Produzione Pellets da riscaldamento

Considerando che il consumo del pellet ecologico è in aumento molte grosse aziende, da chi si occupa di legname all’ingrosso o chi direttamente commercializza segatura si sta attrezzando per la produzione e messa in opera di impianti pellet di legno.

Se sino a poco tempo fa per fare pellet bisognava essere per forza di cose strutture molto grandi e consolidate sul mercato visto l’investimento elevato che era necessario fare, in questi ultimi tempi aziende meccaniche hanno progettato intere linee, impianti e/o presse per cubettare o pellettare la segatura con costi più contenuti, seppur sempre impegnativi, rispetto ai precedenti, nella speranza di una diffusione più ampia rivolta alle medie imprese. Tutte realtà, in ogni caso, che sentono l’esigenza di sfruttare i propri scarti di lavorazione dato che acquistare la materia prima per produrre pellets spesso risulta essere poco conveniente.

A grandi linee il processo di produzione degli impianti produzione Pellet può riassumersi in cinque sommari punti, rimanendo di fatto il fattore “umidità” che deve essere del 7/10% uno dei parametri più importanti che accompagnano tutte le lavorazioni del processo. In pratica se avessimo della segatura con dell’umidità non ottimale dovremmo per forza aggiungere alla linea di produzione anche l’essiccatoio.

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La polverizzazione, dove la materia prima viene sminuzzata e polverizzata La cubettatura che viene effettuata da macchine che agglomerano mediante la lignina la segatura formando il tipico cilindretto Il raffreddamento effettuato successivamente alla pressatura che rende molto caldo il pellet.

Il confezionamento, dove i pellet vengono inseriti in sacchetti di plastica solitamente da 10 o da 15 Kg.

La commercializzazione,dedicata alla vendita pellet è l’ultimo anello della catena.

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Cos’è il pellet e come si produce

Il pellet è un combustibile densificato, di forma cilindrica, derivante da un processo industriale attraverso il quale la materia prima viene trasformata in piccoli cilindri di diametro variabile da 6 a 8 mm e lunghezza di 10-30 mm.

La pelletizzazione avviene principalmente con presse a molazza con matrice piana o anulare. Oltre a queste, si conosce l’impiego anche di presse a ruota dentata.

Le caratteristiche qualitative del pellet (massa volumica, massa sterica, durabilità meccanica, contenuto di particelle fini, ecc.) dipendono da numerose altre proprietà, riconducibili al processo di densificazione. Per ottenere pellet di qualità costante è decisivo mantenere la più elevata omogeneità possibile delle materie prime in ingresso.

Accanto alla raffinazione dei materiali, sono di particolare importanza: il contenuto idrico della materia prima, la temperatura di processo così come l’aggiunta di additivi per facilitare la densificazione. La più semplice sostanza additivante è l’acqua, impiegata in forma di vapore o di acqua pre-temperata, sia per l’attivazione della materia prima sia per raggiungere il più idoneo contenuto idrico del materiale. Successivamente, l’eventuale aggiunta di additivi di tipo naturale migliora le caratteristiche della materia prima e la durabilità del pellet.
La qualità del prodotto finale è determinata dai parametri lungo la filiera produttiva, che nel caso delle biomasse riguarda: la preparazione e il condizionamento della materia prima, la pelletizzazione e i successivi trattamenti, lo stoccaggio temporaneo ed eventualmente l’insacchettamento, nonché il trasporto al distributore o al consumatore finale.

Selezione delle materie prime

La qualità richiesta dal pellet è in relazione al tipo di impianto di conversione energetica in cui si intende utilizzarlo (stufe, caldaie, CHP, ecc.); questo richiede una selezione ed eventualmente un’analisi chimica della materia prima. Sono particolarmente importanti il contenuto idrico e la granulometria, così come la struttura fibrosa, la specie legnosa impiegata (es. faggio o abete), la componente di corteccia e la durata dello stoccaggio del materiale prima della consegna.

conservare i pellet

Questi parametri sono decisivi sia nell’individuazione delle fasi di lavorazione necessarie al pre-trattamento della materia prima, cioè scortecciatura, sminuzzamento ed essiccazione, sia a quantificare il fabbisogno energetico necessario. La materia prima maggiormente impiegata è rappresentata da segatura e trucioli di segheria, e altro materiale legnoso derivante dalle industrie del legno, con un contenuto idrico medio del 35-45%.

Essiccazione

Prima della raffinazione la materia prima deve essere essiccata. L’essiccazione avviene per lo più in essiccatoi a tamburo o a tappeto a fiamma diretta o indiretta. Il processo di essiccazione è necessario affinché la materia prima raggiunga un contenuto idrico ottimale per la successiva fase di pellettizzazione, pari al 10-14%.

