Das Hauptproblem zur Erreichung der maximalen Kapazität von Pelletierpressen ist in den meisten Fällen die Dampfqualität. Der kondensierte Dampf dient als Schmiermittel für das Material, das durch die Matrize läuft. Durch die Verwendung von Dampf und höheren Temperaturen wird Stärke teilweise umgewandelt (gelatiniert), was die Pellets fester und dichter macht. Bei der Gelatinierung handelt es sich um einen Prozess, bei dem Stärke unter dem Einfluss von Zeit und der richtigen Luftfeuchtigkeit in Monosaccharide umgewandelt wird.
Sowohl die Verweilzeit im Konditioneur als auch die Temperatur reichen normalerweise aus, um diese Umwandlung zu erreichen. Aus Erfahrung wissen wir, dass die beste Temperatur, um die besten Ergebnisse zu erzielen, für die meisten Futterarten bei etwa 75 °C oder mehr liegt. Der Feuchtigkeitsgehalt der Rohmaterialien sollte 17-18 % betragen. Diese Werte sind für die meisten Futterarten optimal. Es ist schwierig, kategorische Aussagen zu treffen, aber diese Zahlen sind für die meisten Futtermittel durchaus gültig.
Ein höherer Feuchtigkeitsgehalt, der in kurzer Zeit zugeführt wird, führt dazu, dass die Matrize verstopft und blockiert. Die Lösung besteht darin, die Temperatur zu erhöhen, ohne die Luftfeuchtigkeit zu erhöhen. Dies ist bei der Planung von Pelletieranlagen sehr wichtig, die Dampfleitung muss unter diesem Gesichtspunkt ausgelegt werden. Außerdem ist es äußerst wichtig, eine konstante Dampfzufuhr sicherzustellen – mit möglichst höchster Temperatur, trocken und unverändertem Druck. Und vor allem darf der Dampf nicht feucht und kondensiert sein. Wenn Dampf zu viel Wasser enthält, ist das gemischte Rohmaterial zu feucht, um die erforderliche Temperatur zu erreichen. In manchen Ländern, wie etwa den USA, ist dies nicht so wichtig, da das dort verwendete Getreide eine geringe Luftfeuchtigkeit aufweist.
Die Mischbedingungen sind je nach Pelletrezeptur und unterschiedlichem Protein-, Stärke- und Melassegehalt unterschiedlich.
Die Dampfkonditionierung hängt stark von der zu pelletierenden Formulierung ab.
Zur Erläuterung einiger Begriffe, die wir hier verwenden, fügen wir ein Diagramm bei, das zeigt, wie der Dampf erzeugt wird.
Das Diagramm beschreibt drei Phasen, in denen sich Wasser in überhitzten Dampf umwandelt. Die vertikale Temperaturachse beginnt beim Gefrierpunkt. Der zweite Punkt liegt bei 100 °C und ist der Siedepunkt bei atmosphärischem Druck. Dieser Punkt steigt mit zunehmendem Druck an und sinkt, wenn der Druck abnimmt Der letzte Temperaturpunkt entspricht überhitztem Dampf. Die horizontale Achse des Diagramms zeigt drei Stufen des Wärmeinhalts von Dampf, wobei "h" die fühlbare Wärme des Wassers ist; "l" ist die zweite Stufe, d. h. die latente Wärme, die erforderlich ist, um den Aggregatzustand von Wasser in Dampf zu ändern, ohne dass es zu einer Temperaturerhöhung kommt.
Die latente Wärme hängt von der Temperatur ab und nimmt bei steigendem Druck nur unwesentlich ab. In der dritten Stufe, die des überhitzten Dampfes kommt es bei jeder Wärmezunahme zu einer direkten Temperaturerhöhung. Der Dampf-Feuchtigkeitsanteil - ein häufig verwendeter Begriff - bezieht sich auf den Anteil des latenten Dampfes, der erreicht wurde. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt Null beträgt, ist der Dampf trocken – und das ist genau das, was wir brauchen, und jede in diesem Moment hinzugefügte Wärmemenge würde die Umwandlung in überhitzten Dampf bewirken. Wenn der Dampf einen Feuchtigkeitsanteil enthält, bedeutet dies, dass das Wasser als Suspension abgegeben wird und wir es mit Nassdampf zu tun haben.
Es ist erforderlich mit Trockendampf oder überhitztem Dampf zu arbeiten . Nassdampf ist unter allen Umständen zu vermeiden. In der Praxis lässt sich aus der Kombination von Temperatur und Druck erkennen, mit welcher Art von Dampf wir arbeiten.
