Les étapes de production des pellets

Les étapes de production des pellets

Les granulés de bois sont produits à partir de sous-produits de matières premières de l'industrie du bois (par exemple des scieries), de résidus d'exploitation forestière et de cultures forestières durables spéciales avec une courte période de rotation. De plus, il existe la possibilité de produire des agropellets provenant de résidus agricoles (par exemple paille) ou de tailles de cultures. Les agropellets sont désavantagés par rapport aux granulés de bois, principalement en raison de leur teneur en cendres nettement plus élevée.

Il y a 7 étapes différentes dans le processus de production de pellets de biomasse :

1) Stockage des matières premières

2) Nettoyage des matières premières des impuretés Prétraitement

3) Séchage de la biomasse Biomasse

4) Broyage-déchiquetage de biomasse

5) Pelletisation

6) Refroidissement et tamisage de la production de pellets

7) Stockage des pellets. Granulés

1) Stockage des matières premières

Un bon système de stockage des matières premières est nécessaire pour maintenir la biomasse exempte d'impuretés et la protéger de la pluie, qui peut augmenter sa teneur en humidité à un point tel qu'il n'est pas rentable de la sécher (et donc de l'utiliser dans le processus de production). . L'alimentation automatisée des matières premières du stockage vers la zone de production (par exemple via un tapis roulant ou une vis) est souvent préférée pour réduire les coûts de main-d'œuvre.

2) Purification des matières premières des impuretés

Cette étape est essentielle principalement dans les cas où du bois recyclé ou brut (par exemple des palettes) est utilisé comme matière première. De nombreuses unités utilisent des mécanismes pour séparer le bois des agrégats, tels que les pierres, ou des séparateurs magnétiques pour capturer les objets métalliques, tels que les clous et les chevilles. La présence même de la plus petite quantité de ces impuretés dans le produit final est inacceptable, alors qu'en même temps elles peuvent causer de graves dommages à l'équipement du processus de production, par ex. dans le broyeur à marteaux et la presse.

3) Séchage de la biomasse

La majorité des matériaux utilisés pour la production de pellets nécessitent un séchage afin de produire un produit de qualité satisfaisante. Seules quelques matières récoltées à sec, comme la paille, peuvent contourner cette étape du processus de production. Le séchage de la biomasse à un niveau compris entre 10 et 15% est indispensable. Les séchoirs à biomasse utilisés sont pour la plupart des séchoirs à tambour, bien qu'il existe également plusieurs références à des séchoirs à bande. Le combustible utilisé pour sécher la biomasse est soit du gaz naturel, soit une partie de la biomasse elle-même, la deuxième option étant privilégiée pour des raisons environnementales, techniques et économiques. Il est à noter que l'étape spécifique est la plus énergivore du processus de production, alors qu'elle contribue au maximum aux coûts d'exploitation de l'unité. Par conséquent, la majorité des efforts de recherche et des innovations dans la production de pellets se concentrent sur le processus de séchage réussi de la matière première.

4) Broyage-broyage de la biomasse

Avant de l'introduire dans la presse à pelletiser, il est nécessaire que la biomasse ait acquis l'homogénéité et la granulométrie appropriées. Ces caractéristiques sont obtenues grâce à l'utilisation de différents types de machines pour couper et broyer la matière première, telles que des broyeurs à marteaux. La taille de la biomasse hachée à introduire dans la presse n'est pas aléatoire : les particules ne doivent pas être suffisamment grosses pour passer à travers les trous de la filière de la presse. En revanche, si le matériau est à grains très fins, l'efficacité de conversion de la biomasse en granulés est moindre, car il est plus difficile d'agréger les particules.

Après avoir obtenu de la biomasse les propriétés nécessaires en termes de pureté, d'humidité et de dimensions, elle est introduite dans l'équipement de base pour former et produire des pellets : la presse à pellets.

