affect pellet quality: a review. Journal ofAgricultural Science and Technology. 2015. 9(2):717–722. DOI: https://doi.org/10.17265/2161-6256/2015.09.002.
Опубліковано
2025-11-25
Як цитувати
Болтянський, Б. В. (2025). ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ ІЗ БІОМАСИ. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету, 26(3), 106-111. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-3-14
Розділ
МАШИНОБУДУВАННЯ (ЗА СПЕЦІАЛІЗАЦІЯМИ)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