Aus Erfahrung wissen wir, dass, wenn wir in der Presse eine Temperatur von etwa 75–90 °C erreichen wollen und den richtigen Dampf verwenden, dies eine Erhöhung der Feuchtigkeit des Rohmaterials um etwa 5 % bewirkt (zum Beispiel von 12 % auf 17 %).
Dazu wird der Dampfbedarf in der Pelletierung mit 5% der maximalen Produktion der Presse berechnet. Dieser Wert ist leicht zu berechnen, wenn Sie die maximale Kapazität der Presse kennen. Wenn diese nicht bekannt ist, wird eine stündliche Produktion von 100 kg mit PS des Hauptmotors multipliziert. Natürlich ist dies das Maximum, aber es ist immer besser, zu viel als zu wenig zu irren. Aus Erfahrung wissen wir auch, dass sich der Feuchtigkeitsgehalt des Mehls um 1 % erhöht, wenn die Temperatur des Mehls um 10 °C erhöht wird.
Sobald die erforderliche Dampfmenge ermittelt ist, kann die Kesselgröße berechnet werden.
Eine Besonderheit von Dampfsystemen ist die Tatsache, dass der Dampf vom Rohmaterial absorbiert wird, weshalb diese Systeme einen relativ kurzen Kondensationskreislauf haben. Das bedeutet, dass dem Kessel eine große Menge Wasser zugeführt wird und die Temperatur dieses Wassers niedriger ist als die Temperatur des Wassers, das dem Dampferzeugungsgerät zugeführt wird, bei dem eine große Kondensatgewinnung stattfindet.
Deshalb muss die Wasseraufbereitung regelmäßiger erfolgen und eine bessere Qualität aufweisen als bei einem System mit großer Kondensatgewinnung. Die Dampfmenge wird in Kilo angegeben, die mit Versorgungswasser bei einer Temperatur von 100 °C erzeugt werden. In unserem speziellen Fall wäre die Verwendung von Dampf jedoch ziemlich gefährlich, da das zugeführte Wasser eine viel niedrigere Temperatur hat und der Dampf nicht 100 °C heiß ist, was bedeuten würde, dass unser Dampf bei atmosphärischem Druck erzeugt wird.
Die Effizienz des Kessels variiert je nach Versorgungswassertemperatur und Produktionsdruck. Wenn Sie einen Kessel auswählen, sollten Sie einen kaufen, der 25 % größer ist, als sich aus dem theoretischen Dampfbedarf ergibt. Rohrkessel sind die besten für die Gewinnung von Dampf für Pelletierpressen. Für kleinere Anlagen empfiehlt es sich, einen Timer zu installieren, mit dem der Kessel vor Beginn einer Produktionsschicht rechtzeitig eingeschaltet werden kann. In einer bestehenden Anlage, die theoretisch oder praktisch nicht genügend Dampf erzeugen kann, sollte die Wassertemperatur erhöht werden. Dies lässt sich leicht durch den Einbau eines elektrischen Vorwärmers und eine thermische Isolierung des Speisewassertanks erreichen, um Wärmeverluste zu reduzieren. Wir dürfen nicht vergessen, dass Wärmeverschwendung sehr teuer ist. Wir sollten auch erwähnen, dass das Wasser durch das Abtropfen der gesamte kondensierte Dampf in den Speisewassertank zurückgeführt werden muss, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Eine Erhöhung der Wassertemperatur um 6 °C ermöglicht eine Reduzierung des Brennstoffverbrauchs um 1 % bei der Umwandlung von Wasser in Dampf. Eine mögliche Ursache für die Bildung von Nassdampf ist häufig ein zu hoher Wasserstand im Kessel, der über dem normalen Niveau liegt (Es wird empfohlen, diesen Punkt regelmäßig und sorgfältig zu überprüfen)
Es ist sehr wichtig, daran zu denken, dass unter üblichen europäischen Pelletierungsbedingungen der Dampf heiß und trocken sein muss und unter stabilem Druck hinzugefügt werden sollte.
Insbesondere:
Anmerkungen zur Installation einer Dampfleitung:
Es wird empfohlen, ein Sicherheitsventil zu verwenden, das für die Leitung geeignet ist. Ein Schnellschlussventil mit automatischem Entwässerer, der die Pelletpresse mit Dampf versorgt, könnte der erste Schritt zur automatischen Steuerung des Pelletprozesses sein. Entwässerer sind die wichtigsten Geräte eines Dampfverteilungssystems.