5) Pelletisation

Les pellets sont produits en pressant la biomasse granulée dans une presse spéciale à travers les trous d'un moule en acier inoxydable dont elle est équipée et qui donne aux pellets leur forme cylindrique caractéristique. La capacité de chaque presse à pellets varie de quelques dizaines de kilogrammes à quelques dizaines de tonnes par heure. En conséquence, il existe une grande variation dans les performances des différents types de presse.

L'application de pressions élevées à la biomasse granulée entrante force le matériau à se déplacer à travers les trous de la filière circulaire, le diamètre des trous spécifiques déterminant finalement le diamètre des granulés produits. À mesure que la pression appliquée augmente, le frottement entre les grains de biomasse augmente avec une conséquence directe de l'augmentation de sa température. La température élevée ramollit la lignine (l'un des trois principaux groupes de composés de la biomasse avec la cellulose et les hémicelluloses) qui agit comme un adhésif entre les particules de biomasse. Le réglage de la température appropriée pour ce faire est obtenu grâce à une conception appropriée du moule, qui devrait créer le niveau requis de résistance au flux de particules de biomasse pour développer les pressions souhaitées - et donc les températures. Si les trous du moule sont plus grands qu'ils ne devraient l'être, le matériau s'échappe facilement à travers eux et des pressions-températures suffisantes ne sont pas développées pour produire un produit solide sans copeaux. Bien entendu, l'existence de très petits trous dans les moules implique une forte augmentation de la température, la pyrolyse partielle (combustion incomplète) de certaines particules et l'obtention d'une qualité dégradée du produit final.

L'étape de granulation est la seule phase du processus de production de granulés dans laquelle des composés supplémentaires peuvent être utilisés. Plus précisément, pour renforcer la cohésion des pellets, un peu de colle naturelle, comme l'amidon, est parfois ajoutée. L’utilisation ou non d’additifs naturels dépend essentiellement de la composition qualitative de la matière première, c’est-à-dire du rapport lignine/cellulose, hémicelluloses et cendres du matériau. La quantité maximale autorisée d'additifs dans le produit final est déterminée sur la base des normes de qualité internationales.

Avec une conception appropriée du moule de presse et un contrôle minutieux de l'ensemble du processus, les pellets quittent la presse avec une humidité inférieure à 10%, une densité supérieure à 600 kg/m³ et un pouvoir calorifique supérieur à 4,7 kWh/kg.

6) Refroidissement et criblage des pellets

Les pellets sortant de la presse sont trop mous et chauds (70-90 °C) pour être stockés et conditionnés tels quels. Par conséquent, on les laisse refroidir dans l’air à travers un tapis roulant pour stabiliser la lignine qui sert d’adhésif aux fibres de cellulose. Après refroidissement et obtention de la dureté souhaitée, les pellets sont passés à travers des tamis industriels d'où ils sont séparés de la poussière et des débris. Il est à noter que la présence de débris dans le produit final peut le rendre hors spécifications et rendre difficile son absorption par le marché. Les copeaux séparés sont recyclés pour minimiser la perte de biomasse et augmenter l'efficacité globale du processus.

7) Stockage des pellets.

Le pellet étant un combustible de haute qualité, ses conditions de stockage sont nécessaires pour garantir la préservation de sa qualité. Le stocker dans des sacs standards de poids constant, où ils sont protégés des impuretés environnementales et de l'humidité, est une pratique courante, surtout lorsque les principaux consommateurs sont de petits utilisateurs domestiques. En cas de stockage en vrac, il convient là encore de les placer soit dans un conteneur, soit dans un silo, également pour les protéger de l'humidité et des impuretés.

Il est logique de conclure que toutes les étapes individuelles ci-dessus pour la production des pellets doivent consommer une énergie électrique importante. Cependant, leur dimension environnementale ne peut être écartée : on estime que les besoins énergétiques pour la production des pellets correspondent à moins de 22% de leur contenu énergétique, laissant aux pellets un signe énergétique positif.

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