Raffinazione

Dopo l’essiccazione, il materiale deve essere sottoposto all’asportazione dei materiali contaminanti (terra, sassi e parti metalliche), per evitare l’usura e il danneggiamento degli organi di taglio del raffinatore. L’obiettivo della raffinazione è ottenere la più elevata omogeneità granulometrica della materia prima. Con la raffinazione aumentano le proprietà leganti naturali del legno e la capacità di pelletizzazione perché il materiale, prima dell’ingresso nella cavità di pressatura, non necessita di essere ulteriormente sminuzzato dai rulli rotanti della pressa.

Condizionamento

Il condizionamento serve ad attivare le capacità leganti dei materiali impiegati nel processo di pellettizzazione, migliorando la durabilità del pellet. Il materiale raffinato è pompato al condizionatore mediante un aspiratore ad aria che termina con un ciclone, dove si trova un agitatore. Con l’ausilio di un sensore di umidità viene rilevato se il materiale richiede un’umidificazione mediante acqua o vapore. L’umidificazione è necessaria qualora il contenuto idrico è inferiore al 10%. Al contrario, se il contenuto idrico tende a superare il 15%, è automaticamente intensificata la fase di essiccazione a monte. La materia prima rimane nel condizionatore per un periodo limitato, in genere complessivamente pari a 10-20 minuti, finché raggiunge un contenuto idrico omogeneo e stabile.

Aggiunta di additivi

Nella fase di condizionamento, l’aggiunta di additivi (oltre all’acqua) alla materia prima può determinare un aumento della naturale capacità legante della biomassa. Gli additivi comunemente impiegati sono sostanze di origine biologica. La norma europea che definisce le caratteristiche del pellet a uso non industriale (UNI EN 14961-2) ammette solamente l’uso di additivi naturali quali amidi di mais, farina di cereali, paraffina vegetale, melassa, olio vegetale, in quantità non superiori al 2% in peso. L’uso di ammendanti di origine naturale, in quantità conforme alla norma, oltre ad aumentare la durabilità meccanica del pellet non comportano ulteriori significativi cambiamenti delle caratteristiche del biocombustibile.

Pressatura

Dopo il condizionamento, il materiale entra nella fase di pressatura. In Europa è impiegato pellet di forma cilindrica con diametro di 6-8 mm, mentre in Italia il consumo riguarda unicamente pellet con diametro di 6 mm. Le presse maggiormente impiegate nel processo produttivo sono del tipo a molazza con trafile a matrice forata. Nel processo sono comunemente applicati 2-5 rulli a uno o più assi incrociati, i quali possiedono un comune asse di rotazione verticale nel mezzo (presse a matrice piana) o orizzontale (presse a matrice anulare).
Le prestazioni delle presse sono funzione di diversi parametri, uno dei più importanti è il grado di raffinazione del materiale in ingresso. Infatti, tanto più raffinato è il materiale, tanto inferiori saranno gli sforzi che i rulli devono compiere. Il fabbisogno specifico di energia elettrica per la produzione di pellet è di circa 1,5% del contenuto energetico del pellet stesso. Tuttavia, nel caso in cui sia necessario impiegare energia termica per il processo di essiccazione, il fabbisogno energetico sale considerevolmente; per la pelletizzazione di materiale umido (M 43%) il fabbisogno energetico del processo complessivo supera il 14%.

Raffreddamento e vagliatura

L’attrito che si sviluppa durante il processo di densificazione determina l’innalzamento della temperature in trafila che può variare da 80 a circa 130°C. Questo è il motivo per cui il pellet, appena uscito dalla pressa, deve essere raffreddato nel più breve tempo possibile, portandolo ad una temperatura di circa 25°C, favorendo il suo rapido indurimento. Questa fase avviene di norma in un raffreddatore contro-corrente che consente di diminuire la ri-dilatazione del pellet. Il raffreddamento con aria consente di allontanare anche l’umidità residua dal pellet. Il contenuto idrico (M) dopo la pellettizazione è di norma l’1-2% inferiore rispetto al materiale di partenza. Dopo il raffreddamento ha luogo il processo di vagliatura con un vaglio vibrante che consente di allontanare il materiale non perfettamente pressato e aderente al pellet. Le particelle fini separate dal pellet sono reintrodotte nel processo di pellettizazione.

Confezionamento, stoccaggio e trasporto

Attraverso l’impianto di confezionamento il pellet può essere imballato in piccoli sacchi, generalmente da 15-25 kg, oppure in big bag da 500-750 fino a 1.000 kg. Il pellet sfuso può essere consegnato con l’ausilio di un’autobotte direttamente al cliente finale, oppure essere soggetto ad uno stoccaggio intermedio in silo o in magazzini. Tuttavia, prima della consegna, il pellet viene nuovamente vagliato. Per assicurare un’idonea qualità del pellet fino all’uso energetico finale, devono essere osservate le prescrizioni specifiche sia nella fase di stoccaggio sia di trasporto del pellet.