Es darf nicht vergessen werden, dass Entwässerer während des Anfahrens in der Lage sein müssen, überschüssige Wassermengen zu reduzieren. Die gesamte Dampfmenge, die während des Starts verwendet wird, wird ohne Überhitzung erzeugt und enthält Wasser. In der Startphase entsteht eine erhebliche Menge Wasser. Es ist sehr wichtig, einen ausreichend großen Behälter zu installieren, in dem das Wasser gesammelt wird. Er sollte sich außerhalb des Dampfsystems befinden. Dann wird das Wasser aus dem Behälter in den Versorgungswasserbehälter geleitet.. Die Sammelleitung ist ebenso wichtig wie die Entwässerer.
Denken Sie daran, dass nach dem Kondensatabscheider folgende Vorkehrungen getroffen werden müssen: Ableiter, Durchflussmesser, Rückschlagventil (insbesondere wenn die Kondensation erhöht werden soll oder wenn Sie denken, dass es einen Gegendruck in der Rohrleitung geben könnte).
Die Durchgangsanzeige ermöglicht es uns, die korrekte Funktion des Kondensatableiters zu überprüfen. Die Anzeige sollte an einer leicht sichtbaren Stelle installiert werden. Der Pegel des kondensierten Dampfes kann durch den Dampfdruck erhöht werden, wir sollten jedoch bedenken, dass 1 Atmosphäre 10 Metern entspricht. Der Durchmesser der Rohre sollte so groß sein, dass der Dampf ohne Druckabfall transportiert werden kann. Es wurde nachgewiesen, dass kleine Rohrdurchmesser häufig die Ursache für Einschränkungen in der Dampfleitung sind und die Produktivität der Pelletmühle verringern .
Es wurde vielfach nachgewiesen, dass sich der Druck auf verschiedene Rezepturen unterschiedlich auswirkt.
Es ist sehr schwierig zu bestimmen, welcher Druckwert am besten ist. Normalerweise sind 3,5 bar ein zufriedenstellender Wert. Es wurde auch festgestellt, dass sich die Produktivität der Pelletmühle je nach Druck geringfügig ändern kann. Hoher Druck ist im Allgemeinen vorzuziehen, auch wenn dies mit Sicherheitsproblemen verbunden sein kann. Sicher ist, dass die besten Ergebnisse durch viele Versuche mit unterschiedlichen Druckwerten erzielt werden können. Änderungen im Bereich von 1 bis 5 bar sollten uns helfen, den optimalen Druck zu finden.
Es ist sehr wichtig, das Dampfsystem mit Transportrohren mit dem richtigen Durchmesser auszustatten, die einen bestimmten Druck aushalten.
Die Mehltemperatur sollte etwa 75 - 85°C betragen und der Feuchtigkeitsgehalt des konditionierten Mehls etwa 17%.
Ein übermäßiger Temperaturanstieg zwischen dem konditionierten Mehl am Ausgang des Mischers und dem Pelletausgang aus der Matrize (+3-6°C) deutet darauf hin, dass das Mehl nicht ausreichend geschmiert ist Das bedeutet, dass nicht genügend Dampf verwendet wird oder die Matrize für die jeweilige Anwendung zu dick ist. Wenn Sie Schwierigkeiten haben, die gewünschte Temperatur zu erreichen, außer bei einem übermäßigen Anstieg der Luftfeuchtigkeit, dann kann dies
a) bedeuten, dass die Dampfqualität nicht gut genug ist
b) dass der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des Mehls zu hoch ist oder
c) dass wir eine Situation haben, in der die beiden vorherigen negativen Faktoren zusammen auftreten. Eine zu hohe Pellettemperatur nach dem Kühler ( z. B. mehr als 6°C über Raumtemperatur) bedeutet, dass der Kühler nicht ausreichend dimensioniert ist, Das heisst, die Aufenthaltszeit ist zu kurz oder die Luftmenge zu gering (oder eine Kombination aus beidem).
Die Feuchtigkeit des Endprodukts muss fast gleich der Feuchtigkeit des Mehls sein, das heißt, der Kühler muss die Feuchtigkeit entfernen, die durch die Dampfkonditionierung hinzugefügt wird, aber, Gleichzeitig sollte es nicht unter die Anfangsfeuchtigkeit fallen, da der Kühler abkühlen und nicht austrocknen muss. Zu viel Staub oder zu geringe Härte des Pellets deutet darauf hin, dass das Mehl nicht richtig konditioniert wurde oder die Matrize im Einzelfall nicht fest genug ist. Die Kapazität der Presse lässt sich leicht bestimmen, indem beim Entladen der Presse 20-30 Sekunden des Produkts in einem Sack gesammelt, gewogen und der erhaltene Messwert multipliziert wird.